Научные опыты: Интересные эксперименты и научные опыты для детей

Содержание

Злой гений. Научные эксперименты, стоившие человеческих жизней

https://ria.ru/20181129/1533730720.html

Злой гений. Научные эксперименты, стоившие человеческих жизней

Злой гений. Научные эксперименты, стоившие человеческих жизней — РИА Новости, 03.03.2020

Злой гений. Научные эксперименты, стоившие человеческих жизней

Последние несколько дней были богаты на научные скандалы. В США группа исследователей заявила о разработке генетического теста, позволяющего выявлять низкий… РИА Новости, 03.03.2020

2018-11-29T08:00

2018-11-29T08:00

2020-03-03T13:11

россия

казанский (приволжский) федеральный университет

швеция

сша

наука

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn25.img.ria.ru/images/sharing/article/1533730720.jpg?15337239131583230290

МОСКВА, 29 ноя — РИА Новости, Альфия Еникеева. Последние несколько дней были богаты на научные скандалы. В США группа исследователей заявила о разработке генетического теста, позволяющего выявлять низкий уровень интеллекта у эмбрионов. В Китае генетик из Южного университета науки и техники (город Шэньчжэнь) рассказал, что перед удачной попыткой искусственного оплодотворения изменил ДНК человеческих зародышей. В результате на свет появились здоровые дети. Большая часть академического сообщества эти эксперименты осудила. Однако в истории науки такое уже случалось. РИА Новости разбирается, почему ученые проводят подобные эксперименты и может ли их что-то остановить.Первые прививки испытывали на детяхВ 1796 году английский врач Эдвард Дженнер решил проверить свое предположение, что пациенты, переболевшие коровьей оспой, никогда не заражаются человеческой. Самым подходящим объектом испытаний, на взгляд исследователя, были дети. Дженнер ввел здоровому восьмилетнему мальчику Джеймсу Фиппсу содержимое пустул (гнойничков) с руки крестьянки, инфицированной коровьей оспой. Ребенок проболел несколько дней, выздоровел и стал невосприимчив к вирусу натуральной оспы — все попытки заразить его этой инфекцией ни к чему не привели.Почти сто лет спустя похожий подход использовал французский ученый Луи Пастер. Но он, в отличие от Дженнера, привил разработанной им вакциной против бешенства уже зараженного мальчика. В результате ребенок выздоровел, а в лабораторию Пастера потянулись пострадавшие от бешеных животных со всей Европы.Сегодня спорить с тем, что изобретение прививок кардинальным образом изменило человеческую историю, бессмысленно. Но многие современники Дженнера и Пастера весьма негативно оценивали эксперименты ученых. Лондонское королевское общество отказывалось публиковать работы Дженнера, чтобы «не рисковать своей репутацией», а возле лаборатории Пастера проходили демонстрации с требованием прекратить эксперименты — даже на животных.Подопытные рабыниВ апреле этого года в Нью-Йорке убрали памятник одному из основателей современной хирургической гинекологии Мэриону Симсу. Спустя полтора столетия после смерти ученого американское общество таким образом осудило его исследовательский подход: он испытывал инновационные способы лечения на чернокожих рабынях.Симс мечтал избавить женщин от пузырно-влагалищных свищей — каналов между мочевым пузырем и влагалищем, появляющихся после травматичных родов и приводящих к недержанию мочи. Он разработал собственную методику лечения этих образований и проверял ее действенность на своих рабынях, причем некоторых из них специально приобрел для проведения экспериментов.Кроме методики лечения свищей, Симс изобрел посткоитальный тест для диагностики бесплодия, ректороманоскопию (визуальный осмотр слизистой оболочки прямой кишки) и первым сумел удалить камни из желчного пузыря пациента. Все это были настоящие научные прорывы для своего времени, однако исследовательские подходы Симса сегодня признаны неэтичными.Впрочем, как отметил в разговоре с корреспондентом РИА Новости заместитель руководителя Центра коллективного пользования Института биологии гена РАН, биолог Алексей Дейкин, при обсуждении экспериментов прошлого важно понимать, что раньше этика была другой и научные результаты получены в рамках этичных по тем временам исследований.Убийственная пересадкаСегодня совершенно точно академическое сообщество осудит сомнительный с точки зрения морали эксперимент и ни один ученый не рискнет высказаться в его поддержку. Правила проведения научных опытов в прямом смысле написаны кровью — Нюрнбергский этический кодекс, легший в основу руководств по этике во всех университетах мира, был разработан сразу после окончания Второй мировой, когда стало известно о бесчеловечных опытах над заключенными в нацистских концлагерях.Согласно этому документу, все участники эксперимента должны давать добровольное согласие на его проведение и иметь возможность остановить опыты в любой момент. Испытания на людях можно устраивать только после успешных тестов на животных, а степень риска, связанного с проведением эксперимента, не должна превышать важности проблемы, на решение которой направлено испытание.Однако это не останавливает некоторых исследователей. Так, в 2011 году шведский врач-трансплантолог Паоло Маккиарини провел серию удачных, по его словам, операций по пересадке искусственной трахеи. Однако впоследствии шесть из девяти прооперированных (в том числе пациентка из России) умерли. Остальным успели пересадить донорские органы.Расследование показало, что технология, разработанная ученым (считалось, что стволовые клетки пациента, которыми была покрыта пластиковая трахея, со временем превратятся в клетки трахеи), не была проверена на животных, а сам Маккиарини до последнего пытался скрыть факты смерти пациентов. Доктора уволили из Каролинского института (Швеция), Кубанского государственного медицинского и Казанского федерального университетов. В Швеции его обвинили в непредумышленном убийстве.»Говоря о современном состоянии этики научных исследований, нужно понимать, что она определяется законодательством, которое четко очерчивает границы допустимого. Есть принципы информированного согласия пациентов, гуманного отношения к животным, вовлеченным в эксперимент, и обоснования необходимости его проведения. В науке цель не оправдывает средства. Но, накладывая этические ограничения на исследователя, нужно понимать, что наука направлена в первую очередь на обеспечение благополучия человека», — пояснил Алексей Дейкин.

https://ria.ru/20180831/1527522307.html

https://ria.ru/20170425/1493102237.html

https://ria.ru/20170303/1489182211.html

https://ria.ru/20160324/1396141346.html

https://ria.ru/20181126/1533559304.html

россия

швеция

сша

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2018

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

россия, казанский (приволжский) федеральный университет, швеция, сша

МОСКВА, 29 ноя — РИА Новости, Альфия Еникеева. Последние несколько дней были богаты на научные скандалы. В США группа исследователей заявила о разработке генетического теста, позволяющего выявлять низкий уровень интеллекта у эмбрионов. В Китае генетик из Южного университета науки и техники (город Шэньчжэнь) рассказал, что перед удачной попыткой искусственного оплодотворения изменил ДНК человеческих зародышей. В результате на свет появились здоровые дети. Большая часть академического сообщества эти эксперименты осудила. Однако в истории науки такое уже случалось. РИА Новости разбирается, почему ученые проводят подобные эксперименты и может ли их что-то остановить.

Первые прививки испытывали на детях

31 августа 2018, 08:00НаукаМир без прививок: в Европе умирают от управляемых инфекций

В 1796 году английский врач Эдвард Дженнер решил проверить свое предположение, что пациенты, переболевшие коровьей оспой, никогда не заражаются человеческой. Самым подходящим объектом испытаний, на взгляд исследователя, были дети. Дженнер ввел здоровому восьмилетнему мальчику Джеймсу Фиппсу содержимое пустул (гнойничков) с руки крестьянки, инфицированной коровьей оспой. Ребенок проболел несколько дней, выздоровел и стал невосприимчив к вирусу натуральной оспы — все попытки заразить его этой инфекцией ни к чему не привели.

Почти сто лет спустя похожий подход использовал французский ученый Луи Пастер. Но он, в отличие от Дженнера, привил разработанной им вакциной против бешенства уже зараженного мальчика. В результате ребенок выздоровел, а в лабораторию Пастера потянулись пострадавшие от бешеных животных со всей Европы.

Сегодня спорить с тем, что изобретение прививок кардинальным образом изменило человеческую историю, бессмысленно. Но многие современники Дженнера и Пастера весьма негативно оценивали эксперименты ученых. Лондонское королевское общество отказывалось публиковать работы Дженнера, чтобы «не рисковать своей репутацией», а возле лаборатории Пастера проходили демонстрации с требованием прекратить эксперименты — даже на животных.

Подопытные рабыни

25 апреля 2017, 18:07НаукаБиологи создали первый прототип «искусственной матки»

В апреле этого года в Нью-Йорке убрали памятник одному из основателей современной хирургической гинекологии Мэриону Симсу. Спустя полтора столетия после смерти ученого американское общество таким образом осудило его исследовательский подход: он испытывал инновационные способы лечения на чернокожих рабынях.

Симс мечтал избавить женщин от пузырно-влагалищных свищей — каналов между мочевым пузырем и влагалищем, появляющихся после травматичных родов и приводящих к недержанию мочи. Он разработал собственную методику лечения этих образований и проверял ее действенность на своих рабынях, причем некоторых из них специально приобрел для проведения экспериментов.

Кроме методики лечения свищей, Симс изобрел посткоитальный тест для диагностики бесплодия, ректороманоскопию (визуальный осмотр слизистой оболочки прямой кишки) и первым сумел удалить камни из желчного пузыря пациента. Все это были настоящие научные прорывы для своего времени, однако исследовательские подходы Симса сегодня признаны неэтичными.

Впрочем, как отметил в разговоре с корреспондентом РИА Новости заместитель руководителя Центра коллективного пользования Института биологии гена РАН, биолог Алексей Дейкин, при обсуждении экспериментов прошлого важно понимать, что раньше этика была другой и научные результаты получены в рамках этичных по тем временам исследований.

3 марта 2017, 00:59НаукаУченые создали первый искусственный эмбрион мыши из стволовых клеток

Убийственная пересадка

24 марта 2016, 15:13НаукаКаролинский институт Швеции официально уволил «трансплантолога-убийцу»Паоло Маккиарини, скандально известный итальянско-шведский трансплантолог, был сегодня официально уволен из Каролинского института в связи с серией смертей после пересадок искусственных трахей, которые проводились в том числе и в России

Сегодня совершенно точно академическое сообщество осудит сомнительный с точки зрения морали эксперимент и ни один ученый не рискнет высказаться в его поддержку. Правила проведения научных опытов в прямом смысле написаны кровью — Нюрнбергский этический кодекс, легший в основу руководств по этике во всех университетах мира, был разработан сразу после окончания Второй мировой, когда стало известно о бесчеловечных опытах над заключенными в нацистских концлагерях.

Согласно этому документу, все участники эксперимента должны давать добровольное согласие на его проведение и иметь возможность остановить опыты в любой момент. Испытания на людях можно устраивать только после успешных тестов на животных, а степень риска, связанного с проведением эксперимента, не должна превышать важности проблемы, на решение которой направлено испытание.

Однако это не останавливает некоторых исследователей. Так, в 2011 году шведский врач-трансплантолог Паоло Маккиарини провел серию удачных, по его словам, операций по пересадке искусственной трахеи. Однако впоследствии шесть из девяти прооперированных (в том числе пациентка из России) умерли. Остальным успели пересадить донорские органы.

Расследование показало, что технология, разработанная ученым (считалось, что стволовые клетки пациента, которыми была покрыта пластиковая трахея, со временем превратятся в клетки трахеи), не была проверена на животных, а сам Маккиарини до последнего пытался скрыть факты смерти пациентов. Доктора уволили из Каролинского института (Швеция), Кубанского государственного медицинского и Казанского федерального университетов. В Швеции его обвинили в непредумышленном убийстве.

«Говоря о современном состоянии этики научных исследований, нужно понимать, что она определяется законодательством, которое четко очерчивает границы допустимого. Есть принципы информированного согласия пациентов, гуманного отношения к животным, вовлеченным в эксперимент, и обоснования необходимости его проведения. В науке цель не оправдывает средства. Но, накладывая этические ограничения на исследователя, нужно понимать, что наука направлена в первую очередь на обеспечение благополучия человека», — пояснил Алексей Дейкин.

26 ноября 2018, 20:01НаукаУченые осудили заявление китайского исследователя об изменении ДНК эмбриона

Научные программы в Заповедном посольстве

Сколковский институт науки и технологий

Группа РОСНАНО

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова

Российская академия наук

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Московский городской педагогический университет (МГПУ)

Городской методический центр

ГУП Природоохранный центр

РНИМУ им. Н.И.Пирогова

ФГБНУ ВНИИСБ

Экоцентр Заповедники

как провести выходные с пользой / Новости города / Сайт Москвы

Попробовать барабульку и прогуляться по Ялтинской набережной

Дата: 16–18 марта

Возрастное ограничение: 0+

С 16 по 18 марта в Москве пройдет фестиваль «Крымская весна». Посетителей будут ждать на 13 площадках, в том числе в «Зарядье», Парке Горького и «Сокольниках».

В торговых шале гости праздника смогут попробовать и приобрести продукты с Крымского полуострова. На прилавках представят большой выбор рыбы и морепродуктов, крымский чай, мед и сладости. А рестораны — участники фестиваля предложат горожанам жареную барабульку, плов из баранины, крымские чебуреки и другие блюда.

В парке «Зарядье» заработает научно-популярный лекторий и откроется выставка «На берегах цветущих Крыма». А на Тверской площади создадут копию Ялтинской набережной.

Подробнее с расписанием мероприятий фестиваля можно ознакомиться на сайте «Московских сезонов».

Посмотреть спектакли проекта «“Золотая маска” в городе»

Дата: 16 марта — 23 апреля

Возрастное ограничение: 0+

Посмотреть 13 спектаклей проекта «“Золотая маска” в городе» можно будет с 16 марта по 23 апреля. Свои постановки представят театральные коллективы из Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга, Петрозаводска и Ханты-Мансийска. Показы пройдут на городских площадках.

В субботу актеры театра обско-угорских народов «Солнце» из Ханты-Мансийска сыграют кукольный спектакль «Сказка на бубне» в юрте Музея кочевой культуры. А в воскресенье «Упсала-цирк» из Санкт-Петербурга покажет новый спектакль «Сны Пиросмани» в Центральном детском магазине на Лубянке.

С программой проекта можно ознакомиться здесь по ссылке.

Вход на все показы свободный. Чтобы посетить некоторые спектакли, нужно заранее зарегистрироваться на сайте.

Послушать классическую музыку

Дата: 16 марта

Время: 13:00–14:00

Адрес: Гранатный переулок, дом 7

Возрастное ограничение: 0+

В Центральном доме архитектора пройдет отчетный концерт учеников детской школы искусств имени Н.Г. Рубинштейна. Зрители услышат произведения Сергея Рахманинова, Вольфганга Амадея Моцарта, Эдварда Грига, Ференца Листа, Никколо Паганини, Николая Рубинштейна, Анатолия Лядова, а также народные и джазовые композиции.

Мероприятие приурочено к 20-летию присвоения школе имени Николая Рубинштейна.

Вход на концерт свободный.

Сходить на отчетный концерт детской музыкальной школы

Дата: 16 марта

Время: 14:00–15:00

Адрес: Большая Никитская улица, дом 13/6

Возрастное ограничение: 0+

Произведения зарубежных и русских композиторов, а также народную музыку можно послушать на отчетном концерте учащихся детской музыкальной школы имени А.С. Аренского. В учреждении обучаются более 500 человек, и почти все они примут участие в мероприятии.

В Московской государственной консерватории имени П.И. Чайковского выступят оркестр народных инструментов, ансамбль скрипачей, фортепианные ансамбли, ансамбли гитаристов, камерный квартет духовых инструментов, ансамбль духовых инструментов, а также старший и младший хоры.

Вход бесплатный, по пригласительным билетам. По вопросам их приобретения нужно обращаться в администрацию школы по телефону: +7 (499) 172-79-22.

Поучаствовать в научных опытах и потанцевать на дискотеке

Дата: 16 марта

Время: 15:00–16:30

Адрес: улица Братьев Фонченко, дом 7

Возрастное ограничение: 0+

Парк Победы приглашает на праздничную программу для детей и взрослых «День Альберта Эйнштейна». Она приурочена ко дню рождения великого ученого.

На детской площадке посетителям покажут шоу с научными опытами. Гости узнают, что такое скамья Жуковского и эффект Магнуса. После этого всех пригласят на дискотеку.

Вход свободный.

Узнать, какие городские проекты улучшают нашу жизнь

Дата: 16 марта

Время: 16:00–18:00

Адрес: улица Крымский Вал, дом 9, строение 9

Возрастное ограничение: 0+

В лектории Парка Горького расскажут, как визуализация данных и статистики помогает улучшить работу городских сервисов и почему важно делать удобный дизайн карт для пользователей.

Лекцию «Как визуализация городских данных меняет нашу жизнь?» прочтет информационный дизайнер Андрей Кармацкий. Посетители узнают, можно ли замерить уровень шума в городе с помощью подручных средств и отличаются ли пользователи проката велосипедов в разных районах города.

Участие бесплатное, но нужно предварительно зарегистрироваться.

Сходить на бесплатный показ фильма «Сибиряки»

Дата: 16 марта

Время: 17:00–18:30

Адрес: Лаврушинский переулок, дом 12

Возрастное ограничение: 0+

<p

В Инженерном корпусе Государственной Третьяковской галереи покажут фильм Льва Кулешова «Сибиряки».

В новогоднюю ночь старый бурят рассказывает ребятам народное предание о том, как Иосиф Сталин с помощью охотника бежал из ссылки и как в память об этом советский вождь подарил ему свою трубку. Охотник погиб в гражданскую войну, а трубка осталась у его друга. Мальчики решают разыскать потерянную вещь и подарить ее Сталину.

Полюбоваться пейзажами в музее «Садовое кольцо»

Дата: до 17 марта

Время: 10:00–18:00

Адрес: проспект Мира, дом 14, строение 10

Возрастное ограничение: 0+

Музей «Садовое кольцо» приглашает на выставку «До свидания, зима!». Художница Ольга Фокина представит картины, посвященные природе Московского региона.

Автор работ окончила Московский архитектурный институт. Сейчас она работает архитектором, а также занимается живописью.

Вход на выставку свободный.

Послушать романсы и стихи из цикла Сергея Есенина «Персидские мотивы»

Дата: 17 марта

Время: 17:00–18:00

Адрес: Большой Строченовский переулок, дом 24, строение 2

Возрастное ограничение: 12+

Музей С.А. Есенина приглашает на тематическую лекцию «Никогда я не был на Босфоре…». Она посвящена циклу стихотворений Сергея Есенина. Камилла Макитова расскажет слушателям об истории создания произведений, проблематике и поэтике «Персидских мотивов».

По окончании для всех желающих проведут обзорную экскурсию по экспозиции музея.

Вход бесплатный. Необходима предварительная запись по телефонам: +7 (495) 954-97-64, +7 (495) 958-16-74.

Посмотреть немое кино в сопровождении живой музыки

Дата: 17 марта

Время: 19:00–20:40

Адрес: проспект Мира, дом 109

Возрастное ограничение: 0+

В кинотеатре «Космос» покажут восстановленную копию немого фильма «Обломок империи». Драму об унтер-офицере царской армии Филимонове, который лишился памяти после ранения во время Гражданской войны, снял в 1928 году режиссер Фридрих Эрмлер.

Ленту восстанавливали более семи лет. Это одна из немногих советских немых картин с оригинальной оркестровой партитурой. Музыку к фильму написал один из лучших композиторов советского авангарда Владимир Дешевов. Специально для показа саундтрек восстановил дирижер Михаил Голиков. Зрители услышат музыку к «Обломку империи» в живом оркестровом исполнении.

Вход свободный, но нужно предварительно зарегистрироваться.

Customary IHL — Норма 92. Причинение увечий, медицинские, научные или биологические эксперименты

Норма 92. Запрещается наносить увечья, а также проводить медицинские или научные эксперименты или какие-либо иные медицинские процедуры, которые не требуются по состоянию здоровья соответствующего лица и не соответствуют общепринятым медицинским нормам.

Customary International Humanitarian Law, Cambridge University Press, 2005, том II, глава 32, раздел F.

Практикой государств эта норма устанавливается в качестве нормы обычного международного права, применяемой во время как международных, так и немеждународных вооружённых конфликтов.

Запрещение нанесения увечий было признано ещё в Кодексе Либера[1]. Общая статья 3 Женевских конвенций запрещает наносить «увечья» гражданским лицам и лицам, вышедшим из строя[2]. Нанесение увечий также запрещается конкретными положениями Третьей и Четвёртой Женевских конвенций[3]. Кроме того, запрещение нанесения увечий признаётся как одна из основных гарантий для гражданских лиц и лиц, вышедших из строя, в Дополнительных протоколах I и II[4]. Нанесение увечий является военным преступлением во время как международных, так и немеждународных вооружённых конфликтов согласно Статуту Международного уголовного суда[5]. Оно также признаётся военным преступлением во время немеждународных вооружённых конфликтов в Уставах Международного уголовного трибунала по Руанде и Специального суда по Сьерра-Леоне[6].«Биологические опыты» запрещены Первой и Второй Женевскими конвенциями, а Третья и Четвёртая Женевские конвенции запрещают «медицинские и научные опыты», которые не вызываются необходимостью врачебного лечения соответствующего лица[7]. Проведение «биологических экспериментов» на лицах, пользующихся защитой Женевских конвенций, является серьёзным нарушением и военным преступлением по Статуту Международного уголовного суда и Уставу Международного уголовного трибунала по бывшей Югославии[8]. Дополнительный протокол I запрещает «медицинские или научные эксперименты»[9]. В деле Брандта («Медицинский суд») в 1947 г. Военный трибунал США в Нюрнберге осудил 16 лиц за проведение медицинских экспериментов на военнопленных и гражданских лицах[10].Дополнительный протокол I также запрещает подвергать лиц «какой бы то ни было медицинской процедуре, которая не требуется по состоянию здоровья указанного лица и не соответствует общепринятым медицинским нормам», и объявляет такие медицинские процедуры серьёзным нарушением Протокола, если они серьёзно угрожают физическому или психическому состоянию или неприкосновенности соответствующего лица[11]. Дополнительный протокол II содержит такое же запрещение, касающееся лиц, лишённых свободы по причинам, связанным с вооружённым конфликтом[12].Согласно Статуту Международного уголовного суда, совершение над лицами, которые находятся во власти противной стороны, «медицинских или научных экспериментов любого рода, которые не оправданы необходимостью медицинского, зубоврачебного или больничного лечения соответствующего лица и не осуществляются в его интересах и которые вызывают смерть или серьёзно угрожают здоровью такого лица или лиц», является военным преступлением во время как международных, так и немеждународных вооружённых конфликтов[13].Во многих военных уставах и наставлениях содержится запрещение нанесения физических увечий, проведения медицинских или научных экспериментов или любых других медицинских процедур, которые не требуются по состоянию здоровья пациента и не соответствуют общепринятым медицинским нормам[14]. Это запрещение также содержится в законодательстве многих стран[15].В большинстве международных документов, официальных заявлений и прецедентном праве, относящихся к военным преступлениям, содержится это запрещение без конкретного упоминания о возможном исключении из него в том случае, если содержащееся под стражей лицо дало согласие на конкретную процедуру[16]. Этот вопрос затрагивался при обсуждении Элементов преступлений для Международного уголовного суда. Конференция пришла к выводу, что запрещение является абсолютным, поскольку содержащееся под стражей лицо не может дать имеющее силу согласие[17].Запрещение нанесения увечий не выражается в тех же словах в договорах по правам человека, но оно как бы включено в запрещение пыток и жестокого, бесчеловечного или унижающего обращения, отступления от которого не допускаются. Что касается запрещения медицинских или научных опытов, оно в прямой (форме включено в статью 7 Международного пакта о гражданских и политических правах, которая запрещает пытки и жестокое, бесчеловечное или унижающее достоинство обращение или наказание, от которого невозможны отступления[18]. Комитет ООН по правам человека в своём Общем комментарии к статье 7 указывает, что особая защита от таких опытов необходима для лиц, которые не в состоянии дать имеющее силу согласие, в частности лиц, подвергаемых задержанию или заключению в какой бы то ни было форме[19]. Свод принципов защиты всех лиц, подвергаемых задержанию или заключению в какой бы то ни было (форме, принятый Генеральной Ассамблеей ООН на основе консенсуса, запрещает подвергать задержанное или находящееся в заключении лицо даже с его согласия каким-либо медицинским или научным опытам, могущим повредить его здоровью[20]. Европейский суд по правам человека постановил, что те медицинские меры, принимаемые к содержащемуся под стражей лицу, которые необходимы для его лечения, не могут считаться бесчеловечными или оскорбительными»[21].

