Все разнообразие полевых опытов делится на две группы :
1) опыты агротехнические;
2) опыты по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур.
Основная задача агротехнических опытов - сравнительная объективная оценка действия различных факторов жизни, условий, приемов возделывания или их сочетаний на урожай с/х культур и его качество. К этой группе относятся, например, полевые опыты по изучению обработки почвы, предшественников, удобрений, способов борьбы с сорняками, болезнями и вредителями, норм и сроков посева.
Опыты по сортоиспытанию , где сравниваются при одинаковых условиях генетически различные растения, служат для объективной оценки сортов и гибридов с/х культур. На основании этих опытов наиболее урожайные, ценные по качеству и устойчивые сорта и гибриды районируют и внедряют в с/х производство.
Между указанными группами полевых опытов нет резкой границы. Для разработки сортовой агротехники опыты по сортоиспытанию нередко проводят на разных агротехнических фонах, а в схемы агротехнических опытов с удобрениями, обработкой почвы и севооборотами часто включают несколько перспективных сортов.
В зависимости от количества изучаемых факторов, охвата почвенно-климатических условий, длительности и места проведения полевых опытов подразделяют на несколько видов: однофакторные и многофакторные, единичные и массовые, краткосрочные, многолетние и длительные, эксперименты, заложенные на специальных опытных полях и в производственной обстановке.
Если в опыте изучается один простой или сложный количественный фактор в нескольких градациях (дозы удобрения, пестициды, нормы посева, полива) или сравнивается действие ряда качественных факторов (разные культуры, сорта, способы обработки, предшественники), то такой эксперимент называют простым или однофакторным .
Опыты, в которых одновременно изучают действие и устанавливают характер и величину взаимодействия нескольких: двух и более факторов называют многофакторными . Взаимодействие факторов - это дополнительная прибавка (или) снижение урожая, которая получается при совместном применении двух и более факторов.
По характеру различают положительное взаимодействие, когда прибавка от совместного применения факторов больше, и отрицательное, когда она меньше арифметической суммы прибавок от их раздельного применения. Факторы действуют независимо, то есть не взаимодействуют, когда прибавка от совместного их применения равна примерно арифметической сумме прибавок от их раздельного применения.
Установить величину и характер взаимодействия позволяют те многофакторные опыты, которые спланированы по схеме полного факториального эксперимента (ПФЭ), и которая предусматривает наличие всех возможных сочетаний изучаемых факторов и их градаций (доз). Поэтому не всякий опыт, включающий несколько факторов, можно назвать многофакторным. Многофакторный эксперимент по полной факториальной схеме, в котором изучаются два фактора в двух градациях (2x2=4),например, глубокая обработка почвы и удобрение, должен иметь четыре варианта:
1) Обычная обработка без удобрений (контроль)
2) Глубокая обработка без удобрений.
3) Обычная обработка+удобрение.
4) Глубокая обработка+удобрение.
При исключении из этого опыта любого второстепенного варианта схема становится неполной, нефакториальной. Такой эксперимент будет равноценен простому однофакторному опыту, он не может выявить величину и характер взаимодействия изучаемых факторов. Таким образом, принципиальной особенностью многофакторных экспериментов является постановка их по полным факториальным схемам.
Опыт называют единичным , если их закладывают в отдельных пунктах, независимых друг от друга, по различным схемам.
Если полевые опыты одинакового содержания проводят одновременно по согласованным схемам и методикам в различных почвенно-климатических и хозяйственных условиях, в масштабе страны, области или района, то их называют массовыми или географическими , например географическая сеть опытов с удобрениями или опыты по оценке эффективности способов обработки почвы.
Основная их задача -- проследить за действием изучаемого приема в различных почвенно-климатических условиях. Сюда же относят опыты Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур, а также опыты Всесоюзного института растениеводства (ВИР), позволяющие установить закономерности в изменении химизма растений в зависимости от условий среды
По длительности проведения полевые опыты разделяют на краткосрочные, многолетние и длительные.
К краткосрочным относят опыты продолжительностью от 3 до 10 лет. Они могут быть нестационарными и стационарными. Первые закладывают ежегодно по неизменной схеме с одной и той же культурой на новых участках и повторяют во времени обычно 3-4 года. Этого периода считается достаточно для учета влияния условий погоды на эффективность какого-либо приема. Вторые закладывают на стационарных участках и проводят в течение 4-10 лет.
