Эксперимент – это один из доступных научному мировоззрению методов познания окружающей реальности, обоснованный принципами повторимости и доказательности. Этот метод строится индивидуально в зависимости от выбранной области, на основании теорий или выдвинутых гипотез и происходит в специально контролируемых или управляемых условиях, удовлетворяющих запросу исследования. Стратегия эксперимента предполагает целенаправленно выстроенное наблюдение за выбранным явлением или объектом в заранее определенных гипотезой условиях. В психологической отрасли эксперимент предусматривает совместное взаимодействие экспериментатора и обследуемого, направленное на выполнение разработанных предварительно экспериментальных заданий и изучение возможных изменений и взаимосвязей.

Эксперимент относится к разделу эмпирических методов и выступает критерием истинности установленного явления, поскольку безоговорочным условием построения экспериментальных процессов является их повторная воспроизводимость.

Эксперимент в психологии используется как основной способ изменения (в терапевтической практике) и исследования (в науке) реальности, и имеет традиционное планирование (при одной неизвестной переменной) и факторное (когда неизвестных переменных несколько). В случае, когда исследуемое явление или его область представляются недостаточно исследованными, применяется пилотажный эксперимент, помогающий уточнить дальнейшее направление построения .

Отличается от исследовательского метода наблюдения и невмешательства активным взаимодействием с объектом изучения, намеренным вызыванием изучаемого явления, возможностью изменения условий процесса, количественного соотношения параметров и включает в себя статистическую обработку данных. Возможность контролированного изменения условий или составляющих эксперимента позволяет исследователю более глубоко изучить явление или заметить ранее не выявленные закономерности. Основная трудность применения и оценки достоверности экспериментального метода в психологии заключается в частой включенности экспериментатора во взаимодействие или общение с испытуемыми и косвенным образом, под воздействием подсознательных , может оказать влияние на результаты и поведение обследуемого.

Эксперимент, как метод исследования

При изучении явлений возможно использование нескольких видов методов: активные (эксперименты) и пассивные (наблюдение, архивное и биографическое исследование).

Метод эксперимента подразумевает под собой активное влияние или вызывание исследуемого процесса, присутствие основной и контрольной (максимально схожая с основной, но не подвергающаяся влиянию) экспериментальных групп. По своему смысловому назначению выделяют исследовательский эксперимент (при неизвестности наличия взаимосвязи между выбранными параметрами) и подтверждающий (когда взаимосвязь переменных установлена, но необходимо выявить характер этой связи). Для построения практического исследования необходимо изначальное формулирование определений и изучаемой проблемы, постановка гипотез, последующая их проверка. Полученные результативные данные обрабатывают и интерпретируют, используя методы матстатистики, учитывающей особенности переменных и выборок испытуемых.

Отличительными чертами экспериментального изучения являются: искусственная самостоятельная организация условий для активизации или появления определенного изучаемого психологического факта, возможность изменять условия и устранять некоторые из влияющих факторов.

Все построение экспериментальных условий сводится к определению взаимодействия переменных: зависимой, независимой и побочных. Под независимой переменной понимается то условие или явление, которое может варьировать или изменять экспериментатор (выбранное время суток, предлагаемая задача), чтобы проследить его дальнейшее влияние на зависимую переменную (слова или ответные на стимул действия испытуемого), т.е. параметров другого явления. В ходе определения переменных важно обозначить и конкретизировать их так, чтобы они поддавались регистрации и анализу.

Помимо качеств конкретности и регистрируемости, должно быть соответствие и надежности, т.е. тенденция сохранять устойчивость показателей ее регистрируемости и сохранении полученных показателей только при условиях, повторяющих экспериментальные, касательно выбранной гипотезы. Побочными переменными являются все факторы, которые косвенным образом влияют на результаты или течение эксперимента, будь то освещение или уровень бодрости испытуемого.