что можно, чего нельзя и куда дальше — Российская газета

Не за горами время, когда можно будет отредактировать геном будущего ребенка: наделить потомка высоким интеллектом, крепким здоровьем и безупречной внешностью. Однако итог таких превращений может быть не самым приятным.

Скорее всего, человечество разделится на два лагеря: те, кому будет доступна эта технология, создадут общество идеальных людей, практически полубогов, а все прочие останутся дефектными смертными. Впрочем, человеку не придется утруждаться и для того, чтобы выносить генетически совершенное дитя, ведь с этим отлично справится искусственная матка, созданная недавно в США. Что тогда?..

Быстрые темпы развития биологии и медицины уже больше века наряду с восхищением вызывают у нас страх: сначала боялись пересадки органов, потом зачатых в пробирке детей, клонирования.

Научный прогресс, особенно в области биотехнологий, всегда был на шаг впереди нравственного развития общества. Для того чтобы уравновесить два этих процесса, использовать возможности на благо, а не во вред, ученые установили для себя новые правила поведения — биомедицинскую этику. Мы решили разобраться, как устроена мораль тех, кто экспериментирует с жизнью животных, здоровьем человека и его будущим.

Биомедицинская этика — профессиональная этика биологов и ученых-медиков. Грубо говоря, это о том, как заниматься исследованиями и не перейти грань, за которой польза от научной работы может обратиться во вред. Впервые термин использовал американский врач Ван Ренсселер Поттер в книге «Биоэтика: мост в будущее» (1971).

Фото: depositphotos.com

Мышь Павлова

Радикальные экологи требуют, чтобы наука отказалась от экспериментов на животных, заменив их компьютерными моделями. «Попасть в виварий в наши дни становится так же трудно, как на военно-воздушную базу США. С тех пор как несколько лет назад защитники прав животных стали взрывать виварии и «освобождать” экспериментальных животных, в большинстве лабораторий ужесточили меры безопасности в интересах как животных, так и обслуживающего персонала», — пишет британский ученый Стивен Роуз в книге «Механизмы памяти».

Но здесь этика рьяных зоозащитников вступает в противоречие с обычной человеческой этикой. Увы, совсем обойтись без опытов над животными современная наука не может. Без этого не получится создавать новые лекарства, разрабатывать новые медицинские технологии. И лучше смириться с гибелью тысячи крыс, чем позволить умереть сотням тысяч людей от болезней, которые без вмешательства науки остались бы неизлечимыми.

Эксперименты на животных проводились еще в Античности, хотя не исключено, что и первобытные люди извлекали какую-​то интеллектуальную пользу, ковыряясь во внутренностях добычи. Однако вплоть до эпохи Просвещения общественность не испытывала сострадания к подопытным зверькам. Только с расцветом гуманизма европейцы начали время от времени дискутировать на эту тему. Настоящий перелом наступил в начале прошлого века, когда в Европе, США и Российской империи стали появляться первые зоозащитные движения.

Первому отечественному лауреату Нобелевской премии Ивану Павлову приходилось оправдываться: «Когда я режу, разрушаю живое животное, я глушу в себе едкий упрек, что грубой, невежественной рукой ломаю невыразимо художественный механизм. Но переношу это для пользы людям. А меня, мою вивисекционную деятельность предлагают поставить под чей-то контроль. Вместе с тем истребление и, конечно, мучение животных только ради удовольствия и удовлетворения множества пустых прихотей остаются без должного внимания».

Должное внимание к сомнительным исследованиям, взвешенные и разумные предложения по соблюдению этики в опытах с участием животных появились только во второй половине XX века благодаря зоологу и психологу Уильяму Расселу и микробиологу Рексу Берчу. В совместной книге «Принципы гуманного обращения с животными» ученые обозначили три главных моральных принципа, на которых сегодня основываются все международные нормы, регулирующие работу с лабораторными животными, — концепцию «трех R». С этого момента в Европе и США при всех биологических лабораториях открываются биоэтические комитеты, действующие по этим правилам.

Концепция «трех R». Reduction — уменьшение количества животных, участвующих в эксперименте. Refinement — совершенствование методов операций, забора крови, эвтаназии и других манипуляций с животными. Обязательное применение анестезии во время болезненных процедур с целью исключить страдания животных. Replacement — замена высокоорганизованных животных более проcтыми модельными организмами, например беспозвоночными вроде морских ежей, кальмаров; простейшими; тканями и культурами клеток. Сегодня этот список дополняют компьютерные симуляторы различных органов и организмов.

Чуть позже к ним добавляется еще один важный принцип — анализ вреда и пользы (Harm-​Benefit Analysis). Без визы этических комиссий статьи об экспериментах не принимают к публикации.

Harm-​Benefit Analysis — принцип оценки еще не начавшегося исследования на предмет резонности использования животных. Если результат, к которому стремится экспериментатор, достижим, актуален и обещает существенную пользу для клинической практики или фундаментальной науки, работу одобряют. В противном случае исследование заворачивают. Этические комиссии не пропускают и опыты, в которых страдания животных несопоставимы с целью эксперимента (например, если для создания нового лекарства от насморка предлагается загубить несколько шимпанзе).

— Тут важно отметить, что согласно Harm-Benefit Analysis, полезными и этичными считаются опыты, которые не только одобрены этическими комиссиями, но и попали в научный журнал. То есть чем больше они будут процитированы, чем больше исследователей узнает о новом методе, тем больше пользы человечеству принесет такая научная работа и страдания животных будут оправданны. Если же в комиссию подается заявка на эксперимент, цель которого несерьезна, комиссия может отказать. Могут отклонить и внутреннее исследование, результат которого не планируется публиковать. Но эта практика распространена в основном за рубежом, особенно в странах, где защита прав животных закреплена законодательно, — рассказывает Екатерина Кушнир, физиолог, кандидат биологических наук, секретарь биоэтической комиссии при МГУ, сотрудник виварно-​экспериментального комплекса «НИИ Митоинженерии МГУ».

В России нет законов, регулирующих правила проведения опытов над животными. На рубеже 1970-1980-х Минздрав и Минвуз такие приказы издавали, но с развалом Советского Союза о них забыли.

Отечественная биоэтика начала возрождаться в нулевые с появлением биоэтических комитетов при университетах, исследовательских институтах и лабораториях. Дабы открыть нашим исследователям путь в мировую науку, комиссии стали ориентироваться на руководства и директивы о защите позвоночных животных, разработанные в Европе и США, которые, надо сказать, предъявляют весьма высокие требования к экспериментатору и его моральному облику.

— Чтобы исследование было одобрено биоэтической комиссией, перед его проведением научная группа должна подать заявку, четко прописав в ней все детали эксперимента: почему выбран этот модельный организм; почему планируется применить именно этот метод забора крови; как будет умерщвлено животное в конце опыта и так далее, — поясняет Кушнир. — Например, в американской инструкции методы эвтаназии животных разделены на три группы: допустимые, условнодопустимые и не допустимые ни при каких обстоятельствах. Если ученые указывают в заявке, что будут применять условнодопустимый способ, они обязаны подробно и убедительно это обосновать. И только если они докажут, что любой другой метод погубит результаты эксперимента, комиссия согласует этот пункт.

Когда эксперимент запущен, члены комитета могут наведаться к исследователям с проверкой — убедиться, что испытуемые животные не страдают. Чтобы оценить степень страдания, ученые разработали огромное количество шкал — практически для каждого отдельного вида животного. Есть, например, шкала определения степени боли у крыс по походке. Если грызун чуть подпрыгивает при передвижении или вытягивает задние лапы, это может свидетельствовать об острой боли в области живота. Широко распространена шкала изменения выражения мышиной морды (Mouse Grimace Scale): если у грызуна сужены глаза, уши отведены назад, усы топорщатся, а щеки надуты, это явный признак плохого самочувствия.

Но на этом требования биоэтического комитета не заканчиваются. Помимо заявки на эксперимент ученые должны подать документ со сведениями об условиях содержания животных в вивариях. В идеале звери, обитающие там, не должны испытывать стресс от перенаселения или грязи, должны быть сытыми и абсолютно здоровыми, то есть проверены на наличие патогенов.

Это особенно важно для грызунов, которые эволюционно приспособились скрывать свои заболевания, чтобы не попадать в когти к хищнику, высматривающему легкую добычу. Без такого медобследования испытуемых ни один уважающий себя исследователь к эксперименту не приступит. Инфекции сильно влияют на биохимические процессы в организме, и если хотя бы одно животное в группе окажется зараженным, исследование потеряет научную ценность.

— Некоторые российские ученые до сих пор не особо интересуются, что происходит с животными в виварии. Просто получают их на руки как биоматериал, неважно откуда — потоп ли там, засуха, больные зверьки… Сейчас в стране есть только два питомника, которые соблюдают требования к здоровью животных, предписанные зарубежными стандартами, и могут предоставить об этом справку: в Новосибирске и в Пущине. Но животные оттуда стоят недешево. В этих условиях исследователи должны соблюдать еще один принцип, расширяющий концепцию «трех R», — responsibility, ответственность за своих подопытных. То есть если у ученого нет средств купить животных в хорошем питомнике, он может взять зверей где-то еще, но обязан потратить силы и время на создание для них нужных условий и качественное обследование их здоровья, иначе результаты его экспериментов могут быть искажены, — объясняет Екатерина.

На этом месте возникает для кого-​то циничный, для кого-​то простой и логичный вопрос: не препятствует ли такая строгость этических комитетов творческой свободе ученых, не погибают ли великие открытия в душных объятиях благих намерений? Например, смог бы Павлов сегодня повторить свои знаменитые эксперименты на собаках?

Так, как он проводил их в свое время, конечно же, нет. Скорее всего, комиссия по биоэтике рекомендовала бы Павлову доработать исследование. В соответствии с правилом «трех R» ученому предложили бы взять не собак, а более простых животных, например мышей. Современные технологии позволяют делать сложнейшие операции даже на таких мелких зверьках, поэтому грызуны сегодня так востребованы в науке.

Помимо этого Павлова попросили бы поддерживать стерильную чистоту в лабораторном помещении; вероятно, посоветовали бы сделать испытуемым местную или общую анестезию перед установкой фистул для сбора желудочного сока; обеспечить качественный послеоперационный уход с обезболиванием, введением антибиотиков на случай осложнений. Не исключено, что фистулы вообще предложили бы заменить на специальные микроскопические капсулы, которые вводятся без оперативного вмешательства через пищевод и позволяют оценить состояние желудочно-​кишечного тракта и состав желудочного сока. Впрочем, при такой постановке эксперимента ученый вряд ли бы открыл условные рефлексы.

А самым известным собирательным образом науки стала бы не собака, а мышь Павлова.

Фото: depositphotos.com

«Мы живем в скучное время»

К сожалению, строгие биоэтические принципы в отношении экспериментов с участием людей появились уже после того, как случилась катастрофа, уничтожившая и изувечившая тысячи человек. Речь идет о чудовищных опытах врачей нацистской Германии. По окончании судебного процесса над медиками Третьего рейха, в 1947 году, был разработан Нюрнбергский кодекс — международный документ по биоэтике, принципы которого легли в основу законов большинства западных стран.

Первый пункт серьезно перекроил до сих пор незыблемую этику Гиппократа. Конечно, главное ее правило «не навреди» осталось в силе. А вот отрицание прав пациентов, которое отчасти присутствует в известной клятве отца медицины, составители документа сочли опасным. С этих пор врачи-​исследователи обязаны получать от каждого согласие на участие в эксперименте.

Информированное согласие — документ, который перед проведением эксперимента подписывает пациент. В этой официальной бумаге доступным языком пошагово описываются этапы исследования и абсолютно все известные эффекты, оказываемые процедурой или исследуемым препаратом, в том числе побочные, как тяжелые, так и легкие. За пациентом закреплено право выйти из эксперимента на любом этапе, не объясняя причину. Кандидат в испытуемые подписывает документ только после того, как осознал все нюансы исследования и получил от врача подробные ответы на свои вопросы.

Помимо этого в кодексе четко обозначено, что все испытания, которые планируется провести на людях — исследования новых препаратов, методов операций, медицинской техники или инструментов, — изначально должны проверяться на животных (так появилось деление на доклинические и клинические испытания — на животных и людях соответственно). Во всех экспериментах исследователи должны минимизировать страдания пациентов и полностью исключить риск смерти или получения увечий.

В послевоенные годы этот документ был священной скрижалью экспериментальной медицины, гарантом безопасности для пациентов. Однако со временем общественные деятели начали отмечать его этическое несовершенство. В частности, смущало, что мера страдания испытуемого определялась только крайним порогом — смертью или увечьями, да и допустимый уровень рискованности опыта измерялся слишком эфемерно: «Степень риска, связанного с проведением эксперимента, никогда не должна превышать гуманитарной важности проблемы, на решение которой направлен эксперимент».

В 1964 году Всемирная медицинская ассоциация предложила усовершенствованный международный документ по биоэтике — Хельсинкскую декларацию. В ней, в отличие от предыдущего свода правил, не было попытки взвесить вред и пользу; она требовала, чтобы все опыты ученых приносили испытуемым и обществу только благо.

Так, например, документ запрещал применять плацебо в фармакологических исследованиях с участием больных, ведь использование лекарств-​пустышек откладывает настоящее лечение и, по сути, является обманом пациентов. Декларацию обновляли девять раз, но этот принцип оставался неизменным.

Пожалуй, самая значимая поправка была спровоцирована скандально известным «Исследованием Таскиги». С 1932 по 1972 год группа американских врачей изучала сифилис на жителях городка Таскиги (штат Алабама, США) — бедных неграмотных афроамериканцах. Часть испытуемых никогда не бывала у квалифицированных врачей и не знала о своем заболевании. Исследователи тоже не сообщили им об этом. И не попытались оказать медицинскую помощь — даже тогда, когда появилась эффективная терапия сифилиса. У врачей была другая цель — отследить все стадии развития инфекции: от заражения до смерти. Эксперимент проходил под контролем Службы общественного здравоохранения США, подробности не разглашались. Узнали обо всем только благодаря журналистскому расследованию, опубликованному в Washington Star.

После скандала, разразившегося в 1975 году, в декларации появились новые требования: все нюансы эксперимента должны быть прописаны в исследовательских протоколах; перед проведением опыта ученые обязаны согласовать протоколы с независимыми биоэтическими комитетами; результаты исследования будут опубликованы в авторитетном научном журнале, только если оно не нарушает существующие правила.

Хельсинкскую декларацию подписали далеко не все страны. Помимо ряда азиатских, африканских и ближневосточных государств в стороне остались США, Россия, Великобритания и Германия.

В США в конце 1970-х были приняты национальные Правила надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice). Считается, что этот документ составлен на основе Хельсинкской декларации, но на деле между ними пропасть. Например, GCP позволяет с согласия родственников проводить исследования на недееспособных людях (инвалидах, детях и др.), Декларация разрешает подобные эксперименты лишь в исключительных случаях, «если они служат специфическим интересам этих групп (недееспособных граждан) и не могут быть проведены с участием менее уязвимых субъектов».

Наша страна в свое время не поддержала ни Нюрнбергский кодекс, ни Хельсинкскую декларацию. Только на рубеже нынешнего и прошлого веков в России занялись разработкой собственного стандарта по надзору за клиническими испытаниями. В 2005 году вышел ГОСТ «Надлежащая клиническая практика», оказавшийся калькой с американского GCP. Позже в соответствии с ним были изданы федеральные законы «О лекарственных средствах» и «Об основах охраны здоровья граждан». Эти документы позволяют проводить на территории России множество экспериментов, идущих вразрез с Хельсинкской декларацией. Правда, и результаты их будут воспринимать всерьез только у нас в стране.

Но на практике не все так грустно. Независимые биоэтические комитеты, которые с конца 1990-х работают при всех медицинских исследовательских учреждениях, ориентируются прежде всего на европейский документ, а не на национальный ГОСТ или GCP.

Согласно GCP и его русифицированному аналогу, первая фаза клинических испытаний препарата (когда оценивается переносимость действующего вещества) всегда проводится на здоровых добровольцах, даже если речь идет о высокотоксичных веществах, таких как препараты для химиотерапии онкологических заболеваний или СПИДа. Российские биоэтические комитеты, как правило, не позволяют исследователям идти на такой риск и рекомендуют, в соответствии с европейскими нормами, заменять здоровых испытуемых пациентами на первых стадиях соответствующих заболеваний. И это не единственная ситуация, в которой отечественные исследователи проявляют повышенную осторожность.

— Современные медики живут в скучное время. Мы не можем творчески подходить к своей работе, как это делали ученые в начале XX века. Сейчас все строго регламентируется законами, протоколами и стандартами. С одной стороны, это навевает некоторую тоску, с другой — лучше работать в условиях, где врача со всех сторон подстраховывают нормы, так спокойнее всем: и врачам, и пациентам, — рассуждает Тимур Бритвин, руководитель одной из хирургических клиник Московского областного научно-​исследовательского клинического института им. М.Ф. Владимирского, председатель независимого этического комитета при МОНИКИ.

— Возможно, по этой причине сейчас не проводятся медицинские исследования, которые могли бы совершить прорыв, например, в лечении шизофрении, СПИДа или рака. У нас в институте был подобный случай — проще, конечно, но все-таки. В биоэтический комитет пришла заявка на исследование новой медицинской технологии по исправлению воронкообразной деформации грудной клетки. Это врожденная патология, когда у человека грудь словно вдавлена внутрь. Часто приводит к компрессионному воздействию на сердце, что довольно мучительно. Так вот, один исследователь предложил способ исправления грудины при помощи специальной дугообразной пластины из медицинского металлического сплава. Он делал эти пластины индивидуально для каждого пациента, придумал качественный способ их встраивания, но в связи с отсутствием разрешения на методику пациенты сами оплачивали расходные материалы, врач работал частным образом. С точки зрения медицинской этики выглядит сомнительно, правда? Но все пациенты здоровы, качество их жизни улучшилось, они благодарили врача. С точки зрения простой человеческой морали он был бы не прав, если б не помог этим людям. Однако когда он попытался провести исследование, доказывающее эффективность своего метода, и представить его результаты в виде диссертации, мы поступили в соответствии с нормами биоэтики: отклонили запрос.

Фото: depositphotos.com

Новый дизайн мира

Наука охвачена этическим регулированием очень неравномерно: если в отношениях ученого и лабораторной мыши прописан каждый шаг, то в вопросе использования, например, человеческих эмбриональных клеток все очень зыбко. Во-​первых, эмбрион не может дать информированное согласие, во‑вторых, что именно мы считаем эмбрионом? Оплодотворенную яйцеклетку? Зародыш, у которого уже бьется сердце? А если эмбриональные клетки получены с помощью перепрограммирования взрослой клетки, чьи права это нарушает? А главное, к чему ведут такие эксперименты?

Прогресс в биотехнологиях открывает перед человечеством почти безграничные перспективы, но может привести к необратимым общественным изменениям. Представьте, что все внутренние органы можно будет заменить новыми, выращенными в организме свиньи, а ткани и кожу — получить в пробирке и пересаживать при необходимости. Смерть отодвинется.

Кто-​то, вероятно, решит рожать «по старинке», но ребенок с отредактированным геномом, созревший в искусственной матке, как плод в оранжерее, станет обычным делом. Будут ли равны «натуральные» и «дизайнерские» дети? Что, если появятся генетические касты? Как изменится, в том числе личностно, человек, который уже на 80% состоит из органов, выращенных в доноре-​свинье?

Мы не знаем ответы на эти вопросы, поэтому чаще всего этические комиссии накладывают серьезные ограничения на исследования, связанные с использованием человеческих эмбрионов, клеток, тканей. В разных государствах этот вопрос решается по-​разному. В большинстве стран Европы, в Канаде и Австралии модификация эмбриона запрещена. В Великобритании с прошлого года разрешена. В США запрещено финансировать подобные программы на федеральном уровне — только на частные средства.

Зато в Китае генетические исследования оплачиваются из государственного бюджета. И в 2015 году там провели первый в мире эксперимент по редактированию человеческого генома с помощью инструмента CRISPR/Сas9. Правда, китайским ученым не удалось опубликовать свою работу ни в Nature, ни в Science — из-​за этического запрета опытов над человеческими эмбрионами. Статья была напечатана в менее известном журнале Protein&Cell, что, разумеется, не помешало всему миру узнать о прорыве в генной инженерии.

CRISPR/Cas9 — технология редактирования генома, основанная на принципах иммунной системы бактерий (они способны находить и ликвидировать вирусную ДНК). CRISPR/Cas9 включает в себя направляющую молекулу РНК, которая находит нужный кусочек хромосомы, и фермент Cas9, разрезающий ДНК. Если в этот момент добавить нормальную копию гена, он встроится в нужное место. Напоминает редактирование текста, когда часть предложения удаляется и на ее место вставляют другие слова.

— Устоявшиеся этические нормы вступают в конфликт с новой реальностью, — говорит Марина Хабарова, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН. — Эти проблемы придется решать с помощью референдумов, опросов, специальных рабочих групп. Изменения морали и этических норм — очень сложный вопрос. Человек здесь всегда немного опаздывает.

Но надо понимать: страны, которые будут владеть передовыми технологиями, сформулируют и новые законы. Пока мы еще не редактируем геном с целью отбора, но видим, какие открываются возможности, чтобы избавить человека от тех или иных заболеваний. Например, ВИЧ — выключая определенные гены, можно обеспечить рождение у больных СПИДом здорового потомства. И это не завтрашний день, а практически сегодняшний. Теоретически можно говорить о перспективе создания людей с направленно измененной генетической программой — в частности, менее уязвимых для целого ряда недугов. А что помешает в таком случае пойти немного дальше и перепрограммировать человека, добавив ему те или иные качества? Например, вырастить племя с пониженной потребностью в воде — отличная характеристика для жизни в пустыне.

Не так давно экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) вызывало у общественности массу вопросов — сегодня это обычная процедура. Количество «детей из пробирки» уже невозможно подсчитать: их миллионы. Эта технология доступна каждому, в России ЭКО можно сделать за государственный счет просто потому, что «хочется детей, а никак не получается».

Следующий шаг — ребенок от трех родителей. Фантастика? Нет. В 2016 году родился мальчик с биологическим материалом от двух женщин и одного мужчины. У мамы малыша обнаружилось редкое заболевание, которое поражает нервную систему и передается генетически как часть митохондриальной ДНК. Репродуктологи перенесли ядро из яйцеклетки матери в яйцеклетку женщины-​донора, оплодотворили в пробирке и внедрили в организм матери, как при обычном ЭКО. Метод сработал — родился здоровый младенец, однако такое трехстороннее оплодотворение в большинстве стран запрещено, поэтому процедуру проводили в Мексике.

Что касается Европы, тут снова отличилась Великобритания: правительство приняло поправку к закону об ЭКО, и первый британский ребенок от трех родителей ожидается уже в 2017 году. Пройдет несколько лет, и эта технология не будет вызывать ни протеста, ни изумления.