Многолетние проводятся на протяжении ротации севооборота и более продолжительное время. Они составляют особо важную группу методов агрономического исследования и направлены на оказание серьезной помощи сельскохозяйственному производству. Многолетние опыты могут быть стационарными и нестационарными. В стационарных опытах изучаются действие, последействие и взаимодействие изучаемых факторов, а в нестационарных -- только прямое действие изучаемого фактора, приема.
К многолетним относят однофакторные и многофакторные стационарные полевые опыты продолжительностью 10-50, к длительным - более 50 лет. Основная задача многолетних и длительных стационарных экспериментов-изучение действия, взаимодействия и последействия систематически осуществляемых агротехнических приемов или их комплексов на плодородие почвы и качество продукции.
Многолетние и длительные опыты незаменимы при изучении физико-химических и биохимических процессов, медленно протекающих в почве и агрофитоценозах, расчетах баланса питательных веществ, учете потерь элементов питания и возможных масштабов загрязнения окружающей среды. Многолетняя повторность как бы «спрессовывает время», ведет к выявлению качественно новых закономерностей, которые невозможно установить в краткосрочных опытах. Результаты этих опытов нередко противоречат общепринятым представлениям, но именно эти необычные на первый взгляд данные, указывают новые направления для научных поисков и разработок.
По месту проведения подразделяют полевые опыты, заложенные, на специально организованных и приспособленных для этих целей участках или опытных полях, и полевые опыты, проведенные в производственной обстановке - в колхозах и совхозах на полях хозяйственных севооборотов.
Часто полевой опыт в производственной обстановке называют производственным опытом , т.е. комплексное, научно поставленное исследование, которое проводится непосредственно в производственных условиях и отвечает конкретным задачам самого материального производства, его постоянного развития и совершенства.
Из этого определения следует, что цели производственного эксперимента значительно шире, чем любого вида полевого опыта. В его задачу входит изучение агротехнической и экономической системы; агрономических и организационно-хозяйственных мероприятий, а не отдельных приемов или элементов этой системы. Поэтому экспериментирование проводится большими производственными единицами - бригадами, хозяйствами или группой хозяйств.
Производственные полевые опыты подразделяются на:
1) опыты-пробы;
2) точные сравнительные полевые опыты;
3) опыты по учету (оценке) хозяйственной (экономической) эффективности агротехнических мероприятий;
4) показательные, демонстрационные опыты.
Различают несколько видов полевого опыта в зависимости от места проведения, целей и задач опыта, его длительности, количества, изучаемых в нем факторов, охвата объектов, размера делянок:
а) по целям, месторасположению и размерам делянок – стационарные, производственные, микрополевые и мелкоделяночные опыты;
б) по длительности проведения – кратковременные, многолетние и длительные;
в) по количеству изучаемых приемов и факторов – однофакторные и многофакторные (комплексные);
г) по охвату пунктов исследований – единичные и массовые (географические).
Стационарные полевые опыты предназначены для изучения длительного воздействия удобрений или мелиорантов (часто в сочетании с другими факторами) на урожай сельскохозяйственных культур и плодородие почв. Например, тема опыта: «Изучение влияния различных уровней минеральных и органических удобрений на продуктивность полевого севооборота и плодородие серых лесных почв Калужской области». Такие и подобные опыты проводят в течении длительного времени на постоянных, т.е. стационарных участках. Стационарные опыты позволяют глубоко вскрыть процессы, происходящие в почве и растении, определяющие эффективность действия удобрений и их влияние на плодородие почв. Они проводятся, как правило, на опытных полях научно-исследовательских учреждений, учхозов, опытных станций, где имеются достаточно квалифицированные научные кадры. Такие опыты немногочисленные и их результаты и выводы распространяются на определенную почвенно-климатическую зону, т.е. на значительную территорию. Поэтому очень важно, чтобы почва опытного участка была типичной для своей почвенно-климатической зоны.
Относительно методики закладки и проведения стационарных опытов к ним предъявляют особенно строгие требования: предварительное всестороннее изучение истории участка и плодородия почвы, тщательный выбор его площади, направления, формы делянок и т.д.
Характерные особенности стационарных опытов:
§ расчлененные (многовариантные) схемы опыта (8-10 вариантов и более);
§ широкая программа сопутствующих наблюдений и учетов.
Производственные полевые опыты проводятся непосредственно в хозяйствах для проверки и уточнения в производственных условиях основных результатов стационарных опытов, а так же рекомендаций научно-исследовательских учреждений по применению удобрений в данной зоне. Такие опыты обычно проводят на укрупненных делянках (от 500 м 2 до 2 га), чтобы можно было использовать всю технику и машины, применяемые непосредственно в производстве. Кроме проверки эффективности какого-либо агротехнического приема (удобрения) в таких опытах проводится оценка возможности его проведения в хозяйственных условиях, а также приближенная экономическая оценка изучаемого приема.