Вот что говорится в сообщении, которое подготовили по этому поводу американские ученые: «Технологии редактирования генома эмбрионов и половых клеток (удаление, добавление, перемещение фрагментов ДНК) пока рано испытывать на людях. Чтобы просчитать все риски, потребуется много дополнительных исследований. Однако технология развивается очень быстро, так что редактирование генома эмбрионов, яйцеклеток, сперматозоидов или стволовых клеток в обозримом будущем — вполне реальная перспектива, которую нужно серьезно обсуждать».

— Редактирование яйцеклетки — важное направление, путь к избавлению от многих генетических заболеваний, — говорит Марина Хабарова. — Например, оба родителя страдают от аллергии, и велика вероятность, что ребенок у них тоже будет аллергиком. Тогда именно репрограммирование половых клеток родителей позволит им не передать это заболевание своему ребенку. Но надо понимать, что сильное изменение генома повышает вероятность не только появления нового, но и потери чего-то старого. Чего? Мы не знаем. С момента развития ЭКО ведутся наблюдения за детьми, появившимися на свет в результате применения этой процедуры. Пока данных недостаточно, чтобы делать выводы о положительном или отрицательном влиянии ЭКО на геном. Однако скоро данных накопится столько, что можно будет объективно об этом судить, и тогда технология искусственного оплодотворения начнет меняться.

Одно время ажиотаж вызывала тема клонирования человека — во многих странах за такого рода эксперименты предусмотрено уголовное наказание. Но, похоже, клеточные технологии потеснили идею клонирования: новые органы можно получить другим путем. Например, вырастить их в свинье. Просто пересадить органы и ткани животного человеку невозможно — организм их отторгает. Но если внутри свиного эмбриона вырастить один или два нужных органа из человеческих стволовых клеток… Опять, думаете, фантастика?

Нет же. В зародыше свиньи выключают ген, ответственный за развитие, скажем, почек, и подсаживают индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека. Иммунная система эмбриона еще не развита, поэтому человеческие клетки должны прижиться и развиться в запрограммированную ткань или орган. В результате вырастет самая обычная свинья — с человеческими почками. И не просто человеческими, а подходящими тому, чьи клетки в самом начале ввели эмбриону хрюшки.

Плюрипотентными называют клетки, которые еще не выбрали «специализацию» и могут стать клетками любого органа.

Возникает вопрос: откуда мы берем стволовые клетки? И что значит «индуцированные»? А то, что обычную клетку взрослого человека, например клетку кожи, можно перепрограммировать в плюрипотентную. Японский ученый Синъя Яманака и британец Джон Гердон в 2012 году получили за такие превращения Нобелевскую премию. Правда, они экспериментировали на мышах. Но несколько лет спустя Яманака привел убедительные экспериментальные данные о наличии плюрипотентного потенциала у ряда человеческих клеток.

— На современном этапе отрабатываются технологии культивирования и трансплантации внутренних органов. Серьезно рассматривается возможность смешанных технологий выращивания нужных тканей и органов. В живом организме провести процесс формирования органа намного проще, чем делать это «от и до» в пробирке, — комментирует Марина Хабарова. — Можно вырастить ткань, но тут же встает проблема формирования из ткани органа: становления иннервации, прорастания сосудов, крово- и лимфоснабжения. На этом пути немало сложностей.

Есть и проблемы с использованием животных- доноров: риски взаимодействия развивающегося органа человека с организмом животного до конца не известны и требуют отдельного изучения. Мы пока не знаем, как выращенные, скажем, в свинье почки будут вести себя после пересадки в человеческий организм. Если попытаться обобщить этические проблемы, связанные с клеточными технологиями, можно выделить две главные.

Первая: мы не можем представить все последствия, к которым приведет применение этих технологий. И в случае неудачи человека нельзя будет, как мышку, гуманно усыпить в соответствии с регламентом.

Вторая: в случае удачи и распространения новых технологий мы рискуем получить другое общество, основанное на генетической сортировке. Это не преувеличение — даже прогресс в анализе генетических данных приводит к подобным проблемам: появляются понятия «генетический паспорт», «генетический профиль». А с учетом развития «облачной» медицины и формирования общей базы данных встает вопрос о возможной дискриминации по «генетическому профилю».

Вячеслав Тарантул, доктор биологических наук, заместитель директора Института молекулярной генетики РАН, в книге «Геном человека: энциклопедия, написанная четырьмя буквами» приводит такой пример. В 1970-х годах правительство США реализовало масштабную программу по выявлению носителей мутантного глобинового гена, ответственного за серповидноклеточную анемию. Мутация, приводящая к этой патологии, распространена в основном в малярийных районах Африки. Само заболевание связано с присутствием в эритроцитах ненормального варианта белка гемоглобина, в результате чего эритроциты крови приобретают специфическую серповидную форму, а у больного развивается тяжелая анемия, иногда приводящая к смерти. Пересчитав «мутантов», правительство так и не решило, что делать с этой информацией, зато медицинские страховые компании выставили носителям мутантного гена новые условия страхования, а некоторые работодатели отказались принимать их на работу. В частности, так поступили авиакомпании, обосновав отказ риском проявления болезни на большой высоте. При этом абсолютно здоровые люди — носители — почувствовали себя бракованным материалом.

С 2008 года в США действует специальный закон — Genetic Information Nondiscrimination Act. Он запрещает использовать генетическую информацию при приеме на работу и расчете стоимости медицинской страховки.

Одним из законодательных актов, регулирующих работу с человеческими клетками в России, является Федеральный закон от 23 июня 2016 г. № 180-ФЗ «О биомедицинских клеточных продуктах». Он декларирует «недопустимость создания эмбриона человека в целях производства биомедицинских клеточных продуктов; недопустимость использования для разработки, производства и применения биомедицинских клеточных продуктов биологического материала, полученного путем прерывания процесса развития эмбриона или плода человека или нарушения такого процесса».

Попыткой создать наднациональные нормы работы с геномом можно считать «Всеобщую декларацию о геноме человека и правах человека», принятую Генеральной конференцией ЮНЕСКО в 1997 году. Среди прочего там есть такие слова: «Личность человека не может быть сведена к его генетическим характеристикам. Каждый вправе рассчитывать на уважение его прав и достоинств вне зависимости от этих характеристик».

Это, вероятно, и есть сердцевина всех этических споров о биомедицинских технологиях будущего. Личность человека.

Детский научно-развлекательный центр Инно-Парк.

25.05.2021

Счастливые часы в ИнноПарке!

Если вы собираетесь к нам в ИнноПарк на Лубянку, то рассказываем полезные советы, как это сделать с максимальной пользой. 1. Выгодно! Каждую среду в ИнноПарке с 10.00 до 15.00 действует акция «Счастливые часы»! Можно и сэкономить на входном билете, и узнать больше о загадках электричества, загадать желание у таза с фонтанами, потопить подводную лодку. 2. Впечатляюще! Каждые два часа в ИнноПарке проходит обзорная экскурсия, после которой обязательно включаем молнии! Это очень громко, но очень впечатляюще! 3. Полезно! Не только посмотреть экспонаты, но и закрепить знания. Это лучше всегда сделать во время воркшопа (такой небольшой мастер-класс). Его можно заказать в любой день, но по будням его цена почти в 2 раза дешевле! Можно сделать лава-лампу, калейдоскоп или робота-насекомого.

Узнать больше

ИнноПарк продолжает работать для Вас ЕЖЕДНЕВНО!

С 25 мая 2021г. «ИнноПарк» откроет свои двери, ждём Вас! Подробности всех акций, время обзорных экскурсий, для какого возраста какие есть воркшопы — всегда уточняйте перед визитом у наших администраторов по телефону: 8 (499) 502-80-10.

Узнать больше

Правила посещения!

Соблюдение социальной дистанции на расстоянии не меньше 1,5 метра между посетителями и сотрудниками Посетители и персонал находятся в музее в масках и перчатках Индивидуальные или групповые экскурсии не более 5 человек, при соблюдении дистанции 1,5 метра Осуществление дезинфекции контактных поверхностей каждые 2 часа

Узнать больше

21.05.2021

«ИнноПарк» откроет свои двери 25 мая 2021 г. и продолжит радовать вас!

«ИнноПарк» откроет свои двери 25 мая 2021г. и продолжит радовать вас!  График работы:  Вс-Чт с 10:00-21:00 Пт-Сб с 10:00-22:00   Подробности всех акций, время обзорных экскурсий, для какого возраста какие есть воркшопы — всегда уточняйте перед визитом у наших самых лучших администраторов по телефону: 8 (499) 502-80-10.

Узнать больше

Этично ли пользоваться данными научных экспериментов нацистов?

  • Фрэнк Суэйн
  • BBC Future

Автор фото, Getty Images

От ракет-носителей программы НАСА «Аполлон» до новых лекарств от СПИДа, некоторые научные достижения достались человечеству весьма сомнительным способом. Следует ли нам смириться с этим? Или забыть? Или притвориться, что всё на благо человечества?

Пытаясь как-то привязать 50-ю годовщину высадки человека на Луне к местным реалиям, вашингтонская новостная радиостанция WTOP-FM опубликовала на своем сайте хвалебную биографию «блестящего», как написали журналисты, ученого-ракетчика Вернера фон Брауна, похороненного в соседней Александрии.

Статья, однако, вызвала возмущение и быстро была убрана с сайта. Причина? В ней не было упомянуто, что фон Браун в начале своей карьеры в Германии был нацистом.

В истории научного прогресса вообще довольно мало совершенно незапятнанного с точки зрения морали. Физика, биология, зоология, медицина, психология, наука о вакцинах, антропология, генетика, наука о правильном питании, инженерное дело — все эти отрасли полны открытий, сделанных в обстоятельствах, которые можно описать как неэтичные, а то и незаконные.

Как мы должны себя чувствовать по поводу использования знаний, полученных таким путем?

Участие фон Брауна в программе «Аполлон» не было каким-то особым случаем. Более 120 немецких ученых и инженеров работали вместе с ним на американцев, в том числе бывший офицер СС Курт Дебус (ставший директором Центра запусков НАСА) и Бернхард Тессманн (конструктор колоссального Здания вертикальной сборки, возведенного на космодроме, ныне известном как Космический центр имени Кеннеди).

Эти немецкие специалисты оказались среди 1600 ученых, завербованных для работы в США американской разведкой в ходе операции «Скрепка» в конце Второй мировой войны.

Их защитили от уголовного преследования, им обеспечили безопасный проезд в Соединенные Штаты и разрешили продолжать работу.

Союзники расхватали и другие нацистские изобретения. Такие нервно-паралитические газы, как табун и зарин, помогли разработать новые инсектициды, а заодно и оружие массового поражения. Различные антималярийные препараты, метадон и метамфетамины, а также медицинские исследования гипотермии, гипоксии, обезвоживания и так далее — всё это результаты экспериментов на людях в концлагерях.

ДСП, различные виды синтетического каучука и даже шипучий напиток «Фанта» были придуманы немцами во время правления нацистов.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Вернер фон Браун был одним из немецких ученых, рекрутированных союзниками в конце Второй мировой

Конечно, проще было бы думать, что произошедшее в конце Второй мировой — единственный и нехарактерный случай неэтичных исследований в истории науки. Но это далеко не так.

На протяжении 40 лет, начиная с 1932 г., исследователи Университета Таскиги (штат Алабама) следили за развитием сифилиса у сотен бедных чернокожих граждан, причем никому из них не рассказали о диагнозе, никого не пытались лечить — и это несмотря на то, что за это время антибиотик пенициллин, которым можно было вылечить болезнь, стал доступен.

В похожей истории участвовали американские врачи в 1940-х, когда умышленно заразили ничего не подозревающих пациентов передающимися половым путем инфекциями, чтобы изучать эти заболевания. Предчувствуя, какой протест это вызовет, если будет раскрыто, эксперименты они проводили в Гватемале.

Впоследствии это получило название «Неудачный эксперимент». Подробности стали известны только благодаря расследованию адвокатов двух женщин.

Вакцина от полиомиелита (как и многие другие прорывы в лечении болезней) была разработана благодаря наличию человеческих клеток, взятых у Генриэтты Лакс без ее ведома и согласия. И она не получила никакой компенсации за их последующее коммерческое использование.

Когда благодаря ничего не ведавшей об этом афроамериканке Лакс у ученых появилась первая в мире стабильная клеточная линия, имитирующая сущность человеческого организма, ее использовали для бессчетного количества исследований токсинов, вирусов, человеческого ДНК и в области создания лекарств.

В 1950-х Роберт Г. Хит первым применил вживленные в мозг электроды, чтобы, в частности, попытаться изменить сексуальную ориентацию (то есть «вылечить» от гомосексуальности, что сегодня выглядит дико). А ныне похожая технология используется для лечения эпилепсии, болезни Паркинсона, а также в нейронном кружеве Илона Маска.

Не будет слишком спорным сказать, что те эксперименты просто не должны были случиться. Но если они все-таки случились, что нам делать с результатами, которые они принесли?

Автор фото, Bettmann/Getty Images

Подпись к фото,

Нацистские врачи проводили над узниками концлагерей чудовищные эксперименты (на фото — немецкие врачи и ученые на скамье подсудимых во время Нюрнбергского процесса выслушивают предъявление им обвинений в бесчеловечных экспериментах над узниками нацистских концлагерей)

«Интуиция нам подсказывает, что если информация получена неэтично и мы ее все равно используем, то мы становимся соучастниками того, что произошло в прошлом», — говорит Дом Уилкинсон, специалист по медицинской этике из Оксфордского университета. Это распространенное мнение — даже среди тех, кто пользуется результатами подобных исследований.

В 1984 году, в статье в журнале The Hastings Centre Report, освещающем вопросы биоэтики, Кристин Моу вспоминала разговор с Джоном Хейуордом, ведущим специалистом по гипотермии из Университета Виктория (Британская Колумбия, Канада), который использовал в своих исследованиях данные, полученные нацистами.

«Мне не хочется считать себя обязанным использовать эти данные, но других нет. И в мире, подчиняющемся законам этики, не будет, — сказал он. — Я, конечно, немного рационализирую, но не использовать эти данные было бы тоже плохо».

Однако случай Хейуорда был нестандартным.

«Думаю, важно отметить, что такие [неэтичные] изыскания очень редко обеспечивают важную, ключевую информацию в отдельности от других, — подчеркивает Уилкинсон. — По большей части научная информация похожа на часть большой головоломки, общей картины: она должна подходить, как кусочек пазла».

Вклад Вернера фон Брауна в космическую программу «Аполлон» можно назвать значительным. Но трудно точно сказать, смогли бы специалисты НАСА отправить людей на Луну без его помощи и без тех знаний, которые он получил, создавая нацистскую ракету Фау-2, первую в мире баллистическую ракету дальнего действия.

Между тем, результаты экспериментов Таскиги и «Неудачного эксперимента» радикально не изменили нашего понимания сифилиса и рака: собранные данные не настолько полезны, чтобы мы, победив брезгливость, попытались их использовать сегодня на практике.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Вакцина против полиомиелита теперь спасает жизни миллионов во всем мире, но часть работы по созданию ее была сомнительной с точки зрения этики

Соблазнительно считать, что неэтичные медицинские исследования остались в прошлом, что союз медицины с аморальным поведением был лишь эпизодом, аномалией, случившейся в середине XX века, и чем дальше мы отдаляемся во времени от тех эпизодов, тем более научно бесполезными они становятся.

Но уж теперь-то, можем сказать мы себе, все наши исследования строго этичны. К сожалению, и это неправда.

Словно используя опыт печально известных исследований сифилиса в Гватемале, многие испытания лекарств ныне проводят в развивающихся странах — и, кажется, по тем же самым причинам: законы менее строгие, риск критики в прессе в случае неудачи куда меньше.

В докладе сообщалось о незарегистрированной смерти 14 женщин в Уганде во время испытаний препарата невирапин, применяющегося для лечения инфекции, вызванной вирусом ВИЧ-1, и для предотвращения передачи вируса от матери к ребёнку.

Сообщалось также, что восемь пациентов в Хайдарабаде (Индия) умерли во время испытаний стрептокиназы, препарата для тромболитической терапии. Никто из них не знал, что участвует в эксперименте.

Дурной пример

Желание извлечь пользу из данных, даже если они получены неэтичным путем, приносит свои проблемы — даже помимо того, что вы становитесь соучастником.

Какой сигнал вы посылаете своим современникам и исследователям будущего? Что лучше попросить прощения потом, чем с самого начала честно заручиться разрешением?

«В знаниях есть кое-что очень специфическое — они необратимы. Узнав что-то, вы не можете отыграть назад, «раззнать», забыть», — отмечает Уилкинсон.

«Используя данные, полученные неэтично, мы как бы показываем: то исследование было вполне нормальным. И это подталкивает будущих исследователей к выводу: «история меня положительно оценит». Мы не хотим этого. Мы не хотим рекламировать неэтичные исследования».

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Несколько немецких ученых, входивших в команду НАСА во время миссий «Аполлон», раньше работали над созданием нацистских ракет Фау-2

Уилкинсон обращает внимание на недавнюю историю с китайским ученым, объявившим в 2018 году, что создал первых в мире младенцев с отредактированным геномом. (Хэ Цзянькуй получил скандальную славу после того, как заявил, что ему удалось отредактировать геном младенцев и добиться рождения первых в мире генетически модифицированных детей. Генетические эксперименты над человеческими эмбрионами законодательно запрещены в большинстве стран мира, в том числе и в Китае.- Ред.)

«Это поразительный пример, — говорит Уилкинсон. — Похоже, его мотивировала именно жажда славы».

Как и в случае с другими людьми, которые идут на преступления, чтобы привлечь к себе внимание, подчеркивает Уилкинсон, мы не должны оправдывать их поведение или потворствовать их поступкам.

Но даже если мы отделяем поступки людей от научных результатов, которые они получили, осуждая первые, но пытаясь извлечь пользу из вторых, — все равно мы не выбрались из морального лабиринта.

Что происходит, если проблематичное исследование еще только предстоит осуществить? Как поступить и на что ориентироваться?

Эти образцы были собраны в ходе рутинных обследований, известных как «укол в пятку», производимых с каждым родившимся младенцем, чтобы проверить ряд генетических особенностей.

Однако проблема в том, что с 1965 по 2003 гг. разрешения у родителей на то, чтобы сохранить образцы крови в архиве, не спрашивали. То есть вся эта база данных, по сути, сомнительна с точки зрения ее законности.

Конечно, она представляет собой уникальный, бесценный источник для медицинских исследователей, открывая невиданные подробности генетики нации.

Но из-за проблематичной законности хранения таких данных без согласия людей сейчас на использование архива наложен мораторий.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Собираемые на протяжении долгих лет образцы крови новорожденных сохранялись без разрешения родственников детей — и это большая этическая проблема и головная боль для современных исследователей

«Такого типа ситуацию не так-то просто оценить как этичную или неэтичную. В ней заложены конкурирующие друг с другом этические соображения, и их надо учитывать», — говорит Энн Уилкинсон, координатор программ в «Совете Наффилда по биоэтике».

Использование этой базы данных может помочь и науке, и обществу, говорит она. «Однако это не умаляет серьезности опасений по поводу нарушения конфиденциальности и прав людей иметь свою точку зрения на то, как этими данными пользоваться», — добавляет Уилкинсон.

Органы здравоохранения Шотландии сейчас проводят консультации с исследователями, специалистами по этике, пациентами и просто гражданами по поводу того, что делать с этим архивом образцов крови.

Один из вариантов — позволить тем, кто против использования, изъять свои данные из любых исследований. Но учитывая то, что этих образцов три миллиона — задача явно не из легких.

Это в природе человека — попытаться извлечь хоть что-то хорошее из самой плохой ситуации. Даже в варшавском гетто, подчеркивает Моу, врачи-евреи вели в тайне от нацистов подробные записи о здоровье жителей гетто, и эти материалы удалось вывезти и потом опубликовать в виде эпохального исследования последствий недоедания.

Далее она пишет о нацистских экспериментах: «Решение об использовании таких данных не должно приниматься без сожаления, без признания непостижимого ужаса, породившего их. Мы не можем показывать ни малейшего одобрения тех методов. Но также, однако, мы не должны позволить негуманности экспериментов ослепить нас и не дать нам увидеть возможность извлечь из катастрофы хотя бы немного пользы».

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Научный эксперимент с лавовой лампой | Детские научные эксперименты

Материалы:

  • Чистая пластиковая бутылка, попробуйте использовать бутылку с гладкими стенками
  • вода
  • Растительное масло (или вместо него можно использовать минеральное или детское масло)
  • Таблетки для шипения (например, Alka Seltzer)
  • Пищевой краситель

Посмотрите, как Ученый Джо проводит здесь эксперимент с лавовой лампой!

Инструкции:

  1. Заполните бутылку водой примерно на 1/4 (1 четверть).
  2. Налейте в бутылку растительное масло до тех пор, пока она не станет почти полной. Вы можете использовать мерный стакан с носиком или воронку. Возможно, вам придется подождать пару минут, пока масло и вода не разделятся.
  3. Добавьте несколько капель любимого пищевого красителя. Наблюдайте, как цвет растворяется в масле. Ваши капли цвета смешались с водой сразу или плавали между ними в течение нескольких минут?
  4. Разломайте газированную таблетку пополам и бросьте часть в бутылку.Будьте готовы … вот и пузырящиеся капли!
  5. Можно хоть фонарик достать, выключить свет и закинуть еще половину планшета. На этот раз посветите фонариком через лавовую лампу, пока пузыряются капли!

ПОСМОТРЕТЬ БЫСТРЫЙ И ЛЕГКИЙ ВИДЕОУРОК

Как это работает:

Нефть плавает на поверхности воды, потому что она менее плотная или легче воды. Пищевой краситель имеет ту же плотность, что и вода, поэтому он проникает сквозь масло и смешивается с водой.Когда вы добавляете таблетку, она опускается на дно, а затем начинает растворяться. При растворении образует газ, двуокись углерода. Газ или воздух легче воды, поэтому плавает вверх. Пузырьки воздуха приносят с собой немного цветной воды наверх. Когда из цветной капли воды выходит воздух, вода снова становится тяжелой и тонет. Это повторяется снова и снова, пока таблетка полностью не растворится.

дополнительных экспериментов:

Что произойдет, если надеть колпачок после того, как вы уронили шипучую таблетку? Что, если бросить внутрь целую таблетку? Когда он перестанет пузыриться, попробуйте насыпать соль в лавовую лампу.Что просходит?

ИССЛЕДУЙТЕ МНОЖЕСТВО УДОБНЫХ И ЛЕГКИХ НАУЧНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ!

ПОДПИСАТЬСЯ И НИКОГДА НЕ ПРОПУСКАТЬ ВЕСЕЛОЕ ВИДЕО НОВОЙ НАУКИ!


55 простых научных экспериментов с использованием уже имеющихся у вас материалов

Практические эксперименты и проекты — один из наших любимых способов преподавать науку. Все эти занятия достаточно просты, чтобы их мог попробовать любой, и, вероятно, у вас уже есть все необходимые материалы под рукой.Выберите несколько из ваших любимых, и пусть начнется научное веселье!

1. Кристаллизируйте свой собственный леденец

Эксперименты по науке о кристаллах учат детей перенасыщенным растворам. Это легко сделать дома, и результат будет просто восхитительным!

Подробнее: Выращивание украшенной драгоценностями розы

2. Удалите блестки с помощью средства для мытья посуды

Всем известно, что блеск похож на микробы — он проникает повсюду, а его , так что от сложно избавиться! Используйте это в своих интересах и покажите детям, как мыло борется с микробами и .

Подробнее: Жизнь и обучение

3. Надуйте самые большие пузыри

Добавьте несколько простых ингредиентов в раствор для мыла, чтобы создать самые большие пузыри, которые вы когда-либо видели! Дети узнают о поверхностном натяжении, когда конструируют палочки для надувания пузырей.

Подробнее: Scholastic / Dish Soap Bubbles

4. Постройте колесо обозрения

Вы, наверное, катались на колесе обозрения, но сможете ли вы его построить? Запаситесь деревянными палками для поделок и узнайте! Поэкспериментируйте с разными дизайнами, чтобы увидеть, какой из них лучше всего работает.

Подробнее: Учителя прекрасны и eHow

5. Узнайте о капиллярном действии

Дети будут поражены, наблюдая, как цветная вода перемещается из стакана в стакан, и вам понравится простая и недорогая установка. Соберите немного воды, бумажных полотенец и пищевого красителя, чтобы научить вас научной магии капиллярного действия.

Подробнее: 123 Homeschool 4 Me

6. Продемонстрируйте «волшебный» герметичный мешок

Такой простой и такой потрясающий! Все, что вам нужно, — это полиэтиленовый пакет с застежкой-молнией, острые карандаши и немного воды, чтобы взорвать умы ваших детей.Как только они будут впечатлены должным образом, научите их, как работает «трюк», объяснив химию полимеров.

Подробнее: Steve Spangler Science

7. Дизайн подставки для мобильного телефона

Используйте свои инженерные навыки и предметы из дома, чтобы спроектировать и построить подставку для мобильного телефона.

Подробнее: Science Buddies / Подставка для мобильного телефона

8. Воссоздайте круговорот воды в сумке

Вы можете провести столько простых научных экспериментов с простой сумкой на молнии! Наполните одну часть водой и поставьте на солнечный подоконник, чтобы увидеть, как вода испаряется и, в конечном итоге, «стекает» вниз.

Узнайте больше: Grade School Giggles

9. Провести яйцо

Испытайте все свои инженерные навыки, бросив яйцо! Предложите детям построить контейнер из вещей, которые они находят в доме, чтобы защитить яйцо от длительного падения (особенно весело это делать из окон верхнего этажа).

Подробнее: Багги и Бадди

10. Проектировать американские горки из соломинки для питья

STEM-задачи всегда нравятся детям.Нам нравится этот, для которого требуются только базовые принадлежности, такие как соломинки для питья.

Подробнее: Экономные развлечения для мальчиков и девочек

11. Постройте солнечную печь

Испытайте силу солнца, когда вы построите свои собственные солнечные печи и используете их для приготовления вкусных угощений. Этот эксперимент требует немного больше времени и усилий, но результаты всегда впечатляют. По ссылке ниже есть полные инструкции.

Подробнее: Desert Chica

12. Плавающий маркер man

Их глаза вылезут из их голов, когда вы «левитируете» фигурку прямо со стола! Этот эксперимент работает из-за нерастворимости чернил маркера сухого стирания в воде в сочетании с более легкой плотностью чернил.

Подробнее: Gizmodo

13. Откройте для себя плотность с горячей и холодной водой

Есть много простых научных экспериментов, которые можно провести с плотностью. Этот очень простой, включает только горячую и холодную воду и пищевые красители, но визуальные эффекты делают его привлекательным и забавным.

Подробнее: STEAMsational

14. Научитесь наслаивать жидкости

Эта демонстрация плотности немного сложнее, но эффекты впечатляющие.Медленно расслаивайте в стакане жидкости, такие как мед, средство для мытья посуды, воду и медицинский спирт. Дети будут удивлены, когда жидкости будут плавать одна над другой, как по волшебству (за исключением того, что это настоящая наука).

Подробнее: Steve Spangler Science

15. Раздавите банку давлением воздуха

Конечно, банку с газировкой легко раздавить голыми руками, но что, если бы вы могли сделать это, даже не прикасаясь к ней? В этом сила давления воздуха!

Подробнее: Steve Spangler Science

16.Постройте мост да Винчи

Существует множество экспериментов по наведению мостов, но этот уникален. Он вдохновлен 500-летним самонесущим деревянным мостом Леонардо да Винчи. Узнайте, как создать его, перейдя по ссылке, и расширьте свое обучение, узнав больше о самом да Винчи.

Подробнее: iGame Mom

17. Выращивание сахарной змеи

Простые научные эксперименты могут дать впечатляющие результаты! Для этой сногсшибательной демонстрации химической реакции требуются только простые материалы, такие как сахар, пищевая сода и песок.

Подробнее: Kiwico

18. Создайте мел из яичной скорлупы

Яичная скорлупа содержит кальций — тот же материал, что и мел. Измельчите их и смешайте с мукой, водой и пищевым красителем, чтобы сделать свой собственный мел для тротуаров.

Подробнее: Kidspot

19. Станьте человеческими солнечными часами

Используйте этот самодельный мел для этого занятия, которое превращает детей в человеческие солнечные часы! Они будут практиковать навыки измерения и узнают о движении солнца по небу.

Подробнее: Scholastic / Sundial

20. Узнайте о транспирации растений

Ваш задний двор — прекрасное место для легких научных экспериментов! Возьмите полиэтиленовый пакет и резинку, чтобы узнать, как растения избавляются от лишней воды, в которой они не нуждаются, — это процесс, известный как транспирация.

Подробнее: Teach Beside Me

21. Сделайте голые яйца

Это так здорово! Используйте уксус, чтобы растворить карбонат кальция в яичной скорлупе, чтобы обнаружить мембрану под ней, которая скрепляет яйцо.Затем используйте «голое» яйцо для другого простого научного эксперимента, демонстрирующего осмос.

Подробнее: Воспоминания с детьми

22. Сделайте искры металлической мочалкой

Все, что вам нужно, это стальная вата и 9-вольтовая батарея, чтобы выполнить эту научную демонстрацию, которая обязательно заставит их глаза загореться! Дети узнают о цепных реакциях, химических изменениях и многом другом.

Подробнее: Ученый на дому

23. Превратите молоко в пластик

Звучит намного сложнее, чем есть на самом деле, но не бойтесь попробовать.Используйте простые кухонные принадлежности, чтобы создать пластиковый полимер из простого старого молока. Когда все будет готово, придайте им классные формы!

Узнать больше: Друзья науки / Молоко в пластике

24. Поднимите мяч для пинг-понга

Дети получат удовольствие от этого эксперимента, который на самом деле основан на принципе Бернулли. Вам понадобятся только пластиковые бутылки, гибкие соломинки и мячи для пинг-понга, чтобы научная магия стала реальностью.

Подробнее: Steve Spangler Science

25.Пуск двухступенчатой ​​ракеты

Ракеты, используемые для космических полетов, обычно имеют более одной ступени, чтобы дать им дополнительный импульс. В этом простом научном эксперименте используются воздушные шары для моделирования двухступенчатого запуска ракеты и обучения детей законам движения.

Подробнее: Science Buddies / Двухступенчатая ракета

26. Яйцо в бутылку вытащить

Этот классический легкий научный эксперимент всегда радует. Используйте силу давления воздуха, чтобы засосать сваренное вкрутую яйцо в банку, не требуя рук.

Подробнее: Left Brain Craft Brain

27. Тест pH на капусте

Расскажите детям о кислотах и ​​щелочах, не прибегая к тест-полоскам! Просто сварите немного красной капусты и используйте полученную воду для тестирования различных веществ — кислоты становятся красными, а основания — зелеными.

Подробнее: Возможно образование

28. Почистить старые монеты

Используйте обычные предметы домашнего обихода, чтобы старые окисленные монеты снова стали чистыми и блестящими в этом простом химическом эксперименте.Попросите детей предсказать (выдвинуть гипотезу), какой из них будет работать лучше всего, а затем расширьте возможности обучения, проведя небольшое исследование, чтобы объяснить результаты.

Подробнее: Gallykids

29. Надуть воздушный шар — не надувая

Скорее всего, вы, вероятно, проводили такие простые научные эксперименты, когда сами учились в школе. Эта хорошо известная активность демонстрирует реакции между кислотами и основаниями. Наполните бутылку уксусом, а воздушный шарик — пищевой содой. Наденьте воздушный шар на верх, смешайте пищевую соду с уксусом и наблюдайте, как надувается воздушный шарик.

Подробнее: Все для мальчиков

30. Постройте самодельную лавовую лампу

.

Эта тенденция 70-х вернулась в качестве простого научного эксперимента! Это упражнение сочетает кислотно-щелочные реакции с плотностью для получения идеального результата.

Подробнее: Education.com

31. Взбейте смерч в бутылке

Существует множество версий этого классического эксперимента, но нам нравится этот, потому что он блестит! Дети узнают о вихре и о том, что нужно для его создания.

Подробнее: Cool Science Experiments HQ

32. Узнайте, как сладкие напитки влияют на зубы

Благодаря содержанию кальция в яичной скорлупе она отлично заменяет зубы. Используйте яйца, чтобы узнать, как сода и сок могут окрашивать зубы и стирать эмаль. Расширьте свое обучение, пробуя различные комбинации зубной пасты и зубной щетки, чтобы увидеть, насколько они эффективны.

Подробнее: Как дома

33. Следите за давлением воздуха с помощью самодельного барометра

Этот простой, но эффективный научный проект своими руками учит детей атмосферному давлению и метеорологии.Им будет интересно отслеживать и предсказывать погоду с помощью собственного барометра.

Подробнее: Edventures With Kids

34. Мумифицировать хот-дог

Если ваши дети очарованы египтянами, им понравится научиться мумифицировать хот-дог! Нет необходимости в навесных банках; просто возьмите немного пищевой соды и приступайте.

Подробнее: Друзья науки / Наука мумификации

35. Тушить пламя углекислым газом

Это пламенный поворот в кислотно-щелочных экспериментах.Зажгите свечу и поговорите о том, что нужно огню, чтобы выжить. Затем создайте кислотно-щелочную реакцию и «вылейте» углекислый газ, чтобы погасить пламя. Газ CO2 действует как жидкость, удушая огонь.

Подробнее: Steve Spangler Science

36. Сжимают ли Архимеда

Это звучит как дикий танцевальный ход, но этот простой научный эксперимент демонстрирует принцип плавучести Архимеда. Все, что вам нужно, это алюминиевая фольга и емкость с водой.

Подробнее: Science Buddies / Archimedes Squeeze

37.Пройдите по карточке

Это один простой научный эксперимент, который никогда не перестает удивлять. Осторожно сделав надрезы ножницами на карточке, вы можете сделать петлю достаточно большой, чтобы через нее можно было пройти (маленькое) тело человека! Дети будут поражены, узнав о площади поверхности.

Подробнее: Steve Spangler Science

38. Стойка на стопке бумажных стаканчиков

.

Объедините физику и инженерию и предложите детям создать конструкцию из бумажного стаканчика, способную выдержать их вес.Это крутой проект для начинающих архитекторов.

Подробнее: Science Sparks

39. Смешать растворы соленой воды

Этот простой эксперимент охватывает множество концепций. Узнайте о решениях, плотности и даже науках об океане, сравнивая и сравнивая, как объекты плавают в разных водных смесях.

Подробнее: Science Kiddo

40. Постройте пару моделей легких

.

Дети лучше понимают дыхательную систему, когда строят модели легких из пластиковой бутылки с водой и воздушных шаров.Вы можете изменить эксперимент, чтобы продемонстрировать эффекты курения.

Подробнее: выжить на зарплату учителя

41. Испытательные парашюты

Соберите различные материалы (попробуйте салфетки, носовые платки, полиэтиленовые пакеты и т. Д.) И посмотрите, какие из них лучше всего подходят для парашютов. Вы также можете узнать, как на них влияют ветреные дни, или узнать, какие из них работают под дождем.

Подробнее: Inspiration Laboratories

42. Нанизать липкий лед

Можно ли поднять кубик льда с помощью веревки? Этот быстрый эксперимент научит вас тому, как это сделать.Используйте немного соли, чтобы растопить лед, а затем повторно заморозьте лед с прикрепленной веревкой.

Подробнее: Playdough to Plato

43. Эксперимент с известняковыми породами

Дети любят собирать камни, и с ними можно проводить множество простых научных экспериментов. В этом случае налейте уксус на камень, чтобы посмотреть, не пузырится ли он. Если да, значит, вы нашли известняк!

Подробнее: Edventures with Kids

44. Превратите газету в инженерное дело

Удивительно, как стопка газет может разжечь такую ​​творческую инженерию.Предложите детям построить башню, поддержать книгу или даже построить стул, используя только газету и скотч!

Подробнее: занятия STEM для детей

45. Превратите бутылку в дождемер

Все, что вам нужно, — это пластиковая бутылка, линейка и перманентный маркер, чтобы сделать собственный датчик дождя. Следите за своими измерениями и посмотрите, как они соотносятся с метеорологическими отчетами в вашем районе.

Подробнее: NurtureStore

46. Используйте резинки для озвучивания акустики

Изучите, как на звуковые волны влияет то, что их окружает, с помощью простой гитары с резиновой лентой.”(Детям очень нравится с ними играть!)

Подробнее: Science Sparks

47. Отправляйте секретные сообщения невидимыми чернилами

Превратите своих детей в секретных агентов! Напишите сообщения кистью, смоченной в лимонном соке, затем поднесите бумагу к источнику тепла и наблюдайте, как невидимое становится видимым, когда начинается процесс окисления.

Подробнее: Steve Spangler Science

48. Постройте гору в сложенном виде

Эта умная демонстрация помогает детям понять, как создаются некоторые формы рельефа.Используйте слои полотенец, чтобы представить слои горных пород и ящики для континентов. Тогда п-у-у-ш и посмотрим, что будет!

Подробнее: Хаос и беспорядок

49. Ловля с катапультами

Катапульты

позволяют проводить забавные и простые научные эксперименты, но нам нравится поворот в этой, в котором детям предлагается создать «приемник», чтобы поймать парящий объект на другом конце.

Подробнее: Ученые друзья / Пусковая установка для сборки шариков

50. Возьмите образец пластилина

.

Узнайте о слоях Земли, построив их из пластилина Play-Doh, возьмите образец керна с помощью соломинки.(Любите Play-Doh? Здесь вы найдете больше идей для обучения.)

Подробнее: Построчное обучение

51. Спроецируйте звезды на потолок

Воспользуйтесь видеоуроком по ссылке ниже, чтобы узнать, почему звезды видны только ночью. Затем создайте проектор «сделай сам», чтобы изучить концепцию на практике.

Подробнее: Mystery Science

52. Постройте лучший зонт

Предложите учащимся создать лучший зонт из различных предметов домашнего обихода.Поощряйте их планировать, рисовать чертежи и тестировать свои творения, используя научный метод.

Дополнительные сведения: воспитание учащихся на протяжении всей жизни

53. Пусть идет дождь

Используйте крем для бритья и пищевой краситель, чтобы имитировать облака и дождь. Это легкий научный эксперимент, который малыши будут повторять снова и снова.

Подробнее: станция создания миссис Джонс

54. Используйте воду, чтобы «перевернуть» рисунок

Преломление света вызывает несколько действительно интересных эффектов, и с ним можно провести несколько простых научных экспериментов.Этот использует преломление, чтобы «переворачивать» рисунок; Вы также можете попробовать знаменитый трюк с «исчезающей копейкой».

Подробнее: Go Science Kids

55. Отправить газировку гейзер заоблачный

Вы всегда задавались вопросом, действительно ли это работает, так что пришло время убедиться в этом сами! Дети будут восхищаться химической реакцией, которая заставляет диетическую газировку взлетать в воздух при добавлении Mentos.

Подробнее: Scholastic / Sods Explosion

Ищете еще больше научных развлечений? Получите лучшие научные эксперименты для каждого класса K-8 здесь.

Plus, подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать все самые свежие идеи по обучению прямо на свой почтовый ящик.

20 простых научных экспериментов, которые ваши дети могут проводить дома

Даже простые научные эксперименты, проводимые дома, могут быть очень образовательными и увлекательными для детей любого возраста. Каждый из этих простых научных экспериментов занимает около 30 минут от начала до конца и использует простые ингредиенты, которые есть в доме.


В этих забавных научных экспериментах и ​​основных задачах используются простые ингредиенты и предметы домашнего обихода, которые вы можете найти в доме, такие как пищевой краситель, мыло для посуды, бумажные полотенца, кубики льда, резинки, белый уксус, растительное масло и пищевая сода.

Детям всех возрастов, особенно маленьким, понравятся эти интересные научные эксперименты и научные занятия, которые вы можете проводить вместе на выходных или после школы. Это отличный способ узнать о научных методах, которые они будут использовать на протяжении всей учебы, а возможно, и всей жизни!

И мало ли. Одним из простых экспериментов может быть момент с лампочкой, который вдохновит их стать ученым на всю жизнь.

По крайней мере, вы, вероятно, вдохновите на несколько действительно крутых проектов научной ярмарки!

20 простых научных экспериментов, которые понравятся вашим детям


1.Лавовая лампа


Обзор: Этот простой эксперимент понравится детям всех возрастов, и он вернет их любимых взрослых на несколько десятилетий назад! Это простое научное задание учит детей плотности.

Что вам понадобится:

Шаги:

Наполните бутылку водой примерно на 1/4. Налейте в бутылку растительное масло почти до полного заполнения. Используйте воронку, если она у вас есть. Подождите немного и посмотрите, как масло и вода отделяются.Добавьте несколько капель пищевого красителя вашего любимого цвета. Наблюдайте, как цвет пробивается сквозь масло. Следующий шаг — разбить газированную таблетку пополам и бросить часть в бутылку. Наблюдайте, как образуются пузырьковые капли. Если у вас есть фонарик, выключите свет и закиньте еще половину планшета. Посветите фонариком через лавовую лампу, пока пузыряются капли!

Что происходит: Нефть плавает на поверхности воды, потому что она менее плотная (легче), чем вода. Пищевой краситель имеет ту же плотность, что и вода, поэтому он тонет в масле и смешивается с водой.Когда таблетка растворяется, образуется газ, называемый диоксидом углерода. Газ легче воды, поэтому он всплывает наверх, привнося немного цвета от пищевого красителя. Когда из цветной капли воды выходит воздух, вода снова становится тяжелой и тонет.

2. Исследование поверхностного натяжения (с помощью черного перца!)


Обзор: Поверхностное натяжение — это основополагающий научный принцип, с которым могут начать знакомиться даже маленькие дети. Этот простой опыт использования воды, мыла и черного перца поможет детям всех возрастов изучить эту полезную концепцию.


Что вам понадобится:

черный перец

тарелка или миска

вода

жидкое мыло

Шаги:

Сначала заполните тарелку тонким слоем воды, не более дюйм глубиной — это много. Посыпьте перец водой, покрыв большую часть поверхности воды. Чем больше перца, тем веселее. Затем окуните палец в жидкое мыло. Теперь коснитесь перца и посмотрите, что произойдет!

Что происходит : Мыло разрушает поверхностное натяжение воды! Поверхностное натяжение существует в воде, потому что молекулы воды (маленькие кусочки воды) любят слипаться.Вода имеет высокое поверхностное натяжение, которое заставляет молекулы тянуться друг к другу и очень сильно слипаться. Но когда в него добавляют мыло, оно нарушает поверхностное натяжение. Молекулы, расположенные рядом с вашими пальцами, отталкиваются молекулами, находящимися дальше от вашего пальца.

3. Зубная паста «слон»


Обзор: Слышали ли вы об эксперименте с зубной пастой «слон»? Это круто! Для этого эксперимента вам понадобится взрослый.Детям любого возраста понравится узнавать о катализаторах и экзотермических реакциях в этом простом веселом научном задании.

Что вам нужно:

пластиковая бутылка соды 16 унций

1/2 стакана 20-го объема 6% раствора перекиси водорода жидкой

1 столовая ложка сухих дрожжей

3 столовых ложки теплой воды

Жидкое мыло для посуды

Пищевой краситель

Маленькая чашка

Защитные очки

Шаги:

Прежде всего, наденьте защитные очки или защитные очки.Перекись водорода может раздражать кожу и глаза. В качестве меры предосторожности взрослый всегда должен осторожно наливать перекись водорода в бутылку.

Следующий шаг — добавить в бутылку 8 капель пищевого красителя вашего любимого цвета. Затем добавьте 1 столовую ложку жидкого средства для мытья посуды и промойте бутылкой смесь ингредиентов. В отдельной чашке смешайте теплую воду и дрожжи в течение 30 секунд. Затем вылейте дрожжевую воду в бутылку и наблюдайте, как образуется пена!

Что происходит: Каждый крошечный пузырек жеребенка наполнен кислородом.Дрожжи были катализатором (помощником) для удаления кислорода из перекиси водорода. Поскольку это произошло так быстро, образовалось много пузырей. Бутылка стала горячей, потому что эта реакция является экзотермической реакцией с выделением тепла. Пена состоит из воды, мыла и кислорода, поэтому вы можете спокойно слить ее в канализацию. Вуаля!

4. Магия преломления света


Обзор: Этот супер простой научный эксперимент на самом деле больше похож на волшебный трюк, и он научит ваших детей всему, что касается преломления света.

Что вам нужно:

  • Кусок бумаги

  • Маркер

  • Стекло

  • Вода

Шаги:

Получите два больших листа бумаги и нарисуйте два больших листа бумаги. на нем один вверху и новый внизу. Направьте стрелку в том же направлении. Далее наполните стакан водой. Медленно опустите лист бумаги за стакан с водой. Смотрите сквозь стакан с водой и смотрите в изумлении!

Что происходит:

Рефракция — это изгиб света, который происходит, когда свет перемещается из одной среды в другую, например, из воздуха в воду или воды в воздух.В этом эксперименте свет проходит от бумаги через воздух, затем через стекло в воду и, наконец, из стекла в воздух, еще не достигнув наших глаз. Свет быстрее всего проходит через воздух, немного медленнее через воду и даже БОЛЬШЕ медленнее через стекло. Это означает, что свет изгибается, когда проходит через стеклянную чашку в воду, а затем снова изгибается, когда выходит из стеклянной чашки в воздух. Световые пути фактически пересекаются, и изображение кажется перевернутым.

5. Танцующий изюм


Обзор:

В этом очень простом научном эксперименте, который идеально подходит для маленьких детей, вам понадобится несколько простых ингредиентов, которые, вероятно, уже есть в вашем доме: прозрачная газировка , стакан воды и горсть изюма. С помощью этих простых ингредиентов вы будете производить химические реакции, которые ваши дети смогут наблюдать в режиме реального времени!

Что вам понадобится:

  • Прозрачная газировка

  • Чистый стакан воды

  • Горсть изюма

Шаги:

Сначала вы наполняете один стакан прозрачным соды и еще стакан с простой водой.Затем поместите изюм в каждый стакан и посмотрите, как он танцует в стакане с чистой газировкой. Пузырьки газа от газировки уносят изюм вверх. Когда они лопаются, изюм снова тонет.

Что происходит? Как только пузырьки углекислого газа достигают поверхности соды, они лопаются, и газ выходит в воздух. Из-за этого изюм теряет плавучесть и снова падает на дно стакана.

6. Раковина или поплавок?


Обзор:

Детям всех возрастов понравится этот простой научный эксперимент, который закладывает основу для понимания плотности.

Что вам понадобится:

Шаги:

Сначала вы наполняете водой две большие прозрачные емкости. Затем попросите своих детей собрать мелкие предметы вокруг дома, чтобы увидеть, утонут они или поплывут.

Перед тем, как протестировать их, попросите детей написать список объектов на листе бумаги и попросить их предсказать, утонут они или поплывут.

Теперь проверьте каждый элемент и сравните его с их гипотезой! Это отличный способ научить их научному методу.

Наконец, вы можете спросить их, теперь, когда они видели, как некоторые из объектов тонут и плавают, есть ли еще что-нибудь, что они хотели бы проверить?


7. Блестящие пенни

Обзор:

У вас определенно есть несколько грязных монет, валяющихся у вас дома, поэтому давайте применим их в простом и увлекательном научном эксперименте, который понравится даже маленьким детям. . Пенни медные, и они часто находятся в обращении годами (фу!), Поэтому они часто выглядят очень потускневшими.В этом опыте вы увидите, лучше ли мыло или уксус (или другие жидкости) очищают внешнюю поверхность грязного медного пенни.