К производственным опытам предъявляют менее строгие методические требования. Программа сопутствующих наблюдений и учетов здесь минимальна. В большинстве случаев она ограничивается анализом почв перед закладкой опыта и определением структуры урожая, а иногда даже данными агрохимического обследования почв, проведенного в предшествующие закладке опыта годы. Однако выбор земельного участка, фиксация границ делянок и всего опыта, внесение удобрений и вся агротехника, применяемая в опыте, должны соответствовать требованиям методики полевого опыта.
Cхема производственных опытов обычно состоит из 2-3 вариантов, показавших лучшие результаты в стационарных или других полевых опытах. Программа сопутствующих наблюдений и учетов в таких опытах сведена до минимума. Результаты производственных опытов распространяются на сравнительно небольшие районы со сходными почвенно-климатическими и организационно-хозяйственными условиями.
В зависимости от времени проведения полевых опытов они подразделяются на кратковременные (3-5 лет), многолетние (10-50 лет) и длительные >50 лет).
Длительность проведения опытов обуславливается обычно темой исследований. В кратковременных опытах изучают только прямое действие удобрений, внесенных под данную культуру, на данном участке. Указанные приемы внесения удобрений обладают очень существенным прямым действием и практически не оказывают заметного последействия. Например, в них изучают эффективность подкормок озимых и овощных культур, многолетних трав, припосевного (припосадочного) удобрения, некоторые приемы внесения микроудобрений (намачивание семян, внекорневая подкормка).
Эффективность таких приемов в сильной степени зависит от погодных условий года (количества осадков, их распределения по месяцам и т.д.). Чтобы избежать влияния случайных погодных факторов на оценку результатов изучаемого в краткосрочном опыте приема внесения удобрений, необходимо их обязательное повторение во времени. Для получения достоверных данных таких опытов их проводят не менее 3-5 лет.
Многолетние полевые опыты - это, по существу, стационарные опыты, о которых уже сообщалось выше. Чем больше «возраст» таких опытов, тем более значимы их результаты. Стационарные опыты, заложенные более 50 лет назад, переходят в разряд длительных .
Такие опыты очень ценные, они показывают отдаленную перспективу применения удобрений. Их результаты используют для решения фундаментальных вопросов агрохимии, раскрывающих судьбу плодородия почв, трансформации и круговорота питательных веществ в почв при различных уровнях применения удобрений.
Велика и демонстрационная роль этих опытов. Они наглядно показывают многолетнее влияние основных факторов и условий жизни растений на их продуктивность.
Большинство длительных полевых опытов с удобрениями получили всемирную известность. Например, опыт Ротамстедской опытной станции (Англия), заложенный в 1852 году Лоозом и Гильбертом с удобрениями бессменной пшеницы, ячменя и многолетних трав.
С 1875 года ведется опыт в Гриньоне (Франция) по изучению удобрений в звене севооборота озимая пшеница – сахарная свекла. С 1876 года изучается действие удобрений на продуктивность кукурузы при возделывании ее в монокультуре и в севообороте в опыте Иллинойского университета (США).
В Галле (Германия) с 1878 года ведется опыт по удобрению ржи в монокультуре и в севообороте.
В 1912 году на Полевой опытной станции Петровского института (Тимирязевской академии) по инициативе Д.Н. Прянишникова заложен «многофакторный опыт длительного применения удобрений, севооборота и бессменных посевов». По результативности и глубине проводимого исследования, он является уникальным для всей мировой агрономической науки.
На землях Долгопрудной агрохимической опытной станции (в настоящее время ОАО ДАОС ИМ. АКАДЕМИКА Д.Н. ПРЯНИШНИКОВА) находятся длительные опыты (60-70 лет) по изучению форм минеральных удобрений, сравнительной оценке минеральных удобрений и навоза, эффективности минеральных удобрений на фоне навоза и без навоза, действия извести и фосфоритной муки различных месторождений. Более 70-80 лет ведутся опыты по эффективности навоза и NРК в Дании и Голландии; более 50 лет в Японии изучается действие систематического применения NРК, компостов и зеленых удобрений на урожай риса.
В особую группу выделяются мелкоделяночные (размер делянки 5-10м 2) и микрополевые опыты (размер делянки от 200-300 см 2 до 1-3 м 2 ). Эти опыты проводятся на делянках с такой малой площадью, которая не позволяет применять на них обычную (машинную) агротехнику выращивания сельскохозяйственных культур и заставляет прибегать к искусственным приемам агротехники (обработка почвы и посевов вручную).
В таких опытах абсолютные показатели урожайности имеют подчиненное значение, а основное внимание уделяется углубленному исследованию динамики почвенных процессов, изучению превращения удобрений в почве или изменению физиологических процессов у растений под влиянием изучаемых приемов. Нередко микрополевые опыты проводятся с использованием дорогостоящих стабильных (15 N) или радиоактивных (32 Р) изотопов элементов.
В зависимости от количества изучаемых приемов, условий и факторов различают однофакторные и многофакторные опыты.
В однофакторном опыте изучают влияние одного приема, условия или фактора на одном постоянном фоне. В многофакторном опыте одновременно изучают влияние двух или нескольких приемов, условий или факторов на возделываемую культуру и почву (удобрение и гербициды, орошение и удобрения, удобрения, орошение и обработка и т.д.).
По охвату пунктов исследований различают единичные и массовые полевые опыты. Единичные опыты закладывают и проводят независимо друг от друга по разным отдельно разработанным схемам и программам в отдельных пунктах страны. К ним относятся большинство стационарных опытов научных учреждений, вузов и отдельные опыты, проводимых в колхозах и совхозах. Массовые , или географические опыты проводят по общей тематике и единым согласованным схемам и программам, допускающим обобщение результатов исследований в различных географических пунктах, с целью изучения влияния природных условий на эффективность данного приема, условия или фактора в пределах всей страны или отдельных зон, регионов, краев и областей.
Эксперимент был организован в 1927 году в Квинслендском университете, находящемся в австралийском городе Брисбен, профессором физики Томасом Парнеллом, с целью продемонстрировать студентам, что некоторые тела, которые представляются нам твердыми, в действительности являются жидкостями, но только очень вязкими.
Для опыта выбрали искусственный битум (пек) – остаток от перегонки дегтя или нефтяной смолы. Этот материал настолько тверд, что его можно разбивать на куски молотком. Однако, если его образец поместить в воронку, то он будет вытекать через нее, хотя и очень медленно.
Чтобы представить себе скорость этого процесса, можно сравнить его с дрейфом континентов. Так, Австралия смещается в северном направлении на 6 см ежегодно. Но битум в брисбенском эксперименте вытекает из воронки в 10 раз медленнее!
За 83 года (заглушка с воронки была снята в 1930 году) на дно установленного под воронкой сосуда упало всего 9 капель. Причем до настоящего момента никому не удавалось увидеть сам момент падения. Физик Джон Мэйнстон прозевал все три падения капель смолы, которые случились за полвека, когда он был куратором эксперимента. Однажды ученый провел все выходные, непрерывно наблюдая за уже полностью сформированной каплей, но она упала как раз тогда, когда он, совершенно измученный, ушел домой отдохнуть.
В следующий раз, через 9 лет, долгожданное событие пришлось на тот момент, когда Мэйнстон отлучился из комнаты на пять минут, чтобы выпить чашку чая.
В 2000 году перед экспериментальной установкой была установлена вебкамера, так что Мэйнстон мог надеяться, наконец, увидеть падающую каплю своими глазами, хотя он тогда был далеко от Брисбена, в Англии. Однако внезапно разразившийся тропический шторм вызвал отключение электричества на 20 минут, в течение которых и произошел никем не видимый отрыв очередной, восьмой по счету капли.
Падения девятой капли австралийский физик не дождался: он умер в августе 2013 года, после перенесенного инсульта, в возрасте 78 лет.
По словам нового куратора, Эндрю Уайта, количество остающегося в воронке материала таково, что опыт может продолжаться еще как минимум 80 лет. Если вытекание будет происходить с той же скоростью, десятая капля достигнет дна сосуда к столетнему юбилею эксперимента, в 2027 году.
Опыт с капающим битумом отмечен в качестве самого продолжительного в истории лабораторного эксперимента в Книге Рекордов Гиннесса.
Профессор Уайт – квантовый физик, возрастом, как он говорит, всего "четыре капли битума", считает, что главное значение эксперимента состоит в ощущении связи с историей, которое он дает: "Вот эта капля упала на дно сосуда, когда вас еще не было, когда не родились даже ваши родители, а быть может и дедушка с бабушкой".
С 1930 по 1988 годы битум капал с периодичностью раз в 8 лет. Однако в 80-е годы в университете установили кондиционеры, что привело к замедлению процесса: теперь промежуток между падением капель составляет около 13 лет.