Что вам понадобится

Шагов:

Во-первых, угадайте, какая жидкость сделает пенни самым блестящим. Затем положите каждую пенни в бумажный стаканчик. В одну налейте достаточно уксуса, чтобы полностью покрыть грязный пенни. В другую чашку налейте достаточно средства для посуды, чтобы полностью покрыть грязный пенни.Подождите минут десять. Через десять минут выньте пенни, промойте их водой и протрите бумажной башней. А теперь сравните копейки и посмотрите, насколько они чистые! Затем попробуйте с другими жидкостями из дома.

Что происходит: Пенни со временем тускнеют, потому что медь снаружи реагирует с кислородом воздуха. Медь и кислород образуют оксиды меди, которые делают пенни тусклым и темным. Уксусная кислота в уксусе растворяет эти химические вещества и оставляет пенни новым и блестящим.Мыло для посуды отлично подходит для мытья многих вещей, но оно не растворяет оксиды меди.

8. Радужный сельдерей (капиллярное действие!)

Обзор: Есть сельдерей в холодильнике? Затем вы можете начать изучать капиллярное действие с помощью простого и красочного эксперимента по изменению цвета сельдерея.

Что вам понадобится: Сельдерей

Стаканы с водой

Пищевой краситель

Шаги:

Найдите солнечное место и наполовину наполните стаканы водой.Затем капните в каждый стакан пищевой краситель разных цветов. (Забавно расположить цвета в порядке радуги!) Затем срежьте стебли сельдерея и поместите их в стаканы с водой. Дайте сельдерею немного постоять. Это займет как минимум несколько часов, но довольно скоро вы заметите, что листья меняют цвет. Вы также можете проделать этот эксперимент со светлым цветком.

Что происходит : Этот простой эксперимент продемонстрирует вашему ребенку, как маленькие «сосуды» в стеблях сельдерея могут переносить воду (и цвета радуги!) К листьям сельдерея, имитируя путь, по которому кровь движется по телу.



9. Смешивание невозможно

Обзор: Этот очень простой эксперимент включает смешивание равных частей масла и воды и добавление капли пищевого красителя, чтобы увидеть, что произойдет. Детям понравится наблюдать, как пищевой краситель проходит сквозь масло. Вам понравится, как легко настроить и очистить!

Что вам нужно:

Несколько стаканов

вода

растительное масло

жидкий пищевой краситель

зубочистка (если она у вас есть

Шаги:

Сначала спросите себя, что вы думаете, что будет происходит, когда вы смешиваете масло и воду вместе.

Затем налейте около ½ стакана масла в стакан для питья.

Затем налейте такое же количество воды в тот же стакан.

Посмотрите, как они отделяются друг от друга!

Спросите, что, по их мнению, произойдет, если вы добавите одну каплю пищевого красителя на водной основе в масло

Попросите ребенка добавить каплю и понаблюдать (если капля нуждается в поощрении для движения вниз, воспользуйтесь зубочисткой)

Спросите опять же, что более плотно, капля на водной основе или масло (капля на водной основе тонет, показывая, что она более плотная, чем масло)

Что происходит: Объясните, что такое плотность.Представьте себе два объекта одинакового размера, но разного веса. В том, что весит больше, упаковано больше материи. Он более плотный. Хороший способ определить, является ли что-то более или менее плотным, чем вода, — это погрузить его в воду. Если он тонет, он плотнее, если плавает, он менее плотный. Масло плавает, показывая, что оно менее плотное, чем вода.


10. Изучение цветов с помощью пищевой соды / уксуса


Обзор: В этом научном упражнении для детей всех возрастов ваши маленькие ученые вызовут химическую реакцию, изучат смешивание цветов и создадут красочные произведения искусства.Тройной выигрыш!

Что вам понадобится:

Противень (подойдет противень)

Пищевая сода

Белый уксус

Подносы для кубиков льда или другие емкости для цветного уксуса

Пипетки или пипетки

Жидкие акварели или пищевой краситель

Шаги:

1. Раздайте каждому ребенку поднос.

2. Наполните противень большим количеством пищевой соды.

3. Наполните каждый поддон для кубиков льда (или другой контейнер) уксусом.Добавьте жидкие акварельные краски в уксус, чтобы у вашего ребенка были самые разные цвета.

4. С помощью пипетки или пипетки нанесите несколько капель цветного уксуса на поддон с пищевой содой. Смотрите, что происходит!

5. Продолжайте исследование с другими цветами.

Одна читательница сказала, что этим ее дети были заняты на час! Бесценно.

11. Мини-вулканы


Обзор: Это супер легкое извержение вулкана из пищевой соды и уксуса — настоящий праздник для детей всех возрастов, и ваши дети будут упрашивать их делать это снова и снова опять таки! Все, что вам нужно, это несколько основных ингредиентов для дома, и ваш красочный вулкан извергнется в мгновение ока.На приготовление уйдет всего около трех минут. Если вы хотите, чтобы это был научный эксперимент без беспорядка, запланируйте его на улице, в грязи или на камнях.

Ингредиенты

Пластиковый стакан

Вода

3-4 столовые ложки пищевой соды не менее

1 чайная ложка средства для посуды

Пищевой краситель (или моющаяся краска, если вы хотите избежать окрашивания)

1 чашка ( 8 унций) уксуса

Шаги:

Сначала смешайте основные ингредиенты, поместив воду в пластиковый стаканчик и наполнив его примерно на 2/3.Затем добавьте пищевую соду, средство для мытья посуды и немного пищевого красителя или смываемой краски. Использование смываемой краски вместо пищевого красителя поможет избежать пятен. Смешайте ингредиенты. Затем влейте уксус, пока он не начнет пениться и выливаться из чашки. При необходимости повторите с другими цветами. Ваши дети обязательно будут просить большего.

Что происходит: Извергающиеся пузыри «лавы» наполнены углекислым газом. Углекислый газ — это газ, который образуется, когда кислота — уксус — реагирует с основанием — пищевой содой.

12. Статическое электричество Волосы

Обзор: Хотите, чтобы ваши дети (в буквальном смысле) весело проводили время, поднимая волосы? Научить детей статическому электричеству очень просто, с помощью этого простого и беспроблемного научного задания.

Что вам потребуется:

надутый баллон

кусок ткани

Шаги:

Протрите поверхность баллона тканью не менее 40 секунд. Затем подержите воздушный шар на небольшом расстоянии над головой и наблюдайте, как к нему прилипают волосы!

Что происходит: Воздушный шар получает электроны от ткани и становится отрицательно заряженным, когда вы протираете его друг о друга.Затем, когда воздушный шар касается ваших волос, он притягивает ваши волосы, которые заряжаются положительно.


13. Что это за таинственный запах?


Обзор: Дети всех возрастов могут распознавать множество разных запахов, и процесс использования своих органов чувств очень важен для научного метода. В этом эксперименте вы будете использовать свои чувства, чтобы увидеть, сколько разных запахов вы можете распознать.

Что вам нужно:

  • Взрослый или друг поможет

  • Повязка на глаза

  • Маленькие контейнеры с крышками, сквозь которые вы не видите

  • Пахнущие вещи со всего света такие как бананы, цедра апельсина, лимоны, ватный диск, пропитанный духами, нарезанный лук, кофе (или использованный кофейный фильтр!), лепестки роз или цветов, стружка карандаша, ваниль, уксус, имбирь и т. д.

Шаги:

Сначала попросите взрослых положить в контейнеры дурно пахнущие предметы. Напишите число на каждой емкости. Следующим шагом будет повязка на глаза, чтобы они помогали вам нюхать каждый предмет. Запишите, что, по вашему мнению, находится внутри каждого контейнера.

14. Что это за загадочный объект?


Обзор: Процесс использования вашего осязания очень важен для научного метода.В этом эксперименте вы будете использовать свое осязание, чтобы увидеть, сколько различных текстур вы можете распознать.

Что вам нужно:

  • Взрослый или друг, чтобы помочь

  • Повязка на глаза

  • «Мягкая» сумка, сквозь которую вы не можете видеть

  • Маленькие предметы со всего света дом с разной текстурой, например: пластиковый пакет, бутылка с водой, банан, лист бумаги, мобильный телефон, резиновый мяч, ватный тампон, зубная щетка, мочалка и т. д.Попробуйте найти предметы из разных материалов, таких как бархат, шерсть, хлопок, кожа, металлические предметы, деревянные ложки или игрушки, кусочки алюминиевой фольги и другие интересные предметы и текстуры.

Шаги:

Сначала наденьте повязку на глаза. Следующий шаг — попросить взрослого или друга положить в сумку загадочный предмет, чтобы вы упали. Вы можете догадаться, что это за каждый объект?

15. Sugar Water Rainbows


Обзор: Этот научный эксперимент специально предназначен для детей старшего возраста, но его можно модифицировать для детей всех возрастов.Вашим детям понравится этот красочный опыт о плотности и плавучести, а все, что вам нужно, — это некоторые обычные домашние ингредиенты.

Что вам нужно:

  • пищевые красители (предпочтительно в цветах радуги, включая красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый)

  • вода

  • прозрачная соломинка

  • сахар

  • 6 чашек

  • столовая ложка

Шаги:

Сначала наполните каждую из чашек одинаковым количеством воды.Добавьте пищевой краситель по одному цвету в каждую чашку, желательно в радужном порядке. Выровняйте чашки рядом друг с другом. В первую чашку вообще не добавляйте сахар. Во вторую чашку добавьте одну столовую ложку сахара. В третью чашку добавьте две столовые ложки сахара. В четвертую чашку добавьте три столовые ложки сахара и так далее. Перемешивайте каждую смесь, пока в каждом стакане не растворится весь сахар.

Следующий шаг — сделать сахарную радугу, поместив конец соломинки в первую чашку (чашку без сахара) примерно на полдюйма.Накройте верх соломинки большим пальцем, прежде чем вынимать ее из воды, чтобы вода не выпадала из соломинки. Теперь окуните соломинку во вторую чашку. Теперь обмакните соломинку во вторую чашку (1 столовая ложка сахара). На этот раз вставьте его глубже, чтобы конец был на один дюйм ниже уровня воды. Одним быстрым движением отпустите большой палец и повторите попытку. Теперь у вас должно получиться два слоя цвета. Продолжайте окунать соломинку в каждый раствор — от раствора с наименьшим содержанием сахара до раствора с пятью столовыми ложками сахара.Каждый раз соломинку вставляют на полдюйма глубже.

Что происходит? Плотность — это количество вещества (массы) в объеме, занимаемом объектом. Если в двух чашках одинаковое количество воды (т. Е. Одинаковый объем), то чашка с большим количеством сахара будет плотнее, чем чашка с меньшим количеством сахара. Плавучесть определяется относительной плотностью. Раствор с меньшей плотностью плавает над раствором с большей плотностью. Вот почему цвета не смешиваются. Сладкая вода имеет более высокую плотность, чем обычная вода.Раствор с большим количеством сахара имеет более высокую плотность, чем раствор с меньшим количеством сахара. Если вы вставили соломинку в растворы от наименьшего количества сахара до наибольшего количества сахара, тогда цвета не смешиваются, и вы получаете радугу с сахаром и водой.

16. Раскрашенная природа


Попросите ребенка искать природные объекты в природе и приносить их в «класс» или домой, чтобы внимательно наблюдать и раскрашивать их. Во время рисования вы можете обсуждать естественные цвета и особенности этих предметов.Какая у них текстура? Что они замечают в каждом объекте? Они будут внимательно наблюдать за природными явлениями, искать признаки жизни и роста и использовать свои органы чувств, чтобы исследовать природные материалы. Эти навыки — чрезвычайно важная научная основа.

17. Magnet Fun


Сначала выгрузите на стол набор металлических предметов и попросите детей помочь вам «очистить», используя магниты, чтобы собирать различные предметы и рассортировать их по контейнерам. .Они узнают, какие объекты притягиваются к магниту, а какие нет. Они также будут практиковать навыки классификации и сортировки.

18. Растает ли?


Соберите ряд материалов (в пределах разумного) и положите их в форму для кексов. Спросите своих детей, как может подниматься температура, особенно в жаркие дни. Попросите детей выдвинуть гипотезы о том, что тает, а что нет. Тогда проверьте это! Будьте предельно осторожны с тем, что вы кладете в форму для кексов, чтобы не разжечь огонь.

19. Traveling Rainbows

Обзор: Этот красочный эксперимент — очень простой способ продемонстрировать капиллярное действие и смешение цветов. Детям всех возрастов понравится наблюдать, как цвет сам по себе движется через бумажное полотенце, и они будут лучше понимать, как растения получают свои питательные вещества.

Что вам потребуется:

Сложите шесть листов бумажного полотенца вдоль. Возможно, вам придется отрезать несколько дюймов, чтобы он хорошо поместился в очках.Они должны переходить от дна одной банки к другой, не поднимаясь слишком высоко в воздух.

Затем наполните первый стакан большим количеством красного пищевого красителя, третий — желтым, а пятый — синим. Остальные стаканы оставьте пустыми. Затем налейте воду в цветные стаканы, пока цветная вода почти не достигнет вершины. Теперь добавьте бумажные полотенца. Начиная с красного цвета, добавьте один конец бумажного полотенца и положите другой конец в пустой стакан рядом с ним.

Через несколько минут цветная вода пройдет почти по всей длине каждого бумажного полотенца.Вы можете примерно 20 минут наблюдать, как вода творит чудеса!

Что происходит:

Цветная вода перемещается по бумажному полотенцу в результате процесса, называемого капиллярным действием. Капиллярное действие — это способность жидкости течь вверх против силы тяжести в узких пространствах. Это то же самое, что помогает воде подниматься от корней растения к листьям на верхушках деревьев.

Бумажные полотенца (и все бумажные изделия) производятся из волокон, содержащихся в растениях, называемых целлюлозой.В этой демонстрации вода текла вверх через крошечные промежутки между волокнами целлюлозы. Промежутки в полотенце действовали как капиллярные трубки, вытягивая воду вверх.

Вода может противостоять силе тяжести, поднимаясь вверх благодаря силам притяжения между водой и целлюлозными волокнами. Молекулы воды имеют тенденцию прилипать к целлюлозным волокнам бумажного полотенца. Это называется адгезией. Молекулы воды также притягиваются друг к другу и слипаются друг с другом, этот процесс называется когезией .Таким образом, когда вода медленно движется вверх по крошечным промежуткам в волокнах бумажных полотенец, силы сцепления помогают втягивать больше воды вверх.

20. Лодки LEGO


Предложите своим детям построить свою лодку из кубиков LEGO. Это отличный способ заставить их задуматься о проектировании и дизайне. Для дополнительных испытаний дайте им только определенное количество частей. Когда все закончат постройку, испытайте лодки в ванне с водой. Добавляйте пенни по несколько, чтобы увидеть, сколько вмещает каждая лодка.Поговорите со студентами о важности веса и дизайна. Подумайте о хороших дизайнах и помогите им понять, почему они хорошо сработали.


59 Легкие научные эксперименты, которые можно проводить дома

Ищете детские научные эксперименты? Эти классические научные эксперименты и проекты для детей сделают любой день увлекательным благодаря обычным домашним ингредиентам, изобретательности и нашему руководству. И мы оценили каждый эксперимент от одной до пяти губок, чтобы вы знали фактор беспорядка заранее.

Изучение естественных наук не должно быть трудным или дорогостоящим, большинство ингредиентов, вероятно, можно найти на вашей кухне или в доме. Прокрутите вниз, чтобы увидеть их все!

СОВЕТ. Знаете ли вы, что существует масса потрясающих научных наборов и коробок для подписки, которые еще больше разовьют любовь вашего ребенка к науке? KiwiCrate — одна из наших любимых компаний в сфере образовательных технологий, поскольку они предлагают серьезно увлекательные и обогащающие научные и художественные проекты для детей в возрасте от 0 до 24 месяцев, от 2 до 4 лет, от 5 до 8 лет, от 6 до 11 лет и от 13 лет. доставлен к вам домой.

Урок: звуковые волны и вибрации

Как именно распространяется звук и почему иногда он звучит по-разному? Этот забавный эксперимент от 3M позволяет детям создать собственную гитару с резиновой лентой, чтобы исследовать и проверить идею вибраций и звуковых волн. Подробности здесь.

Фактор грязи : 1 губка

фото: Фото: С.Massey

Урок: Распределение веса.

Как можно ходить по яйцам, не разбивая их? Стив Спенглер показывает нам, как и преподает потрясающий урок о том, как уникальная форма яйца придает ему огромную силу, несмотря на его кажущуюся хрупкость. Ознакомьтесь с этой игрой, чтобы начать.

Фактор засоренности: 1-3 губки, в зависимости от состояния яиц в итоге!

Урок: Mixtures

Обучение детей химии может стать веселым домашним занятием в качестве дневного проекта на выходных или как часть их программы дистанционного обучения.Один из лучших экспериментов, который вы можете провести, — это смешивание. С помощью этого упражнения дети узнают разницу между растворимыми и нерастворимыми веществами. Не переживай! Вы можете сделать это с ингредиентами, которые уже есть на вашей кухне!

Ингредиенты

  • Вода
  • Масло (растительное масло, растительное масло, оливковое масло и т. Д.)
  • Пищевой краситель
  • Столовая соль
  • Песок
  • Прозрачные емкости с крышкой или прозрачные чашки с ложкой, чтобы смешивание

Эксперимент

Перед тем, как начать упражнение, спросите детей, что представляет собой каждый ингредиент — твердый, жидкий или газообразный — и что, по их мнению, произойдет, когда вы начнете их смешивать.Это гарантирует практический эксперимент, который позволит детям почувствовать, что все под контролем.

  1. Смешайте воду и песок. Дети заметят, что оба ингредиента разделены и образовались слои, так что это нерастворимая реакция.
  2. Смешайте воду и пищевой краситель. Дети увидят, как они соединяются — вода приобретает этот цвет — и узнают, что это растворимая реакция.
  3. Смешайте воду и поваренную соль. Соль исчезнет в воде, и это станет еще одной растворимой реакцией.
  4. Смешайте воду и масло. На этот раз образуется прозрачный слой, показывающий другую нерастворимую реакцию.

После этих упражнений по смешиванию вы можете продолжить этот эксперимент, позволив детям найти другие ингредиенты для смешивания с водой и попросить их определить, является ли это вещество растворимым или нерастворимым. Основная цель — показать им разные реакции и слои.

Для наглядного примера этого эксперимента посмотрите это видео.

Фактор грязи: 2 губки

Эксперимент любезно предоставлен доктором.Стефани Райан. Узнайте больше о науке на сайте playslearnaboutscience.com

A Lesson in: Molecules

Наполните неглубокую посуду молоком, капните пищевой краситель и убедитесь, что капли не соприкасаются. Затем окуните ватный тампон в средство для мытья посуды и поместите его в середину посуды. Цвета начнут кружиться, и будет казаться, что они движутся сами по себе! Объясните своим детям, что мыло снижает поверхностное натяжение и заставляет молекулы жира в молоке двигаться.Щелкните здесь, чтобы увидеть больше научных экспериментов с использованием пищевых красителей.

Фактор загрязнения: 2 губки

Урок в : Свет

Узнайте все о солнце и о том, что оно дает людям (подумайте об энергии и тепле!). Вы также проведете эксперимент, чтобы узнать о различных видах света, даже о ультрафиолетовых лучах. Здесь можно посмотреть видео профессора Умника.

Фактор грязи: 1 губка

Урок: Ископаемые

Следуйте за экспертом из профессора Эггхеда (компании, которая предлагает онлайн и домашние уроки науки) и узнайте все о том, как создаются окаменелости, и даже сделайте свои собственные дома! Подробности смотрите в видео.

Фактор грязи : 2 губки.

Фото : фотография (с) Карла Тремблея, используется с разрешения Storey Publishing

A Lesson in: Chemistry and Physics

Поняв законы химии и физики, сегодняшние мастера пузырей подняли свое искусство на новый уровень. Вы можете сами принять участие, смешивая свои собственные миксы пузырьков.Затем вы можете поэкспериментировать, чтобы увидеть, какой из пузырей дает самые большие, самые сильные и самые красочные пузыри.

Материалы

Каменщики объемом 3 кварты с двухкомпонентными крышками

Вода

Мыло для мытья посуды (предпочтительно марки Dawn или Joy *)

Глицерин (продается в аптеках и магазинах товаров для рукоделия **)

Гуаровая камедь ***

* Другие бренды могут работать, но эксперты по пузырям обычно рекомендуют их.

** Глицерин в аптеке стоит около 7 долларов за 6 унций, поэтому некоторые люди вместо него используют кукурузный сироп.

*** Этот пищевой загуститель часто продается в супермаркетах (одна торговая марка — Bob’s Red Mill). Однако вам нужно лишь небольшое количество, поэтому проверьте раздел массовых продуктов.

Инструкции

Приготовьте основную формулу

3 стакана воды

2 столовые ложки средства для мытья посуды

Вы можете сделать пузыри из смеси простого средства для мытья посуды и воды, но они не будут очень большими, и они будут лопается очень быстро. Вот почему серьезные производители пузырей добавляют другие ингредиенты, чтобы сделать пузыри более эластичными и прочными.Небольшое количество ключевого ингредиента может иметь огромное значение для ваших пузырей! Убедитесь в этом сами, протестировав различные формулы. Обозначьте каждую формулу, чтобы вы могли отметить ее сильные и слабые стороны.

Добавьте ГЛИЦЕРИН для силы

3 стакана воды

2 столовые ложки средства для мытья посуды

Глицерин

Глицерин, также известный как глицерин, является увлажнителем, веществом, которое сохраняет влажность. Пузырьки лопаются, когда высыхают, поэтому добавление глицерина может продлить их жизнь.Для большинства формул требуется около 2 чайных ложек на партию, но для очень сильных пузырьков поэкспериментируйте с добавлением до 4 столовых ложек (2 унций) на партию. Недостаток: пузырьки становятся тяжелее, но не увеличиваются в размерах.

Добавьте GUAR GUM для размера

3 стакана воды

2 столовые ложки средства для мытья посуды

Глицерин

Гуаровая камедь

Для создания изумительных пузырей размером с монстра вам нужна экстра эластичная формула. Вы можете добиться этого, добавив небольшое количество полимера, такого как гуаровая камедь, пищевой загуститель.(Подробнее о полимерах см. Что происходит на стр. 21.)

Чтобы гуаровая камедь лучше растворилась, смешайте чайной ложки порошка с достаточным количеством глицерина для образования пасты. Смешайте пасту с водой, затем добавьте средство для мытья посуды и хорошо перемешайте.

Дальше

В некоторых формулах пузырьков требуется пищевая сода, которая, как говорят, улучшает характеристики и стабильность пузырьков большего размера. Этот кислый кулинарный порошок изменяет pH смеси, делая ее более нейтральной.Добавьте около ½ чайной ложки на литр, предварительно смешав его с пастой с глицерином, как вы это делали с гуаровой камедью. Добавьте это после добавления гуаровой камеди, воды и средства для посуды, затем закройте банку и переверните, чтобы все перемешалось. Вы заметите разницу в пузырьках?

Для получения дополнительных советов и советов экспертов посетите Интернет-сайт Soap Bubble Wiki, где вы можете прочитать обзоры смесей, увидеть потрясающие фотографии и узнать больше о роли различных ингредиентов.

Что происходит?

Пузырь — это воздушный шар, окруженный тонкой пленкой жидкости.Сама по себе вода недостаточно эластична, чтобы удерживать воздух, но смесь с мылом для мытья посуды эластична, как воздушный шар. Пузырьки лопаются, когда вода на их поверхности испаряется или касается чего-либо сухого. Добавление в смесь увлажнителя, такого как глицерин, замедляет испарение, благодаря чему пузырьки остаются дольше. Добавление полимера, такого как гуаровая камедь, делает пузыри намного более эластичными, поэтому они могут растягиваться до огромных размеров.