Около века наз
ад пек был обычен в домашнем хозяйстве: он использовался, например, для смоления лодок. Это аморфное вещество, которое, в зависимости от условий, может вести себя как твердое тело или как жидкость. Примером веществ такого типа является обычная зубная паста: находясь под давлением, она вытекает из тюбика, но на зубной щетке сохраняет принятую форму и никуда не течет, даже если щетку поставить вертикально.
Результаты Брисбенского эксперимента уже публиковались: после падения шестой капли ученые подсчитали вязкость пека и в 1984 году обнародовали эти данные в European Journal of Physics. Как оказалось, его вязкость выше, чем у воды, в 230 миллиардов раз.
Подобные эксперименты проводились и в других местах. Так, в Дублинском Тринити-колледже такая же воронка с битумом была установлена в 1944 году, а в 2013 году падение капли этого вещества впервые удалось снять с помощью вебкамеры.
Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту
красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook
и ВКонтакте
Есть очень простые опыты, которые дети запоминают на всю жизнь. Ребята могут не понять до конца, почему это все происходит, но, когда пройдет время и они окажутся на уроке по физике или химии, в памяти обязательно всплывет вполне наглядный пример.
сайт собрал 7 интересных экспериментов, которые запомнятся детям. Все, что нужно для этих опытов, - у вас под рукой.
Огнеупорный шарик
Понадобится : 2 шарика, свечка, спички, вода.
Опыт : Надуйте шарик и подержите его над зажженной свечкой, чтобы продемонстрировать детям, что от огня шарик лопнет. Затем во второй шарик налейте простой воды из-под крана, завяжите и снова поднесите к свечке. Окажется, что с водой шарик спокойно выдерживает пламя свечи.
Объяснение : Вода, находящаяся в шарике, поглощает тепло, выделяемое свечой. Поэтому сам шарик гореть не будет и, следовательно, не лопнет.
Карандаши
Понадобится: полиэтиленовый пакет, простые карандаши, вода.
Опыт: Наливаем воду в полиэтиленовый пакет наполовину. Карандашом протыкаем пакет насквозь в том месте, где он заполнен водой.
Объяснение: Если полиэтиленовый пакет проткнуть и потом залить в него воду, она будет выливаться через отверстия. Но если пакет сначала наполнить водой наполовину и затем проткнуть его острым предметом так, что бы предмет остался воткнутым в пакет, то вода вытекать через эти отверстия почти не будет. Это связано с тем, что при разрыве полиэтилена его молекулы притягиваются ближе друг к другу. В нашем случае, полиэтилен затягивается вокруг карандашей.
Нелопающийся шарик
Понадобится: воздушный шар, деревянная шпажка и немного жидкости для мытья посуды.
Опыт: Смажьте верхушку и нижнюю часть средством и проткните шар, начиная снизу.
Объяснение: Секрет этого трюка прост. Для того, чтобы сохранить шарик, нужно проткнуть его в точках наименьшего натяжения, а они расположены в нижней и в верхней части шарика.
Цветная капуста
Понадобится : 4 стакана с водой, пищевые красители, листья капусты или белые цветы.
Опыт : Добавьте в каждый стакан пищевой краситель любого цвета и поставьте в воду по одному листу или цветку. Оставьте их на ночь. Утром вы увидите, что они окрасились в разные цвета.
Объяснение : Растения всасывают воду и за счет этого питают свои цветы и листья. Получается это благодаря капиллярному эффекту, при котором вода сама стремится заполнить тоненькие трубочки внутри растений. Так питаются и цветы, и трава, и большие деревья. Всасывая подкрашенную воду, они меняют свой цвет.
Плавающее яйцо
Понадобится : 2 яйца, 2 стакана с водой, соль.
Опыт : Аккуратно поместите яйцо в стакан с простой чистой водой. Как и ожидалось, оно опустится на дно (если нет, возможно, яйцо протухло и не стоит возвращать его в холодильник). Во второй стакан налейте теплой воды и размешайте в ней 4-5 столовых ложек соли. Для чистоты эксперимента можно подождать, пока вода остынет. Потом опустите в воду второе яйцо. Оно будет плавать у поверхности.
Объяснение : Тут все дело в плотности. Средняя плотность яйца гораздо больше, чем у простой воды, поэтому яйцо опускается вниз. А плотность соляного раствора выше, и поэтому яйцо поднимается вверх.
Кристаллические леденцы
"Людям свойственна любопытство, которое является семенем науки."
- Ральф Уолдо Эмерсон
Когда в 1596 году картограф Абрахам Ортелий взглянул на карту, над которой работал в то время, он заметил нечто странное: границы материков выглядели так, будто в прошлом они были одним целым. Ортелий написал в своём дневнике: «Признаки разрыва проявляют себя». Через 300 с лишним лет наука подтвердила предположения Ортелия.
Несмотря на то, что эпические изменения происходят прямо на наших глазах – горы растут, виды адаптируются, Вселенная расширяется – они часто остаются невидимыми для нас. Эти удивительные преображения случаются во временной шкале, которая находится далеко за пределами нашей способности к восприятию.
В попытках обмануть этот бренный мир и погрузиться в глубину времени, учёные, чьи имена Вы узнаете ниже, организовали эксперименты, которые, возможно переживут их самих. Одни из них являются гениальными, другие – забавными и нелепыми, третьи – просто неэтичными. Далее представлены четырнадцать научных экспериментов, которые были начаты много лет назад и продолжаются до сих пор.
Опыт с капающим пеком (Сент-Люсия; Австралия)
Однажды профессор Томас Парнелл решил доказать, что пек (твёрдое вещество, достаточно прочное для того, чтобы быть раздробленным молотком) на самом деле представляет собой обычную вязкую жидкость, которая становится текучей при комнатной температуре.
На подготовку к эксперименту, который начался в 1927 году, Парнелл потратил несколько лет. Профессор налил нагретый образец пека в запечатанную воронку и оставил его остывать на три года. В 1930 году он отрезал нижнюю часть воронки, высвободив пек и позволив ему невероятно медленно течь.
Парнелл впоследствии установил, что одна капля пека падает примерно раз в 8,5 лет. Он умер в 1948 году. За двадцать один год из воронки упало всего две капли. После смерти профессора эксперимент продолжили его коллеги. Они посчитали, что в период с 1948 по 2009 год упало всего восемь капель. Девятая начала формироваться лишь через 80 с лишним лет после начала эксперимента.
Любопытен тот факт, что за всё это время ни разу никому не удавалось увидеть или запечатлеть падение капли. Веб-камера, установленная в 2000 году, дала сбой и ничего не записала.
Часы Беверли (Данидин, Новая Зеландия)
Эти гениальные часы были созданы Артуром Беверли в далёком 1864 году. Они представляют собой «почти вечный двигатель» и, как ни странно, часы функционируют до сих пор.
В герметичном стеклянном корпусе часов Беверли находится коробка, которая реагирует на изменения атмосферного давления. Механизм часов приводится в движение именно под её воздействием; благодаря этому они являются одним из самых стабильных и эффективных хронометров в мире.
В течение дня достаточно перепада температуры всего в шесть градусов Цельсия для того, чтобы часы проработали ещё сутки. Коммерческая версия данного типа часов известна под названием "Atmos Clock".
Оксфордский электрический звонок (Оксфорд, Англия)
Оксфордский электрический звонок (англ. Oxford Electric Bell или Clarendon Dry Pile) звонит тихо, но постоянно на протяжении более 170 лет. Он состоит из двух «сухих батарей» из неизвестного материала и пары медных колокольчиков, которые висят под ними. Оксфордский электрический звонок был создан в 1840 году, и за всё время своего существования он прозвонил уже 10 миллиардов раз. Когда, наконец, выйдут из строя его батареи, никто не знает.
Необычный электрический звонок хранится в одной из лабораторий Оксфордского университета за двойным стеклом, которое приглушает его звучание.
Жизнеспособность семян: эксперимент доктора Била (Ист-Лансинг, штат Мичиган, США)
Пятнадцатая из двадцати бутылок с семенами, которые являются частью самого продолжительного в мире эксперимента. «Некоторые люди утверждают, что она похожа на фляжку для виски», – говорит куратор доктор Фрэнк Телевски.
Осенью 1879 года доктор Уильям Джеймс Бил прогуливался в тихом уголке на территории кампуса Университета штата Мичиган, «сажая в землю» довольно странные «растения»: 20 узкогорлых стеклянных бутылок, наполненных смесью семян и влажного песка. Каждый сосуд был «оставлен откупоренным и размещён под наклоном, чтобы вокруг семян не накапливалась вода».
Когда Бил закапывал эти бутылки 137 лет назад, он даже не подозревал о том, что положил начало самому продолжительному в мире садовому эксперименту. В надежде выяснить, сколько именно лет местные виды смогут продержаться в нейтральных условиях, Бил наполнил двадцать бутылок пятьюдесятью семенами двадцати трёх различных видов растений. Бутылки откапывают по одной за раз, после чего семена, которые находятся внутри них, высаживают в землю.