На что обращать внимание

Посмотрите, как долго держатся пузыри, насколько они сильны, как высоко они летают и даже насколько они красочны.Попробуйте их в помещении и на улице, в безветренный и ветреный день. Посмотрите, как работает каждая формула, когда вы используете большую палочку или маленькую воздуходувку (см. Самодельные пузырьковые палочки напротив). Марка средства для мытья посуды, которое вы используете, может иметь большое влияние на окончательный результат. Рекомендуются «Рассвет» и «Радость», поэтому, если ваши пузыри не работают, попробуйте один из них.

Расскажите подробнее

Поскольку пузырьки лопаются от испарения, лучшее время, чтобы выдувать их на открытом воздухе, — это когда воздух спокойный и душный, например, после ливневого дождя.Однако в холодные дни ваши пузыри могут взлетать выше, потому что ваше теплое дыхание легче холодного воздуха. В очень холодную погоду вы можете наблюдать, как ваши пузыри превращаются в ледяные шары (или посмотреть это на YouTube). А если вы действительно хотите, чтобы пузыри прослужили долго, храните их в герметичной банке с небольшим количеством пузырькового раствора на дне. Известный артист пузырей Эйфель Штукатур (его имя в Google!), Как говорят, держал пузырь таким образом почти год!

Самодельные пузырьковые палочки

Конечно, вы можете использовать те пластиковые кольца, которые продаются в купленных в магазине пузырьковых смесях.Но другие варианты есть повсюду. Попробуйте воспользоваться одним из них.

Жезл-струна. Эти устройства используют кружок фитиля для создания огромных пузырей. Чтобы сделать простой самодельный вариант, проденьте примерно 3 фута нити или пряжи через две соломинки и завяжите их узлом. Держа по соломинке в каждой руке, окуните устройство в широкий плоский контейнер со смесью (см. Верхнее фото, стр. 35). Вы можете найти инструкции для других жезлов в Интернете на сайте Soap Bubble Wiki.

Металлическое кольцо от каменщика. Добавьте прищепку вместо ручки и вылейте пузырчатую смесь в неглубокую тарелку для окунания.

Очиститель труб. Согните его в форме леденца на палочке. Пух держит мыльную смесь, как кисть.

Проволочная вешалка для одежды. Согните его в большую форму леденца на палочке. Используйте тарелку, фрисби или любую другую широкую и плоскую емкость для хранения смеси. Для создания пузырей-монстров оберните проволочную обруч в хлопчатобумажный шнурок, чтобы удержать еще больше жидкости. Заклейте ручку скотчем для захвата.

Выдержка из Mason Jar Science © Джонатан Адольф, использовано с разрешения Storey Publishing.

Фактор грязи: 3 губки

A Урок: Плотность

Добавляя больше или меньше сахара в каждый водный раствор, вы создаете разные уровни плотности. Когда вы добавите краситель в очки, вы сможете увидеть, какой раствор самый тяжелый. Добавьте цвета в радужном порядке, чтобы произвести впечатление на детей. Посетите Steve Spangler Science, чтобы получить полное руководство.

Вам потребуется:

Пищевой краситель
Столовая ложка
Пять стаканов или пластиковых стаканчиков (прозрачных)
Вода

Фактор грязи : 2 Губки

Фото: Storey Publishing

Урок: Звук

Вставьте мобильный телефон в этот высокотехнологичный усилитель, и в результате для ваших ушей будет музыка.Звук стал глубже, богаче и громче благодаря науке о звуковых волнах и естественному усилению, создаваемому конусообразными чашками. Если две чашки немного похожи на внимательные уши кошки или лисы, это не случайно. Уши животных используют ту же науку, но наоборот: они помогают существам слышать, собирая звуковые волны и направляя их в ухо. Инженерам стоит копировать этот дизайн.

Настройте усилитель на телефон любого размера!

Вырезанные по периметру держателя выступы позволяют легко приклеить картонную трубку на место.

Вырежьте прорезь с заглушкой для поддержки телефона.

Что происходит?
Чашечный усилитель фокусирует и излучает звуковые волны, точно так же, как мегафон чирлидера (или даже просто ваши сложенные ладони) усиливает ваш голос. Создав звуковые волны, они хотят распространяться во всех направлениях. Усилитель направляет их из динамиков вашего телефона в картонные чашки, где они не рассыпаются, а собираются и направляются в одном направлении — через отверстия.

Фактор грязи: Одна губка

Выдержка из Cardboard Box Engineering © 2020 by Jonathan Adolph. Используется с разрешения Storey Publishing.

Урок по: Химия

Используйте кухонные принадлежности, такие как сахар, лимонный сок, газированные напитки и воду, чтобы научить детей шкале pH. Вы будете использовать капустный сок в качестве индикатора и добавлять различные ингредиенты. Затем обратите внимание на изменение цвета и посмотрите, что кислое, а что нет.Получите весь учебник в 3M.

Фактор грязи : Три губки.

фото: Мелисса Хекшер

Урок: Стратификация

Этот простой научный эксперимент для детей — отличный способ избавиться от лишних конфет. В нем используются кегли и любые жидкости, которые вы хотите использовать. Идея состоит в том, что конфеты сделаны из растворяющихся ингредиентов, поэтому дети могут угадать, какая жидкость заставит Skittles раствориться быстрее всего.Дополнительную информацию можно найти на сайте Little Bins for Little Hands.

Фактор грязи: Две губки.

Урок: Химия и анатомия

Да ладно, у плевка плохая репутация. Знают ли ваши дети, что они не смогли бы пробовать что-то на вкус без слюны, растворяющей частицы пищи? Узнайте о важности слюны (и насладитесь закусками) в этом эксперименте по проверке вкуса, любезно предоставленном Kidshealth.org.

Фактор грязи: Одна губка.

A Lesson in: Chemistry

Узнайте, что влияет на поверхностное натяжение воды, с помощью последующего научного эксперимента, проведенного ученым 3M Одри Шерман. Вам понадобятся базовые материалы, такие как пенни и пипетка, и обязательно сделайте гипотезу, прежде чем начать. Вы можете быть удивлены! Получите руководство здесь.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок: Электричество

Этот эксперимент настолько прост, что вы можете сделать его прямо сейчас! Возьмите желающего добровольца, расчешите ей волосы 10 раз и затем поднесите расческу к крану.Смотрите, как вода наклоняется к гребню! В чем дело? Все дело в электронах и их зарядах. Узнайте больше на сайте Science Bob.

Фактор грязи : одна губка.

A Lesson in: Physics

Этот простой эксперимент требует похода в строительный магазин, но собрать все вместе — несложно. После того, как вы заполнили систему, попросите ваших детей собрать камни разного размера и отметить, насколько это сложно.Затем попробуйте со шкивом. Это проще или сложнее? Чтобы узнать, как сделать шкив, а также задать другие вопросы своим детям, отправляйтесь в Маленькие ящики для маленьких рук.

Фактор грязи: Одна губка.

Фото : Выдержка из Mason Jar Science (c) Джонатаном Адольфом, фотография (c) Карлом Тремблеем, использована с разрешения Storey Publishing.

A Lesson in: Entomology

Ученые вылавливают жуков для изучения с помощью пылесоса с питанием от рта, называемого аспиратором или питателем.Дети могут сделать свою собственную версию из каменной кувшина, а затем использовать ее, чтобы собрать муравьев (или других мелких насекомых) и понаблюдать за ними в действии.

Что вам понадобится:
Кувшин для каменщика размером с пинту с двухстворчатой ​​крышкой
Картонная коробка для молока или сока
Пробойник
2 гибкие соломинки
Лента
Марлевые прокладки

Инструкции:
1. Открыть пакет молока по швам и разгладьте. Используйте внутреннюю крышку кувшина в качестве шаблона, чтобы нарисовать круг на картонной коробке. Вырежьте круг и сделайте в центре два отверстия на расстоянии примерно дюйма друг от друга.

2. Осторожно вставьте короткие концы изогнутой соломинки в отверстия. Обмотайте конец соломинки марлевой салфеткой, чтобы насекомые не засосали ее.

3 Установите крышку на банку и закрепите ее кольцом.

4. Чтобы использовать корм для кормления, поместите кончик соломинки без марли рядом с насекомым. Положите рот на соломинку с марлей и осторожно втяните жидкость. Жук должен подняться по соломе и целым и невредимым приземлиться на дно банки.

Дальше
Поймайте муравьев в своем пылесосе, а затем с помощью лупы понаблюдайте за этими замечательными насекомыми вблизи.Откройте банку и накормите их несколькими каплями сладкой воды или кукурузного сиропа или попробуйте дать им птичий корм. Муравьи живут колониями, возглавляемыми муравьиной маткой, и не могут жить долго в одиночку. Когда вы закончите наблюдать за ними, отпустите муравьев там, где вы их нашли. (Примечание: некоторые муравьи кусаются, поэтому будьте осторожны с ними.)

Расскажите подробнее
Муравьи были первыми земледельцами. На протяжении миллионов лет некоторые виды создают подземные сады, где выращивают свои любимые грибы для еды.Они ухаживают за своими посевами, приносят им воду и даже пропалывают другие нежелательные грибки.

Выдержка из Mason Jar Science © Джонатан Адольф, использовано с разрешения Storey Publishing . Доступно онлайн, $ 12,69.

Фактор беспорядка : одна губка.

Фотография: iStock

Урок: Химические реакции.

Этот научный эксперимент так популярен не случайно. Когда твердая пищевая сода (бикарбонат натрия — основа) смешивается с жидким уксусом (уксусная кислота — слабая кислота), образуется газ — диоксид углерода! Помимо химической реакции, детям нравится делать настоящий вулкан, будь то из глины, грязи или пенопласта. Нажмите здесь, чтобы получить отличное пошаговое руководство из книги «Отцовская книга удивительных научных экспериментов» .

Фактор загрязнения: Четыре губки

Урок: Гигроскопия.

Этот простой научный эксперимент лучше всего, если вы проверите его на следующее утро. Испеките партию печенья, затем поместите его в герметичную емкость вместе с кусочком свежего хлеба. Следите за тем, как печенье остается мягким прямо из духовки благодаря влажности хлеба (сахар в печенье гигроскопичен, что означает, что он поглощает молекулы воды из хлеба). Лучшая часть? Приступаем к еде печенья!

Фактор загрязнения: Две губки.

Урок: Обонятельные чувства.

Научите детей важности обоняния с помощью этого задания, в котором им предлагается использовать только нос для распознавания предметов. Могут ли они нюхать рыбий жир над зубчиками чеснока? Лимонный сок над апельсиновым маслом? У блогера по домашнему обучению Аны есть инструкции в Babble Dabble Do.

Фактор загрязнения: Две губки.

Урок в : Вкусовые рецепторы и обоняние.

Урчание животика — пора есть! Знаете ли вы, что вы «едите» не только ртом, но и носом и глазами? Это правда.Испытайте своих близких в этой игре в угадывание сока.

Вам понадобится:
Малярная лента
4 стакана
Ручка и бумага
4 вкуса сока
4 пищевых красителя

Инструкции:
1. Прикрепите кусок ленты к дну каждого стакана и пронумеруйте их от одного до четырех, убедившись, что ваш партнер не видит чисел. В каждый стакан налейте сок одного сорта.

2. Вышлите своего партнера из комнаты. Капните разные пищевые красители в каждый сок и перемешайте, чтобы ваш партнер не мог распознать сок только по его цвету.Запишите количество, тип и цвет сока в каждом стакане на листе бумаги.

3. Перезвоните партнеру. Скажите ей зажать нос, сделать глоток из каждого стакана и угадать сок. Если она похожа на большинство людей, она будет в некотором замешательстве — ее глаза и язык передают ей два противоречивых вкусовых сообщения.

4. Попросите ее отключить нос, закрыть глаза и понюхать сок, прежде чем пить. Теперь ее догадки должны сбываться. Приветствую могучий шноз!

Перепечатано с Exploralab: 150+ способов исследовать удивительную науку вокруг вас .Доступно онлайн. 24,95 долларов США.

Фактор грязи: Одна губка.

Фотография: iStock

Урок: Астрономия.

С помощью этого забавного видео от They Might Be Giants дети могут узнать, что падающие звезды — это не звезды, это метеориты. Затем возьмите его обратно для веселого сеанса наблюдения за звездами на заднем дворе.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок: Химия.

Красители реагируют на волокна, поэтому между красителем и тканью происходит химическая реакция. Вы можете проделать этот эксперимент со всем, от бумаги до футболок. У нас есть отличный список проектов тай-дай.

Фактор беспорядка : пять губок.

Урок: Астрономия.

Раскройте тайны времени. Или, по крайней мере, разобраться в основах, установив солнечные часы снаружи. Каждый час уделяйте время тому, чтобы проверять положение солнца и записывать его, чтобы ваш приятель мог увидеть картину в целом.

Фактор грязи : одна губка.

Урок: Газ.

Сухой лед сам по себе уже достаточно крут (да, каламбур), но нужна наука, чтобы превратить его в радостное переполнение пузырей.Когда вы добавляете воду, она изменяет температуру сухого льда, в результате чего лед превращается из твердого в газообразный. Вот откуда берутся туман и пузыри! Зайдите в хитрый блог Simply Modern Mom, чтобы получить полное руководство. Но будьте осторожны: сухой лед может вызвать серьезные ожоги кожи, поэтому убедитесь, что ваши дети находятся под хорошим присмотром и не касаются льда.

Фактор грязи: Три губки.

Фото : из Candy Experiments 2 Лорали Ливитт / Andrews McMeel Publishing, LLC.

Урок в : Свет и перспектива.

Конфета растаяла или исчезла? Ваши сладкие могут подумать, что это волшебство, но на самом деле все дело в том, как масло перенаправляет свет, в результате чего половина леденцов исчезает! Щелкните здесь, чтобы узнать, как воссоздать этот невероятный эксперимент.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок: Давление воздуха.

Ваш свисток умеет снижать давление воздуха, просто дуя ртом. И теперь вы можете удивить их этим экспериментом с яйцеклетками. Присутствует небольшая игра огня (бросание зажженной бумаги в бутылку), но именно это вызывает несбалансированное давление воздуха, которое толкает яйцо в бутылку. Хотите это проверить? Перейдите к Steve Spangler Science за учебником.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок: Окисление.

Если ваш закусочный заметил, как его яблоки стали коричневыми после того, как их слишком долго не использовали, значит, они заметили окисление в действии (потеря электронов и питательных веществ при контакте с кислородом). К счастью, лимонный сок окисляется только при контакте с теплом. Этот метод работает также с пищевой содой и молоком. Щелкните здесь, чтобы узнать, как писать секретные сообщения своему маленькому шпиону.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок: Плотность и межмолекулярная полярность.

Для наших малышей это звучит громоздко, но есть более простой способ разбить их на части. Вода и масло не смешиваются, потому что они не имеют одного и того же «веса» или вещества (точно так же, как глина и LEGO не станут одним целым). Теперь добавьте каплю пищевого красителя (который тяжелее масла) и шипучую таблетку и наблюдайте, как пузырьки воздуха поднимают краску с собой наверх. Зайдите в блог С. Л. Смита, чтобы узнать, как это делается.

Фактор грязи: Две губки.

фото: Мелисса Хекшер

Урок: Микробы.

Этот эксперимент по выращиванию микробов, который поможет детям понять, как даже самые чистые на вид поверхности (и руки) могут быть заполнены микробами, является одним из самых простых научных экспериментов для детей, которые мы обнаружили. Получите забавные и неприятные инструкции на kidsactivitiesblog.com.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок: Пять чувств.

Проведя этот простой эксперимент, ваша подруга захочет сыграть в Houdini со всеми своими друзьями.Все, что нужно, — это яблоко, ванильный экстракт и ватный диск, чтобы натянуть один на ее вкусовые рецепторы. Абракадабра!

Фактор грязи: Одна губка.

Урок: Кристаллизация.

Будьте осторожны: вода может сделать кристаллы сахара «невидимыми» только тогда, когда она очень горячая. После того, как вода остынет и испарится, сахар снова станет твердым. А с небольшой помощью пропитанной сахаром нити кристаллы найдут дом, на котором они вырастут, и станут леденцами.Узнайте, как приготовить умные сладости, следуя этим инструкциям из Exploratorium.

Фактор грязи: Две губки.

Урок: Солнечная энергия.

Используйте силу солнца, чтобы приготовить свое любимое угощение у костра! С помощью всего лишь нескольких обычных предметов домашнего обихода вы можете создать экологически чистую печь только для плавления зефира и шоколада, а также научить детей силе солнца.Нажмите здесь, чтобы узнать как это сделать.

Фактор загрязнения: Две губки.

Урок по: Химия и конкретно сферификация.

Этот футуристический эксперимент заставит вашего маленького ученого захотеть узнать больше о химии. Утолите ее жажду знаний, создав съедобную мембрану вокруг чайных ложек воды, чтобы сделать эти удобные «бутылки» для воды. Учебное пособие находится в виде видео на сайте Inhabitat.Поверьте, это круто, как кажется!

Фактор грязи: Одна губка.

Урок по: Химия.

Обычный свежевыжатый лимонад — такой в ​​прошлом году. Повысьте веселье и одновременно изучите простую научную концепцию, когда вы воссоздадите этот съедобный напиток с газированным лимонадом из «Учись с игрой дома». Его очень легко смешивать, и маленькие любители сообщают, что это тоже довольно щекотливо.Прекрасная альтернатива вулкану из пищевой соды и уксуса, он показывает детям, что происходит, когда кислота и основание смешиваются вместе.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок по: физике, погоде.

Этот легкий эксперимент не займет много времени: всего две пустые и прозрачные двухлитровые бутылки, металлическая шайба, вода и клейкая лента. Пищевой краситель необязателен. Наполните одну бутылку водой примерно на две трети.Поместите стиральную машину на бутылку и выровняйте пустую бутылку над наполненной водой. Оберните изолентой середину, скрепляя две бутылки вместе. Затем переверните бутылки вверх дном. Вода течет прямо вниз или вы видите мини-водоворот (немного покрутите верх или низ для лучшего эффекта)? Вращающаяся вода называется вихрем, а все торнадо, ураганы и тайфуны являются примерами воздушных вихрей. Поскольку вы используете воду, это пример водоворота. По мере того как вода вращается быстрее, она выталкивается к внешней стороне бутылки, образуя отверстие посередине.Воздух из нижней части бутылки поднимается к середине, а вода из верхней части стекает обратно через отверстие.

Фактор загрязнения : две губки.

Урок: Физика.

‘Это сезон мармеладов, и в этой классической инженерной задаче используются всего два ингредиента: зубочистки и конфеты. Нам особенно нравится эта статья от The Homeschool Scientist, потому что она помогает вам объяснить, что такое концепции (инженерия, распределение нагрузки, физика, сравнение форм), вашим детям, пока они строят ее.Делать это. Посетите The Homeschool Scientist, чтобы начать работу. И нажмите здесь, чтобы увидеть еще пять задач на тему мармеладных конфет.

Фактор грязи: Одна губка.

фото: Мелисса Хекшер

Урок по: Химические реакции.

Конечно, любой может сотворить старый вулкан из пищевой соды и уксуса, но как насчет создания лодки, которая приводится в движение этой классической химической реакцией? Сегодня днем ​​займите своих маленьких Эйнштейнов этим классным экспериментом, который не требует большой подготовки.Получите пошаговую инструкцию здесь.

Фактор грязи: Три губки.

Урок по: Испарение. А еще крутизна.

Вы, вероятно, пробовали использовать набор для выращивания кристаллов соли в какой-то момент своей жизни (возможно, в 5-м классе Science Fair?), Но Schooling a Monkey выводит идею на новый уровень с этими перьями из кристаллов соли. Этот впечатляющий проект обманчиво прост и недороги в реализации, а чтобы увидеть результаты, нужно немного терпения — детям понравится следить за прогрессом.Посетите «Обучение обезьяны» сейчас, чтобы начать.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок по: Химия, давление и сброс давления.

Этот эксперимент вам обязательно захочется провести на улице. Сделайте шаг вперед с этим экспериментом Mentos + содовой: отправляйтесь к Стиву Спенглеру за всеми необходимыми подробностями об этом увлекательном эксперименте.

Фактор беспорядка: Три (очень эпичных) губки.

фото: Шелли Мэсси

Урок по: Солнечная наука и поглощение.

Разные цвета имеют разную теплопоглощающую способность. Черный цвет обладает наибольшей теплопоглощающей способностью, в результате чего лед тает быстрее, чем белый, который отражает больше всего света. Узнайте, как наблюдать и сообщать о том, какие цвета влияют на скорость таяния льда здесь, на Curiodyssey.Узнайте больше о научных идеях о тротуарах.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок: Давление воздуха.

Можно ли заставить воду плавать? Спорим, ты сможешь. Нет, тебе не нужно быть волшебником или ведьмой. Вам не нужно читать заклинания. На самом деле, в этом нет ничего волшебного. Вы можете заставить воду плавать, используя старомодные и потрясающие науки. «Уловка» в этом эксперименте — давление воздуха.Получите все, что вам нужно, и инструкции прямо здесь, благодаря Майку Адамику и его книге Dad’s Book of Awesome Science Experiments .

Фактор грязи: Две губки.

Фото Майка Адама. © F + W Media, Inc., 2014. Используется с разрешения издателя. Все права защищены.

Урок по: Молекулярная связь и химия.

Этот эксперимент «выращивай сам», который позволяет выращивать кристаллы внутри яичной скорлупы.Обязательно возьмите порошок квасцов, содержащий калий, иначе вы не получите роста кристаллов. Добавление капель пищевого красителя к растущему раствору дает очень крутые кристаллы. На вырастание идеально сформированной жеоды уходит около 12-15 часов, что делает этот проект отличным выходным. Узнайте больше о великолепных яйцах Art and Soul в их блоге!

Фактор грязи: Четыре губки.

Урок: Плотность воды.

С помощью всего лишь ложки сахара и небольшого количества пищевого красителя можно сделать воду более или менее густой, а немного потренировавшись, вы можете сделать радугу в банке! Узнайте, как это сделать, здесь! Если вам нравится радуга, нажмите здесь, чтобы узнать о пяти других способах сделать ее у себя дома.

Фактор грязи: Две губки.

Урок по: Химия и экзотермические процессы <<< поразите своих детей!

Если вы когда-нибудь задумывались, как слоны хранят свои клыки в чистоте, у нас есть ответ.Они используют зубную пасту слона! Узнайте, как смешать свои собственные, и выясните науку, стоящую за этой динамической экзотермической (выделяющей тепло) реакцией от Asia Citro в Fun at Home With Kids. Наша любимая часть? Что вы можете провести сенсорную игру после того, как действие закончится.

Фактор грязи: Три губки. Может, четыре.

Фотография: Amber Guetebier

Урок: Электрические токи и статическое электричество.

Этот научный эксперимент по статическому электричеству не может быть проще. На самом деле, помимо воздушного шара или спуска с горки, это может быть самый простой способ научить детей электрическим токам. И вы можете поразить их своими волшебными навыками один раз, прежде чем раскроете науку, лежащую в основе этого. Щелкните здесь, чтобы получить пошаговую инструкцию.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок по: Солнечная наука, отслеживание движения Земли вокруг Солнца /

Посмотрите, что происходит, когда вы кладете игрушки на бумагу на солнце и пытаетесь проследить их тени в разное время дня.Вы также можете рисовать мелом прямо на тротуаре. Чтобы упростить задачу, выбирайте игрушки с характерными очертаниями. Чтобы узнать больше о научных развлечениях на солнце, нажмите здесь.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок: Сублимация.

Когда вещество переходит непосредственно из твердой фазы в газовую, не становясь жидкостью, оно сублимируется. Добавьте немного сухого льда к раствору пузырей и содержимому активированной светящейся палочки и приготовьтесь раскачать светящуюся в темноте сцену в вашем районе.Owlcation провела этот потрясающий эксперимент по созданию светящихся пузырей, и Maker Mom решила добавить сухой лед к тому же эксперименту. Пузыри не из этого мира — они светятся и поднимаются из дыма. Естественно, мы рекомендуем взрослым обращаться с сухим льдом (контакт с кожей может вызвать ожоги) и наблюдать за этим экспериментом.