Последнюю бутылку должны извлечь в 2100 году, но если кураторы проекта по какой-либо причине не смогут этого сделать, она будет оставаться в земле ещё дольше. Согласно оригинальному видению Била, бутылки нужно было откапывать по одной каждые пять лет. Однако в 1920 году, спустя десятилетие после того как Бил вышел на пенсию, человек, который заменил его, заметил, что «эксперимент, по всей видимости, стабилизируется», поэтому периоды между извлечением бутылок из почвы были увеличены до двадцати лет.
Морально сомнительные эксперименты: бессмертие и вечность…
Генриетта Лакс
Генриетта Лакс
И хотя Генриетта Лакс умерла от рака шейки матки в далёком 1950 году, её следы сегодня можно найти почти во всех клиниках мира, где проводятся биомедицинские исследования.
Когда Лакс была ещё жива, исследователи без ведома и согласия женщины взяли образцы клеток её опухоли – обычная практика середины XX века. Именно ей обязана своим возникновением линия «бессмертных» клеток "HeLa". Врачи осознали, что, в отличие от других образцов, клетки Лакс обладали редкой и замечательной способностью продолжать жить даже после неоднократного деления. По сути, они могли размножаться и расти бесконечно, обеспечивая учёным постоянный и надёжный доступ к культуре человеческих клеток.
Впервые клеточная линия "HeLa" была использована для тестирования вакцины против полиомиелита. С тех пор её применяют для изучения рака и СПИДа, воздействия радиации и токсичных веществ, картирования генов и многих других научных целей. С клетками "HeLa" связаны почти 11 тысяч патентов. Также было установлено, что за последние 50 лет учёные вырастили около 20 тонн клеток Генриетты Лакс.
Существует ещё один вид экспериментов, которые задействуют бессмертные клетки линии "HeLa" и вызывают большой интерес учёных.
Из-за своей способности к выживанию и размножению эти клетки трудно контролировать и содержать. Их часто смешивают с другими клеточными линиями, что заставляет учёных объявлять результаты исследований недействительными. Таким образом, около 10-20 процентов других исследовательских клеточных линий могут быть загрязнены клетками "HeLa". Последствия такого широкомасштабного загрязнения пока не ясны.
Долговременный эксперимент по эволюции E. coli
Процесс эволюции протекает различными темпами, в зависимости от обстоятельств. Заметить незначительные изменения в видах в пределах одной человеческой жизни порой бывает невозможно. Тем не менее, невероятно короткая продолжительность жизни и высокая скорость размножения бактерий могут предоставить учёным «окно» в «эволюцию реального времени».
Долговременный эксперимент по эволюции E. coli начался в 1988 году. Его автор, Ричард Ленски, потратил более двух десятилетий на выращивание и сплайсинг кишечной палочки. Его команда ежедневно отбраковывала 1% бактериального прироста, пересаживая его в новую колбу как новую ветвь эволюции. В данный момент Ленски отслеживает эволюционные изменения в том, что раньше представляло собой 12 почти идентичных культур. Так, в одной из ветвей эволюционного дерева кишечная палочка приобрела способность трансформироваться в лимонную кислоту – то, что является невозможным для других E.Coli.
И хотя бактерия за много лет произвела сотни миллионов мутаций, только 10-20 из них могут помочь достигнуть фиксации в штаммах E. Coli.
В феврале 2011 года эксперимент дал своё 50 000-ное поколение.
Смоделированные миры: птиц нельзя держать в клетках...
Биосфера-2 (Оракл, штат Аризона, США)
Команда отчаянных учёных на два года добровольно отстранилась от мира в сооружении «Биосфера-2», предназначавшемся для имитации различных природных климатических условий, которые впоследствии можно было бы воссоздать на Марсе. Этот эксперимент был самым продолжительным в своём роде.
Его признали неудачным не из-за экологических факторов, а по причине, связанной больше с человеческой психикой. В самом конце участники эксперимента впали в депрессию, стали с раздражением относиться друг к другу и оказались на грани помешательства. В средах такого типа подобные психологические факторы являются обычной проблемой.
Практически в конце восьмимесячного исследования, которое недавно проводилось на симуляторе космической станции, двое «космонавтов» завязали драку, в то время как участница из Канады заявила о сексуальном домогательстве со стороны российского коллеги, пытавшегося её поцеловать. Подобные биосферные исследования породили новые, неожиданные отрасли психологии (например, психология замкнутой среды).
На пересечении искусства и науки: правое полушарие, левое полушарие…
Проект «Говорящий дом»
Исследование, известное как проект «Говорящий дом» (англ. Human Speechome Project), является продолжительной попыткой полностью преобразовать процесс освоения языка детьми. Профессор Массачусетского технологического института Деб Рой установил в своём доме несколько видеокамер и микрофонов для того, чтобы записать то, как его сын пытается овладеть языком в течение первых трёх лет своей жизни.
Оборудование, необходимое для анализа такого огромного количества первичных данных, потребовало один миллион гигабайт памяти и отдельное место в подвале.
Лаборатория взрослого развития
Как правило, учёные, которые проводят долгосрочные исследования, наблюдают за поведением человека с расстояния, фиксируя все происходящие события. Самое эпическое лонгитюдное исследование жизни взрослых проводят учёные из Лаборатории взрослого развития при Гарвардском университете. Они сравнивают жизни выпускников Гарварда 1939-1944-х годов (исследование Гранта) и жителей центральной части Бостона (исследование Глюэк), чтобы понять динамические процессы старения.
Каждые два года участникам эксперимента предоставляют всеобъемлющую анкету, которая содержит вопросы, касающиеся их психического, социального и физического благополучия, и призвана пролить свет на предикторы «здорового старения», включая стресс, счастье и генетическую предрасположенность.
В этом году исследованию исполнилось 72 года, однако учёные по-прежнему продолжают искать секреты «хорошей жизни».
К другим лонгитюдным исследованиям относятся Национальный опрос касательно здоровья и развития (англ. National Survey of Health and Development) и Фремингемское исследование сердца (англ. Framingham Heart Study).
Режиссёр Майкл Аптед также решил провести собственное лонгитюдное исследование в рамках нескольких документальных фильмов "The Up Series". Оно началось в 1964 году, когда его четырнадцати участникам было всего семь лет. Все они занимали различное социально-экономическое положение в британском обществе. Начиная с 1964 года, Аптед каждые семь лет снимает на видео то, как развивается их жизнь. В 2005 году "The Up Series" возглавили список 50 величайших документальных фильмов (по версии британского телеканала Channel 4).
Орган из церкви Святого Буркарди и «Как можно медленнее» (Хальберштадт, Германия)
Церковный орган Джорджа Кейджа
"Organ²/ASLSP" ("As SLow aS Possible" – «Как можно медленнее») – так называется музыкальное произведение Джорджа Кейджа, написанное для органа в церкви Святого Буркарди в городе Хальберштадт (Германия). Также "Organ²/ASLSP" может рассматриваться как часть социального эксперимента, призванного измерить число поколений, которое оно переживёт.
Эксперимент был начат в 2001 году и должен продлиться 639 лет. Эта музыка раздвигает границы механического исполнения и наслаждения, а также проверяет, сможет ли устойчивое художественное видение выдержать переменчивый характер времени и истории.
Наблюдаем за тем, как растёт трава и двигаются ледники
Есть такие эксперименты, в ходе которых учёные в буквальном смысле наблюдают за тем, как, к примеру, растёт трава. Сегодня существует множество удивительных долгосрочных экспериментов, связанных с изучением земли и воды. Следующие научные проекты начались много лет назад, однако до сих пор продолжают предоставлять нам ценную информацию о подробных характеристиках водной и материковой части Земли.
Исследование Ротамстедских полей (Великобритания) является идеальным примером «постоянства» в научных экспериментах. Начиная с 1843 года, эти земельные участки непрерывно используются для изучения долгосрочного влияния неорганических удобрений на различные культуры. На втором месте после них стоят Морровские поля, принадлежащие Иллинойсскому университету в Урбане-Шампейне. Их важность настолько огромна, что студенты считают, будто новую библиотеку специально расположили под землёй, чтобы она не блокировала солнечные лучи.
- Джунский проект по исследованию ледников существует уже более полувека; он призван фиксировать кардинальные изменения, которые могут произойти из-за изменений климата.
- Вдоль побережья Чесапикского залива (штат Сэриленд, США) в течение 25 лет проводится эксперимент, имитирующий атмосферные изменения. Его результаты проливают свет на возможную реакцию Земли на повышение количества углекислого газа в воздухе, помогают спрогнозировать повышение уровня моря, а также рост инвазивных видов.
Разведение и одомашнивание животных
Одомашнивание
Древнеегипетский рисунок, изображающий ранний пример одомашнивания животных, в данном случае – коровы.
Одним из самых ярких примеров экспериментов, связанных с одомашниванием животных, считается эксперимент по приручению лисиц, который был начат в 1959 году советским учёным Дмитрием Беляевым. Исследователь хотел понять, каким образом волки превратились в одомашненных собак.
Ножи из замороженных фекалий: как антропологи раз и навсегда опровергли популярную городскую легенду