Фактор грязи: Три губки.

Урок в : Фотосинтез и растениеводство.

Добавьте немного науки о растениях в смесь, выращивая пищу из обрезков. Подумайте о луке, картофеле и салате ( psst… зеленого лука — очень простой и быстрый вариант). Узнайте обо всей этой переработанной доброте в Mrs. Happy Homemaker. Поскольку растениям для роста нужны вода и солнечный свет, воздействие этой выигрышной комбинации помогает им перезарядиться.

Фактор грязи: Две губки.

Урок: Магнетизм.

Вы, наверное, видели этикетку с надписью «обогащено железом» на коробке с хлопьями, но сколько железа на самом деле содержится в ваших хлопьях? Достаточно, чтобы вызвать магнитную реакцию? Этот сверхлегкий эксперимент не требует слишком большого количества необычных ингредиентов (хлопья + магнит), а это значит, что вы и дети можете попробовать его прямо сейчас. Результаты могут Вас удивить! Получите инструкции в разделе «Воспитание для новичков» и приступайте к работе!

Фактор грязи: Две губки.

Урок: Полимеры.

Это жидкость или твердое вещество? Ответ — оба! Этот самодельный слайм, сделанный из клея, буры и воды, также известен как полимер (молекулы, которые могут слипаться друг с другом, превращаясь в твердое тело, или разноситься и принимать жидкую форму). И все благодаря буре, которая действует как связующее, предотвращая полное разжижение клея. Ознакомьтесь с рецептом Explorable по смешиванию ингредиентов. Продлите жизнь своей слизи, храня ее в герметичном контейнере в холодильнике.

Фактор грязи: Три губки.

Урок по: Химические реакции.

Это случается со Статуей Свободы и случается с мелочью в вашем кармане! Создайте собственную домашнюю лабораторию, используя всего несколько ингредиентов для дома (этот эксперимент будет стоить вам буквально копейки). Это также химическая реакция с очень нетоксичными ингредиентами, поэтому она безопасна и интересна даже для маленьких детей. Нажмите на Багги и Бадди, чтобы получить простые инструкции.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок по: Ракетостроение.

Подобно популярным экспериментам с пищевой содой и уксусом, эта ракета-носитель с пленкой буквально выводит его на новый уровень, используя это создание из газа и энергии, чтобы взлететь в небо. Если ваш исследователь видел видео, на которых вершины гор срываются во время извержения вулкана, этот научный проект практически любой вариант для любителей космоса.Инструкции по сборке можно найти в детском научном блоге The Science Kiddo.

Фактор грязи: Три губки.

Урок: Химия в электрическую энергию.

Когда эти гвозди и медные провода сталкиваются, выделяется тепло (psst … тепло — результат затраченной энергии, поэтому вы можете объяснить своему маленькому бегуну, почему ему становится теплее после бега по дому). Но с помощью картофельной магии свойства гвоздя и меди остаются разделенными, позволяя теплу превращаться в электрическую энергию, необходимую для питания ваших устройств.Создайте свою собственную картофельную батарею с помощью этого урока из Wiki How.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок по: Химия.

Сможете ли вы и дети раскрыть таинственный случай исчезновения яичной скорлупы? Следуя простым инструкциям в Go Science Kids, вы выучите пошаговые инструкции и обсудите основные моменты процесса. Предупреждение! Несмотря на то, что это абсолютно нетоксично, дети младшего возраста будут испытывать искушение сжать яйцо на конце, поэтому убедитесь, что это эксперимент под присмотром взрослых.Посетите Go Science Kids, чтобы начать заниматься!

Фактор грязи: Одна губка.

Урок: Замораживание / температура.

Дети, живущие в заснеженных городах, могут быть свидетелями того, как их соседи засыпают подъездную дорожку солью. Что ж, хотя это определенно не для развлечения, но этот эксперимент. Соль снижает температуру замерзания льда, поэтому он тает, но он не сможет замерзнуть, если не станет достаточно холодным. Посмотрите, как блог активности The Science Kiddo сделал умную игру с этими знаниями здесь.

Фактор грязи: Две губки.

Урок: Как облака удерживают воду.

Представьте, что крем для бритья — это облако с разноцветными каплями дождя. По мере того, как они сжимают все больше и больше пищевого красителя, их «облако» скоро высвободит излишки внизу — точно так же, как настоящие облака становятся слишком тяжелыми и выпускают дождь в пасмурный день. Узнайте, как воссоздать этот погодный эксперимент здесь.

Фактор грязи: Одна губка.

фото: Майк Адамик для «Папиной книги удивительных научных экспериментов»

Урок: Капиллярное действие.

Узнайте, как растения «пьют» воду с пищевым красителем. Погрузите в цветную воду гвоздики, розы или стебли сельдерея и наблюдайте, как жидкость медленно просачивается через «жилки» растения к листьям.Обратите внимание — у вас может получиться очень красочный букет уже после первого дня. Ознакомьтесь с кратким изложением книги Папины удивительных научных экспериментов здесь.

Фактор грязи: Одна губка.

Урок: Звуковые волны.

Слово «облек» происходит из рассказа доктора Сьюза, в котором мальчик должен спасти свое королевство от липкой субстанции. Но самое интересное в этом эксперименте — это то, как oobleck реагирует на вибрации.Поместите микрофон над сабвуфером (поверх противня для печенья!) И наблюдайте, как он танцует на разных частотах. Ваш танцор увидит, что звук — это не только громкость! Узнайте больше об этом удивительном эксперименте от Тэмми из Housing a Forest.

Фактор грязи: Пять губок.

Урок: Статическое электричество. (Или наука о погоде.)

Молния — это, по сути, электроны, очень быстро движущиеся между небом и землей, и с помощью нескольких простых материалов вы можете использовать самодельное статическое электричество (причина того, что ваши волосы торчат вверх, когда вы натираете воздушный шар или идете в путь). через туннель слайд супер быстро) для молнии своими руками.Узнайте, как воссоздать семейную версию этой искры, посетив блог о занятиях Learn Play Imagine.

Фактор грязи: Одна губка.


—Кристал Юэнь с Эмбер Гетебье и Габби Каллен

Официальное фото: iStock

РОДСТВЕННЫЕ ИСТОРИИ:

Получите больше: 14 научных наборов для любознательных детей

Съедобные научные эксперименты, которые стоит попробовать

Лучшие детские научные музеи страны

Это живо! Грубые (но крутые) научные эксперименты для детей

Научный эксперимент: определение и примеры — видео и стенограмма урока

Предпосылки научных экспериментов

Первым, кто разработал и применил современный научный метод, был английский философ, живший в 17 веке, по имени Фрэнсис Бэкон .Он и другие после него не соглашались с научным методом того времени, известным как дедукция. Скорее, он считал, что научный метод должен использовать индукцию — это процесс, используемый сегодня для разработки гипотезы. Тем не менее, дедуктивных методов все еще используются для проверки гипотезы.

Индуктивные методы — обычно называемые индуктивными рассуждениями , отличаются от дедуктивных методов. Основное отличие состоит в том, что в индуктивных рассуждениях выводы могут быть ложными, даже если все предпосылки верны.Результатом индуктивного рассуждения является то, что выводы либо сильны, либо слабы, но не верны или ложны. Это потому, что нет способа гарантировать, что все варианты результата были рассмотрены. Конечные результаты описываются как вероятности — насколько вероятно, что сделанные выводы верны.

А теперь перейдем в ХХ век и в эпоху статистиков. Благодаря статистикам произошли большие успехи в анализе экспериментальных данных.Сегодня у нас есть очень сложные процессы, которые анализируют данные, собранные в ходе научных экспериментов. Эти анализы выполняются с помощью компьютерного программного обеспечения, разработанного специально для анализа данных. Несколько примеров этих статистических программ: SPSS, SAS и WINKS.

Типы научных экспериментов

Есть много разных способов описания типов научных экспериментов. В целях этого урока будут проиллюстрированы типы научных экспериментов, используемых в эмпирических методах.Три основных типа — экспериментальный, квазиэкспериментальный и наблюдательный.

Самый высокий уровень научного эксперимента известен как экспериментальный или рандомизированный контроль . В этом типе, как следует из названия, наибольший контроль. В этом типе научного эксперимента используются как минимум две группы. Каждая группа состоит из субъектов, которые максимально похожи друг на друга, например, по возрасту, полу и т. Д. Субъектами могут быть люди, животные или окружающая среда.

Как следует из названия, субъекты рандомизированы в группы. Для ясности в описании здесь будут использоваться две группы, но в экспериментах их может быть больше двух. Существует множество различных методов рандомизации.

Например, вы можете использовать генератор случайных чисел, который вы можете бесплатно найти в Интернете. Когда вы получите результаты, вы можете считать, что любое другое число в столбце относится к контрольной группе. Остальные попадают в экспериментальную группу.

Для рандомизированных контролируемых экспериментов все одинаково для обеих групп, за исключением независимой переменной. Зависимая переменная находится в центре внимания эксперимента; это то, что исследуется в эксперименте. Что изменилось в эксперименте, так это независимая переменная . Изменено только в экспериментальной группе — это иногда называют манипуляцией независимой переменной.Контрольная группа не имеет никаких изменений независимой переменной.

В конце эксперимента ученый исследует разницу между двумя группами, чтобы увидеть, было ли какое-либо влияние на зависимую переменную. Если есть разница, это указывается как причинно-следственная связь. Другими словами, при манипулировании независимой переменной возникает эффект. Эти типы экспериментов очень важны с лекарствами, чтобы увидеть, являются ли лекарства полезными, а не вредными.Название, связанное с экспериментами с лекарствами, — это рандомизированное контрольное клиническое испытание.

Второй тип научного эксперимента известен как квазиэкспериментальный. Это очень похоже на рандомизированный контрольный эксперимент. Однако в контрольном эксперименте может быть процесс, который отсутствует или не может быть завершен. Иногда это связано с процессом рандомизации. Например, формируются две группы, но по этическим соображениям группы не могут быть распределены случайным образом.

Обычно в квазиэкспериментальном эксперименте нет манипуляций с независимой переменной. Вместо этого основная цель эксперимента — наблюдать, как переменные реагируют друг на друга. Все переменные наблюдаются, и данные собираются. Основное внимание в экспериментах этого типа уделяется выявлению переменных, которые должны оставаться как можно более постоянными, при одновременном наблюдении за влиянием изменения на другие интересующие переменные (называемые объясняющей переменной ).

В конце этого типа экспериментов исследователи исследуют корреляции между интересующими переменными и между ними. Существует множество проблем, связанных с выявлением и оценкой всех возможных переменных, которые могут повлиять на интересующую переменную. Те статистики, о которых мы говорили ранее, помогают в этом процессе, используя методы контроля переменных, которые мы не хотим изучать. Это, в свою очередь, помогает исследователям изучить интересующие переменные, на которые в противном случае могут влиять конкурирующие переменные.

Некоторые из квазиэкспериментальных планов включают в себя эксперименты с опросами, описывающие ответы, предоставленные в анкете, а также корреляционные эксперименты, которые исследуют взаимосвязь между двумя или более переменными. Базовым примером корреляционного эксперимента могло бы быть исследование, измеряющее когнитивные способности людей с травмами головы и людей без них.

Третий тип экспериментов — это эксперимент по наблюдению , который используется, когда нет возможности контролировать переменные.Эти типы экспериментов проводятся вне лаборатории и могут быть названы неэкспериментальными методами. Как и в случае с квазиэкспериментальным методом, прилагаются большие усилия для выявления всех переменных, которые могут влиять на интересующую переменную.

Процедуры сбора данных должны быть последовательными — условия окружающей среды, время сбора данных, инструменты сбора данных и процедуры сбора данных, используемые для получения данных, должны быть одинаковыми для каждого субъекта в эксперименте.

Пример научного эксперимента

Лучшим примером для рандомизированного контрольного научного эксперимента является эксперимент, в котором тестируется лекарство для лечения конкретного заболевания. Исследователи хотят определить, эффективно ли лекарство в уменьшении последствий болезни. Давайте настроим эту сцену.

Обратите внимание, что это не настоящий эксперимент, поэтому многие детали, которые требуются для этого типа работы, описываться не будут. Вот оно! Существует новое лекарство от кровяного давления, разработанное фармацевтической компанией X.Фармацевтическая компания уже провела эксперименты по безопасности и определила, что новый препарат — назовем его Альфа — безопасен для использования на людях. Теперь фармацевтическая компания хочет определить, эффективна ли Alpha при лечении высокого кровяного давления, поэтому разработано рандомизированное клиническое испытание.

Все субъекты, допущенные к участию в клиническом исследовании, имеют схожие характеристики, такие как возраст и образ жизни. До сих пор испытуемые принимали препарат Бета, но их артериальное давление не поддерживалось должным образом.Субъекты случайным образом распределяются в альфа-группу (или группу вмешательства) или бета-группу. В группе Альфа субъекты получат суточную дозу бета и дозу альфа. Бета-группа просто принимает свою ежедневную дозу бета.

По окончании клинического исследования анализ данных завершен. Результаты клинических испытаний показывают, что использование Alpha, помимо использования Beta, эффективно и безопасно для снижения артериального давления. Важно отметить, что требуется гораздо больше рандомизированных клинических испытаний с большим количеством субъектов, прежде чем эта фармацевтическая компания сможет сделать препарат Альфа доступным для широкой публики.

Краткое содержание урока

Научный эксперимент — это эксперимент, в котором для проверки гипотезы разрабатывается серия шагов. Ученый должен разработать много важных шагов, чтобы правильно спланировать научный эксперимент. Индуктивные методы используются для определения гипотезы, но проверка гипотез выполняется с помощью дедуктивных методов.

Три основных типа научных экспериментов: экспериментальные, квазиэкспериментальные и наблюдательные / неэкспериментальные.Из этих трех наиболее подробный эксперимент также может показать причину и следствие. Это экспериментальный метод , и его также называют рандомизированным контрольным испытанием .

Заметки о научном процессе

Научный метод — основа научных экспериментов.
  • Научный процесс или научный метод был впервые разработан Фрэнсисом Бэконом.
  • В научном методе используются индуктивные рассуждения, а не дедуктивные методы.
  • Существует три основных типа научных экспериментов: экспериментальные, квазиэкспериментальные и наблюдательные / неэкспериментальные.
  • Экспериментальные эксперименты являются наиболее подробными, и они показывают причинно-следственные связи.

Результаты обучения

Обзор этого урока по научным экспериментам может дать вам знания, необходимые для:

  • Обрисовать в общих чертах этапы научного метода, используемого для научного эксперимента
  • Контрастные индуктивные и дедуктивные методы
  • Сравните три основных типа научных экспериментов

Китайская космическая станция готовится принять 1000 научных экспериментов

Китайский астронавт Не Хайшэн работает внутри модуля Тяньхэ.Предоставлено: Цзинь Ливанг / Синьхуа / eyevine

.

Китай запустил ядро ​​своей космической станции в апреле и отправил трех астронавтов в июне. Но хотя он, вероятно, не будет завершен до конца 2022 года, уже существует длинная очередь экспериментов со всего мира, ожидающих своего развития. Ученые из Китая сообщили Nature , что Китайское пилотируемое космическое агентство (CMSA) предварительно одобрило более 1000 экспериментов, некоторые из которых уже запущены.

До апреля Международная космическая станция (МКС) была единственной космической лабораторией на орбите, и многие исследователи говорят, что Тяньгун (или «небесный дворец») является желанным дополнением для астрономических наблюдений и наблюдений за Землей, а также для изучения того, как микрогравитация и космическое излучение влияют на такие явления, как рост бактерий и смешивание жидкостей.

Однако другие утверждают, что пилотируемые космические станции дороги и служат скорее политическим, чем научным целям.

«Расширенный научный доступ к космосу приносит научную пользу во всем мире, независимо от того, кто создает и эксплуатирует платформы», — говорит Джули Робинсон, главный научный сотрудник по исследованиям и операциям человека в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне.

«Нам нужно больше космических станций, потому что одной космической станции явно недостаточно», — добавляет Агнешка Полло, астрофизик из Национального центра ядерных исследований в Варшаве, которая является частью команды, отправляющей эксперимент по изучению всплесков гамма-излучения. .

Открыт для мира

МКС была запущена в 1998 году в рамках партнерства космических агентств США, России, Европы, Японии и Канады (см. «Варианты темы»). С тех пор в нем было проведено более 3000 экспериментов, но Китаю это запрещено из-за правил США, запрещающих НАСА использовать средства для сотрудничества с Китаем.

Хотя в большинстве экспериментов, запланированных для Tiangong, будут участвовать китайские исследователи, Китай заявляет, что его космическая станция будет открыта для сотрудничества всех стран, включая Соединенные Штаты.

В июне 2019 года CMSA и Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства (UNOOSA), которое продвигает сотрудничество в космосе, отобрали девять экспериментов — в дополнение к 1000, предварительно одобренным Китаем — для проведения после запуска космической станции. полный. Симонетта Ди Пиппо, директор UNOOSA в Вене, говорит, что в них участвуют 23 учреждения в 17 странах.

Китай ранее запустил две небольшие космические лаборатории — Tiangong-1 и Tiangong-2. На них было проведено более 100 экспериментов, они вращались вокруг Земли в течение ряда лет, но уже не находятся на орбите.

Космическая станция предлагает совершенно новые объекты, и Китай поощряет эксперименты, которые ранее не проводились в космосе, — говорит Трисия Лароз, медицинский исследователь из Университета Осло, возглавляющая проект, запланированный на 2026 год. «Они говорят, что да. , создайте свое оборудование, сделайте его совершенно новым, сделайте то, чего никогда раньше не делали, и отправьте его нам ».

Хотя большинство утвержденных на данный момент проектов возглавляют китайские исследователи, у многих есть международные партнеры, говорит Чжан Шуан-Нан, астрофизик из Института физики высоких энергий Китайской академии наук (CAS) в Пекине, который консультирует CMSA.

«Игровые комнаты ученых»

Первым прибывшим участком Тяньгуна был основной модуль, известный как Тяньхэ («гармония небес»). В конце мая грузовой корабль под названием «Тяньчжоу-2» («небесный корабль») был отправлен в док-станцию, доставив топливо, скафандры и экспериментальное оборудование. В июне три китайских астронавта — или «тайконавта» — на борту Шэньчжоу-12 («божественное судно») также пристыковались, войдя в 17-метровую камеру, которая будет их домом в течение следующих трех месяцев.

В течение следующего года или более CMSA отправит еще восемь миссий в Тяньгун.Два доставят модули Wentian («поиски небес») и Mengtian («мечты о небесах»), в которых в основном будут проводиться научные эксперименты (см. «Первая космическая станция Китая»).

Изображение предоставлено: Адриан Манн / Stocktrek Images / Alamy

Это будут «игровые комнаты для ученых», — говорит Пауло де Соуза, физик из Университета Гриффита в Брисбене, Австралия, который разрабатывает датчики, используемые в космосе.

На космической станции будет более 20 экспериментальных стоек, которые представляют собой мини-лаборатории с закрытой, находящейся под давлением средой, говорит Ян Ян, директор по международному сотрудничеству Технологического и инженерного центра CAS по использованию космического пространства в Пекине.По словам Янга, снаружи будет 67 точек подключения для исследовательского оборудования, обращенного к Земле или небу, а мощный центральный компьютер будет обрабатывать данные экспериментов, прежде чем отправлять их обратно на Землю.

Органоиды и темная материя

Эксперименты, отправляемые на новую космическую станцию, охватывают множество областей. Чжан является главным исследователем в HERD (установке по обнаружению космического излучения высоких энергий), которая является партнерством Италии, Швейцарии, Испании и Германии и намечена на 2027 год.По словам Чжана, этот детектор частиц будет изучать темную материю и космические лучи и будет стоить от 1 до 2 миллиардов юаней (от 155 до 310 миллионов долларов).

Чжан и Полло также участвуют в POLAR-2, который будет изучать поляризацию γ-лучей, испускаемых при больших и далеких взрывах, с целью выяснения свойств γ-всплесков и, возможно, даже гравитационных волн.

Лароз планирует отправить трехмерные капли здоровой и раковой ткани кишечника, известные как органоиды.Она хочет выяснить, будет ли среда с очень низкой гравитацией замедлять или останавливать рост раковых клеток, что может привести к новым методам лечения.

«Тайконуат» Лю Бомин совершает второй в истории китайский выход в открытый космос после прибытия в Тяньгун в июне Фото: Цзинь Ливанг / Синьхуа / eyevine

Другие проекты ученых из Индии и Мексики будут изучать ультрафиолетовое излучение туманностей и данные в инфракрасном диапазоне с Земли для изучения метеорологических условий и причин сильных штормов.

Несмотря на то, что многие проекты являются партнерством китайских и западных ученых, геополитическая напряженность затрудняет сотрудничество, отмечает Ларос. Она говорит, что Норвегия еще не подписала двустороннее соглашение с Китаем, которое дало бы ее проекту зеленый свет. Мерлин Коле, астрофизик из Женевского университета в Швейцарии, который также работает над POLAR-2, добавляет, что более строгое соблюдение экспортных правил означает дополнительную бюрократию при отправке электронного оборудования в Китай.

Но Ди Пиппо говорит, что напряженность пока не повлияла на прогресс проектов, выбранных UNOOSA, добавив, что агентство обсуждает с CMSA возможность отправки дополнительных экспериментов в Tiangong к концу следующего года.

Научная удача за доллар

Некоторые ученые утверждали, что пилотируемые космические станции — пустая трата денег — стоимость Тяньгун не разглашается, но строительство и обслуживание МКС обошлось примерно в 100 миллиардов евро (118 миллиардов долларов США). его первое десятилетие.

«Вы получите гораздо большую научную отдачу от роботизированных миссий», — говорит Грегори Кулацки, аналитик по вопросам безопасности Китая Союза обеспокоенных ученых, правозащитной группы со штаб-квартирой в Кембридже, штат Массачусетс. «В Китае, как и в Соединенных Штатах, возникла напряженность между учеными, которые хотят заниматься наукой как можно лучше, и которые предпочитают роботизированные миссии, и правительствами, которые хотят использовать программы полетов человека в космос в основном в политических целях.

Но другие исследователи отмечают, что, хотя спутники предлагают альтернативу для некоторых наблюдений, для многих экспериментов, особенно тех, которые требуют микрогравитации, необходимы космические станции с экипажем. Они предоставляют дом для долгосрочных наблюдений, возможности обработки данных и доступа для космонавтов, которые могут выполнять задачи по обслуживанию и проводить эксперименты.

Кроме того, помимо экспериментов исследователей, Tiangong намерен испытать технологии космических путешествий человека для поддержки целей Китая в освоении космоса, говорит Чжан.

Поскольку текущее финансирование МКС ограничено периодом между 2024 и 2028 годами, также возможно, что Тяньгун в конечном итоге станет единственной действующей космической станцией Земли.

Tiangong, по прогнозам, проработает не менее десяти лет, и Китай уже планирует запустить другие космические аппараты для совместной работы с ним. Китайский обзорный космический телескоп, или Xuntian («исследуйте небеса»), представляет собой двухметровый оптический телескоп, который будет конкурировать с космическим телескопом Хаббла НАСА и периодически стыковаться с Tiangong для дозаправки и технического обслуживания.Он будет запущен в 2023 году, и у него будет большее поле зрения для вглядывания в глубокую Вселенную, чем у Хаббла.

10 лучших научных экспериментов всех времен

Каждый день мы проводим научные эксперименты, ставя «если» с «тогда» и наблюдая за тем, что взбудоражило. Может быть, мы просто ехали по дороге домой немного по другому маршруту или нагревали буррито еще на несколько секунд в микроволновой печи. Или это может быть попытка еще одного варианта этого гена или вопрос, какой тип кода лучше всего подходит для данной проблемы.В конечном счете, этот стремительный, вопрошающий дух лежит в основе нашей способности вообще что-либо открывать. Готовность к экспериментам помогла нам глубже погрузиться в природу реальности посредством занятия, которое мы называем наукой.

Отобранная партия этих научных экспериментов выдержала испытание временем, демонстрируя наш вид в его пытливой и умной форме. Элегантные или грубые, и часто с оттенком интуитивной прозорливости, эти необычные усилия принесли понимание, которое изменило наш взгляд на себя или на Вселенную.

Вот девять таких успешных начинаний — плюс блестящий провал — которые можно было бы назвать лучшими научными экспериментами всех времен.

Эратосфен измеряет мир

Результат эксперимента: первое зарегистрированное измерение окружности Земли

Когда: конец третьего века до нашей эры.

Насколько велик наш мир? Из множества ответов древних культур поразительно точное значение, вычисленное Эратосфеном, звучало на протяжении веков. Родился около 276 г.В Кирене, греческом поселении на побережье современной Ливии, Эратосфен стал прожорливым ученым — черта, которая принесла ему как критиков, так и почитателей. Ненавистники прозвали его Бета по второй букве греческого алфавита. Профессор физики Университета Пьюджет-Саунд Джеймс Эванс объясняет ожог в классическом стиле: «Эратосфен так часто переходил с одной области на другую, что его современники считали его вторым лучшим в каждой из них». Те, кто вместо этого прославлял разносторонне развитого Эратосфена, окрестили его Пентатлосом после пяти соревнований по легкой атлетике.

Эта умственная ловкость позволила ученому работать главным библиотекарем в знаменитой библиотеке в Александрии, Египет. Именно там он провел свой знаменитый эксперимент. Он слышал о колодце в Сиене, городе на реке Нил на юге (современный Асуан), где полуденное солнце светило прямо, не отбрасывая тени, в день летнего солнцестояния в Северном полушарии. Заинтригованный, Эратосфен измерил тень, отбрасываемую вертикальной палкой в ​​Александрии в тот же день и время. Он определил, что угол падения солнечного света равен 7.2 градуса или 1/50 окружности 360 градусов.

Зная — как и многие образованные греки — Земля была сферической, Эратосфен понял, что, зная расстояние между двумя городами, он мог бы умножить это число на 50 и измерить кривизну Земли, а следовательно, и ее общую окружность. Получив эту информацию, Эратосфен вывел длину окружности Земли как 250 000 стадиев — эллинистическую единицу длины, равную примерно 600 футам. Размах составляет около 28 500 миль, что находится в пределах приблизительной правильной цифры 24 900 миль.

Мотивом Эратосфена для определения правильных размеров Земли было его увлечение географией — областью, название которой он придумал. Соответственно, современность дала ему еще одно прозвище: отец географии. Неплохо для парня, которого когда-то считали второсортным.

Уильям Харви пульсирует природой

Результат эксперимента: открытие кровообращения

Когда: теория опубликована в 1628 году

Мальчик, Гален ошибался.

Греческий врач-философ предложил модель кровотока во втором веке, которая, несмотря на то, что в ней было много громад, преобладала почти 1500 лет.Среди его заявлений: печень постоянно производит новую кровь из пищи, которую мы едим; кровь течет по телу двумя отдельными потоками, один из которых наполнен (через легкие) «жизненными духами» из воздуха; и кровь, которую впитывают ткани, никогда не возвращается в сердце.

Чтобы опровергнуть эту догму, потребовалась серия зачастую ужасных экспериментов.

Уильям Харви родился в Англии в 1578 году и стал королевским врачом короля Якова I, что дало ему время и средства для занятия его величайшим интересом: анатомией.Сначала он разрушил (буквально, в некоторых случаях) модель Галена путем обескровливания — иссушения крови — тестируемых тварей, включая овец и свиней. Харви понял, что, если Гален был прав, невероятный объем крови, превышающий размеры животных, должен был бы перекачиваться через сердце каждый час.

Чтобы понять это, Харви публично разрезал живых животных, демонстрируя их скудные запасы крови. Он также ограничил приток крови к открытому сердцу змеи, ущипнув пальцем главную вену.Сердце сжалось и побледнело; при прокалывании потекло немного крови. Напротив, при перекрытии главной выходящей артерии сердце увеличивалось. Изучая медленное сердцебиение рептилий и животных, находящихся на грани смерти, он обнаружил сокращения сердца и пришел к выводу, что оно качает кровь по телу по цепи.

По словам Эндрю Грегори, профессора истории и философии науки в Университетском колледже Лондона, это был нелегкий вывод со стороны Харви. «Если вы посмотрите на сердце, которое обычно бьется в нормальном окружении, очень трудно понять, что происходит на самом деле», — говорит он.

Эксперименты с добровольными людьми, которые включали временную блокировку кровотока в конечностях и из конечностей, еще больше подтвердили революционную концепцию кровообращения Харви. Он опубликовал полную теорию в книге 1628 года De Motu Cordis [Движение сердца]. Его научно-обоснованный подход изменил медицинскую науку, и сегодня он признан отцом современной медицины и физиологии.

Грегор Мендель культивирует генетику

Результат эксперимента: фундаментальные правила генетической наследственности

Когда: 1855-1863

Ребенок в разной степени похож на родителя, будь то мимолетное сходство или полномасштабное мини-я .Почему?

Глубокая тайна наследования физических черт начала разгадываться полтора века назад благодаря Грегору Менделю. Мендель родился в 1822 году на территории современной Чешской Республики. Он проявил склонность к физическим наукам, хотя у его фермерской семьи было мало денег на формальное образование. По совету профессора он присоединился к ордену августинцев, монашеской группе, которая делала упор на исследования и обучение, в 1843 году.

Укрывшись в монастыре в Брно, застенчивый Грегор быстро начал проводить время в саду.Фуксии особенно привлекли его внимание, их изысканность намекала на скрытый грандиозный дизайн. «Фуксии, вероятно, дали ему идею для знаменитых экспериментов», — говорит Сандер Глибофф, изучающий историю биологии в Университете Индианы в Блумингтоне. «Он скрещивал разные сорта, пытался получить новые цвета или сочетания цветов, и он получил повторяемые результаты, которые предполагали действие некоего закона наследственности».

Эти законы стали ясны с его выращиванием гороха.Используя кисти, Мендель переносил пыльцу от одного к другому, точно сочетая тысячи растений с определенными признаками в течение примерно семи лет. Он тщательно задокументировал, как сочетание желтого и зеленого горошка, например, всегда давало желтое растение. Тем не менее, скрещивание этих желтых потомков дало поколение, в котором четверть гороха снова засветилась зеленым. Подобные соотношения привели к тому, что Мендель ввел в употребление термины доминантный (в данном случае желтый цвет) и рецессивный для того, что мы теперь называем генами и которые Мендель называл «факторами».”

Он опередил свое время. В свое время его исследованиям уделялось мало внимания, но десятилетия спустя, когда другие ученые открыли и повторили эксперименты Менделя, они стали рассматриваться как прорыв.

«Гениальность экспериментов Менделя заключалась в том, что он формулировал простые гипотезы, которые очень хорошо объясняли некоторые вещи, вместо того, чтобы сразу решать все сложности наследственности», — говорит Глибофф. «Его талант заключался в том, чтобы собрать все это воедино в проект, который он действительно мог осуществить.”

Isaac Newton Eyes Optics

Результат эксперимента: Природа цвета и света

Когда: 1665-1666

До него Исаак Ньютон — выдающийся ученый и изобретатель законов движения, исчисления и всемирного тяготения (плюс борца с преступностью в придачу) — старый добрый Исаак обнаружил, что у него есть время, чтобы убить. Чтобы избежать разрушительной вспышки чумы в своем студенческом городке Кембридже, Ньютон скрывался в доме своего детства в английской сельской местности. Там он повозился с призмой, которую подобрал на местной ярмарке — «детской игрушкой», по словам Патриции Фара, сотрудницы Клэр-колледжа в Кембридже.

Пусть солнечный свет проходит через призму и расплывается радуга, или спектр цветов. Во времена Ньютона преобладало мнение, что свет приобретает цвет из среды, через которую он проходит, как солнечный свет через витражи. Неуверенный в этом Ньютон провел эксперимент с призмой, который доказал, что цвет является неотъемлемым свойством самого света. Это революционное открытие положило начало оптике, фундаментальной для современной науки и техники.

Ньютон ловко провел тонкий эксперимент: он просверлил отверстие в оконной ставне, позволяя единственному лучу солнечного света проходить через две призмы.Блокируя некоторые из полученных цветов от попадания во вторую призму, Ньютон показал, что разные цвета по-разному преломляются или изгибаются через призму. Затем он выделил цвет из первой призмы и пропустил его через вторую призму; когда цвет не изменился, оказалось, что призма не повлияла на цвет луча. Среда не имела значения. Цвет каким-то образом был связан с самим светом.

Отчасти из-за специальной, самодельной природы экспериментальной установки Ньютона, а также его неполных описаний в основополагающей статье 1672 года, его современники поначалу изо всех сил пытались воспроизвести результаты.«Это действительно технически сложный эксперимент, — говорит Фара. «Но как только вы это увидите, это невероятно убедительно».

Создавая себе имя, Ньютон определенно проявил чутье к экспериментам, иногда углубляясь в разнообразие «я как субъект». Однажды он так долго смотрел на солнце, что чуть не ослеп. Во-вторых, он ввел длинную толстую иглу под веко, надавливая на заднюю часть глазного яблока, чтобы оценить, как это повлияло на его зрение. Хотя в его карьере было много промахов — набеги на оккультизм, увлечение библейской нумерологией — хиты Ньютона обеспечили ему прочную славу.

Майкельсон и Морли Уифф в эфире

Результат эксперимента: путь света

Когда: 1887

Скажите «привет!» а звуковые волны проходят через среду (воздух), чтобы достичь ушей вашего слушателя. Океанские волны тоже движутся через свою собственную среду: воду. Однако световые волны — это особый случай. В вакууме, когда удалены все среды, такие как воздух и вода, свет каким-то образом все же проникает отсюда туда. Как это может быть?

Ответом, согласно модной физике конца 19 века, была невидимая повсеместная среда, восхитительно названная «светоносным эфиром».Альберт Майкельсон и Эдвард Морли, работая вместе в том, что сейчас является университетом Кейс Вестерн Резерв в Огайо, решили доказать существование этого эфира. То, что последовало за этим, возможно, является самым известным неудачным экспериментом в истории.

Гипотеза ученых заключалась в следующем: Земля, вращаясь вокруг Солнца, постоянно бороздит эфир, создавая эфирный ветер. Когда световой луч движется в том же направлении, что и ветер, свет должен двигаться немного быстрее по сравнению с движением против ветра.

Чтобы измерить эффект, каким бы незначительным он ни был, у Майкельсона было именно то, что нужно. В начале 1880-х годов он изобрел интерферометр — прибор, который объединяет источники света для создания интерференционной картины, например, когда рябь на пруду смешивается. Интерферометр Майкельсона излучает свет через одностороннее зеркало. Свет разделяется на две части, и полученные лучи проходят под прямым углом друг к другу. Через некоторое время они отражаются в зеркалах обратно к центральной точке встречи.Если световые лучи прибывают в разное время из-за некоторого неравномерного смещения во время своих путешествий (скажем, из-за эфирного ветра), они создают характерную интерференционную картину.

Исследователи защитили свой хрупкий интерферометр от вибраций, поместив его на твердую плиту из песчаника, плавая почти без трения в ванне с ртутью и изолировав ее в подвале здания университетского городка. Майкельсон и Морли медленно вращали пластину, ожидая увидеть интерференционные картины, когда световые лучи синхронизируются с направлением эфира.

Вместо этого ничего. Скорость света не менялась.

Ни один из исследователей полностью не осознал значение своего нулевого результата. Списав это на ошибку эксперимента, они перешли к другим проектам. (Очень плодотворно: в 1907 году Майкельсон стал первым американцем, получившим Нобелевскую премию за исследования с использованием оптических инструментов.) Но огромная вмятина, которую Майкельсон и Морли непреднамеренно пнули в теорию эфира, положила начало череде дальнейших экспериментов и теоретизирования, которые привели к Альберт Эйнштейн в 1905 году открыл новую парадигму света, специальную теорию относительности.

(Фото: Марк Мартурелло)

Работа Марии Кюри имеет значение

Результат эксперимента: определение радиоактивности

Когда: 1898

Немногие женщины представлены в анналах легендарных научных экспериментов, что отражает их историческое исключение из дисциплины. Мария Склодовская сломала этот шаблон.

Родилась в 1867 году в Варшаве. В 24 года она иммигрировала в Париж, чтобы продолжить изучение математики и физики. Там она познакомилась и вышла замуж за физика Пьера Кюри, близкого интеллектуального партнера, который помог ее революционным идеям закрепиться в сфере, в которой доминируют мужчины.«Если бы не Пьер, Мари никогда не была бы принята научным сообществом», — говорит Мэрилин Б. Огилви, почетный профессор истории науки в Университете Оклахомы. «Тем не менее, основные гипотезы — те, которыми руководствовались дальнейшие исследования природы радиоактивности, — принадлежали ей».

Кюри работали вместе в основном из переоборудованного сарая в кампусе колледжа, где работал Пьер. В своей докторской диссертации в 1897 году Мари начала исследовать новомодный вид излучения, похожий на рентгеновские лучи, открытый всего годом ранее.С помощью прибора, называемого электрометром, построенного Пьером и его братом, Мари измерила загадочные лучи, испускаемые торием и ураном. Независимо от минералогического состава элементов (желтый кристалл или черный порошок в случае урана) интенсивность излучения зависела исключительно от количества присутствующего элемента.

Из этого наблюдения Мари пришла к выводу, что излучение не имеет ничего общего с молекулярным устройством вещества. Вместо этого радиоактивность — термин, который она ввела в употребление, — была врожденным свойством отдельных атомов, исходящим из их внутренней структуры.До этого момента ученые считали атомы элементарными неделимыми объектами. Мари приоткрыла дверь к пониманию материи на более фундаментальном, субатомном уровне.

Кюри была первой женщиной, получившей Нобелевскую премию в 1903 году, и одной из немногих избранных, получивших вторую Нобелевскую премию в 1911 году (за ее более поздние открытия элементов радия и полония).

«В своей жизни и работе, — говорит Огилви, — она ​​стала образцом для подражания для молодых женщин, которые хотели сделать карьеру в науке.»

(Фото: Марк Мартурелло)

Иван Павлов слюет от идеи

Результат эксперимента: открытие условных рефлексов

Когда: 1890-1900-е годы

Русский физиолог Иван Павлов получил Нобелевскую премию в 1904 году за свою работу с собаками, исследуя, как слюна и желудочный сок переваривают пищу. Хотя его научное наследие всегда будет связано с собачьими слюнями, это деятельность разума — собачьего, человеческого или любого другого — за что Павлов прославился и сегодня.

Измерение желудочного секрета не было пикником. Павлов и его ученики собирали жидкости, производимые пищеварительными органами собак, с помощью трубки, подвешенной ко рту некоторых собак для сбора слюны. Когда наступило время кормления, исследователи начали замечать, что собаки, испытавшие опыт в испытаниях, начинали пускать слюни в пробирки еще до того, как они даже попробовали кусочек. Как и многие другие функции организма, в то время образование слюны считалось рефлексом, бессознательным действием, происходящим только в присутствии пищи.Но собаки Павлова научились ассоциировать внешний вид экспериментатора с едой, что означает, что опыт собак обусловил их физические реакции.

«До работы Павлова рефлексы считались фиксированными или запрограммированными и неизменными, — говорит Кэтрин Рэнкин, профессор психологии Университета Британской Колумбии и президент Павловского общества. «Его работа показала, что они могут измениться в результате опыта».

Павлов и его команда затем научили собак ассоциировать еду с нейтральными раздражителями, такими как зуммер, метроном, вращающиеся объекты, черные квадраты, свист, вспышки лампы и электрошок.Однако Павлов никогда не звонил в колокольчик; Считаем, что ранний неправильный перевод русского слова «зуммер» является причиной этого прочного мифа.

Находки легли в основу концепции классической, или павловской, обусловленности. Он распространяется практически на любое изучение стимулов, даже если рефлексивные реакции не задействованы. «Павловское кондиционирование происходит с нами все время», — говорит У. Джеффри Уилсон из колледжа Альбион, сотрудник Павловского общества. «Наш мозг постоянно связывает то, что мы переживаем, вместе.Фактически, попытка «отсоединить» эти условные реакции — это стратегия, лежащая в основе современных методов лечения посттравматического стрессового расстройства, а также зависимости.

(Фото: Марк Мартурелло)

Роберт Милликен получает заряд

Результат эксперимента: точное значение заряда отдельного электрона

Когда: 1909

По большому счету, Роберт Милликен хорошо себя чувствовал. Он родился в 1868 году в небольшом городке в штате Иллинойс, затем получил дипломы Оберлинского колледжа и Колумбийского университета.Он изучал физику у европейских корифеев в Германии. Затем он поступил на физический факультет Чикагского университета и даже написал несколько успешных учебников.

Но его коллеги делали гораздо больше. Начало 20-го века было бурным временем для физики: всего за десять лет мир познакомился с квантовой физикой, специальной теорией относительности и электроном — первым доказательством того, что атомы имеют делимые части. К 1908 году Милликен достиг 40-летнего возраста без значительного открытия на его имя.

Электрон дал возможность. Исследователи пытались выяснить, представляет ли частица фундаментальную единицу электрического заряда, одинаковую во всех случаях. Это было решающим фактором для дальнейшего развития физики элементарных частиц. Милликен решил, что терять нечего.

В своей лаборатории в Чикагском университете он начал работать с емкостями с густым водяным паром, называемыми камерами облака, и изменял силу электрического поля внутри них. Облака из капель воды образовались вокруг заряженных атомов и молекул, прежде чем опускаться под действием силы тяжести.Регулируя силу электрического поля, он мог замедлить или даже остановить падение одной капли, противодействуя силе тяжести с помощью электричества. Найдите точную силу, в которой они уравновешены, и — при условии, что это происходит постоянно — это покажет ценность заряда.

Когда выяснилось, что вода испаряется слишком быстро, Милликен и его ученики — часто незамеченные герои науки — переключились на более долговечное вещество: масло, распыляемое в камеру с помощью распылителя духов в аптеке.

Все более изощренные эксперименты с каплями масла в конечном итоге показали, что электрон действительно представляет собой единицу заряда.Они оценили его значение с точностью до вискеров принятого в настоящее время заряда одного электрона (1,602 x 10-19 кулонов). Это был удачный ход как для физики элементарных частиц, так и для Милликена.

«Нет никаких сомнений в том, что это был блестящий эксперимент», — говорит физик Калифорнийского технологического института Дэвид Гудстейн. «Результат Милликена вне всяких разумных сомнений доказал, что электрон существует и квантован с определенным зарядом. Из этого вытекают все открытия физики элементарных частиц ».

Янг, Дэвиссон и Гермер видят, как частицы создают волну

Результат эксперимента: волнообразная природа света и электронов

Когда: 1801 и 1927, соответственно

Свет: частица или волна? Долгое время борясь с этим кажущимся «или-или», многие физики остановились на частицах после того, как Исаак Ньютон совершил путешествие по оптике.Но элементарная, но мощная демонстрация англичанина Томаса Янга разрушила эту условность.

Интересы Янга охватывали все, от египтологии (он помог расшифровать Розеттский камень) до медицины и оптики. Чтобы исследовать сущность света, Янг разработал эксперимент в 1801 году. Он вырезал две тонкие прорези в непрозрачном объекте, пропустил солнечный свет сквозь них и наблюдал, как лучи отбрасывают серию ярких и темных полос на экран за его пределами. Янг предположил, что этот узор возник из света, волнообразно распространяющегося наружу, как рябь по пруду, с гребнями и впадинами от разных световых волн, усиливающихся и подавляющих друг друга.

Хотя современные физики поначалу отвергли выводы Юнга, безудержное повторение этих так называемых экспериментов с двумя щелями показало, что частицы света действительно движутся как волны. «Эксперименты с двумя щелями стали настолько интересными, [потому что] их относительно легко проводить», — говорит Дэвид Кайзер, профессор физики и истории науки в Массачусетском технологическом институте. «В данном случае наблюдается необычно большое соотношение между относительной простотой и доступностью экспериментального плана и глубокой концептуальной значимостью результатов.

Более чем столетие спустя связанный эксперимент Клинтона Дэвиссона и Лестера Гермера показал всю глубину этого значения. В лаборатории, которая сейчас называется Nokia Bell Labs в Нью-Джерси, физики рикошетили электронные частицы от кристалла никеля. Рассеянные электроны взаимодействовали, создавая узор, возможный только в том случае, если частицы также действовали как волны. Последующие эксперименты с двумя щелями с электронами доказали, что каждая из частиц материи и волнообразной энергии (свет) может действовать как частицы и волны.Парадоксальная идея лежит в основе квантовой физики, которая в то время только начинала объяснять поведение материи на фундаментальном уровне.

«По сути, эти эксперименты показывают, что вещество мира, будь то излучение или кажущееся твердое вещество, обладает некоторыми невосприимчивыми, неизбежными волнообразными характеристиками», — говорит Кайзер. «Каким бы удивительным или парадоксальным это ни казалось, физики должны принимать во внимание эту существенную« волнистость »».

Роберт Пейн подчеркивает морскую звезду

Результат эксперимента: непропорционально сильное влияние ключевых видов на экосистемы

Когда: впервые представлено в статье 1966 года

Так же, как фиолетовую морскую звезду, которую он отколол от камней и бросил в Тихий океан, Боб Пейн бросил общепринятая мудрость прямо в окно.

К 1960-м годам экологи пришли к выводу, что среда обитания процветает в первую очередь за счет разнообразия. Обычная практика наблюдения за этими взаимодействующими паутинами больших и малых существ предполагает то же самое. Пейн придерживался другого подхода.

Любопытно, что произойдет, если он вмешается в окружающую среду. Пейн провел свои эксперименты по изгнанию морских звезд в приливных бассейнах вдоль и у изрезанного побережья штата Вашингтон. Оказалось, что удаление одного этого вида может дестабилизировать всю экосистему.Неконтролируемая добыча морских звезд стала одичалой — только для того, чтобы быть съеденной мародерствующими мидиями. Эти моллюски, в свою очередь, начали вытеснять блюдец и виды водорослей. Конечный результат: пищевая сеть в клочьях, остались только пруды с мидиями.

Пейн назвал морскую звезду краеугольным камнем в честь необходимого центрального камня, который фиксирует арку на месте. Разоблачительная концепция означала, что не все виды вносят равный вклад в данную экосистему. Открытие Пейна оказало большое влияние на сохранение, отменив практику строго сохранения отдельных видов ради него, а не стратегии управления, основанной на экосистеме.

«Его влияние полностью изменило ситуацию», — говорит Джейн Любченко из Орегонского государственного университета, морской эколог. Она и ее муж, профессор ОГУ Брюс Менге, познакомились 50 лет назад, будучи аспирантами в лаборатории Пейна в Вашингтонском университете. Любченко, администратор Национального управления океанической атмосферы с 2009 по 2013 год, на протяжении многих лет видел влияние концепции ключевых видов Пейна на политику, связанную с управлением рыболовством.

Любченко и Менге признают любознательность и упорство Пейна в том, что они изменили свою сферу деятельности.«То, что делало его таким харизматичным, было почти детским энтузиазмом к идеям», — говорит Менге. «Любопытство побудило его начать эксперимент, а затем он получил потрясающие результаты».

Пейн умер в 2016 году. Его более поздняя работа была направлена ​​на изучение глубоких последствий того, что человек является сверхключевым видом, изменяющим глобальную экосистему посредством изменения климата и неконтролируемого хищничества.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.