Метод эксперимента обладает рядом преимуществ, среди которых повторяемость изучаемого явления, имеющаяся возможность влиять на результаты путем изменения переменных, возможность выбора начала осуществления эксперимента. Это единственный метод, дающий наиболее достоверные результаты. Среди причин критики данного метода находится непостоянность, спонтанность и уникальность психики, а также субъект-субъектные отношения, которые своим наличием не совпадают с научными правилами. Еще одной негативной характеристикой метода является то, что условия лишь частично воспроизводят реальность, и соответственно подтверждение и стопроцентное воспроизведение полученных в лабораторных условиях результатов в условиях реальности не возможно.

Виды экспериментов

Однозначной классификации экспериментов нет, так как понятие состоит из множества характеристик, на основании выбора которых и строится дальнейшее разграничение.

На этапах постановки гипотезы, когда еще не определены методы и выборки, стоит проводить мысленный эксперимент, где учитывая теоретические предпосылки, ученые проводят воображаемое исследование, стремящееся к обнаружению противоречий внутри используемой теории, несопоставимость концепций и постулатов. В мысленном эксперименте исследуются не сами явления с практической стороны, а имеющаяся теоретическая информация о них. Построение реального эксперимента включает в себя планомерное манипулирование переменными, их коррекция и выбор в реальности.

Лабораторный эксперимент присутствует при искусственном воссоздании специальных, организующих необходимую обстановку условий, при наличии аппаратуры и инструкции, определяющей действия испытуемого, сами испытуемые осознают свое участие в методе, но от них могут утаивать гипотезу, для получения независимых результатов. При такой постановке возможен максимальный контроль переменных, но полученные данные тяжело сопоставимы с реальной жизнью.

Естественный (полевой) или квазиэксперимент происходит, когда исследование проводится непосредственно в группе, где не возможна полная корректировка необходимых показателей, в естественных для выбранной социальной общности условиях. Используется для изучения взаимовлияния переменных в реальных жизненных условиях, происходит в несколько этапов: анализ поведения или отзывов исследуемого, фиксация полученных наблюдений, анализ результатов, составление полученной характеристики исследуемого.

В психологической исследовательской деятельности наблюдается применение в одном исследовании констатирующего и формирующего эксперимента. Констатирующий определяет наличие явления или функции, тогда как формирующий проводит анализ изменения данных показателей после этапа обучения или иного влияния на выбранные гипотезой факторы.

При постановке нескольких гипотез применяется критический эксперимент, для подтверждения истинности одной из выдвинутых версий, при этом остальные признаются опровергнутыми (для реализации нужна высокая степень разработки теоретической базы, а также довольно сложное планирование самой постановки).

Проведение эксперимента актуально при проверке пробных гипотез, выбора дальнейшего хода исследования. Такой проверочный метод называется пилотажным, проводится при подключении меньшей выборки, чем при полном эксперименте, с меньшим внимаем к анализу деталей результатов, и стремится выявить лишь общие тенденции и закономерности.

Так же эксперименты различают по количеству информации, доступной испытуемому о самих условиях исследования. Выделяют эксперименты, где испытуемый владеет полной информацией о ходе исследования, те, где некоторая информация утаивается, те, где испытуемый не знает о проводимом эксперименте.

По полученным результатам различают групповые (полученные данные характерны и актуальны для описания явлений, присущих определенной группе) и индивидуальные (данные, описывающие конкретную личность) эксперименты.

Психологические эксперименты

Эксперимент в психологии имеет отличительную особенность от особенностей его проведения в других науках, поскольку объект исследования имеет собственную субъектность, что может вносить определенный процент влияния, как на ход изучения, так и на результаты исследования. Основная задача, которая ставится перед психологическим экспериментом – вывести на обозримую поверхность сокрытые внутри психики процессы. Для достоверности передачи такой информации требуется полный контроль максимального количества переменных.

Понятие эксперимента в психологии, помимо исследовательской сферы, используется в психотерапевтической практике, когда происходит искусственная постановка актуальных для личности проблем, для углубления переживаний или проработки внутреннего состояния.

Первые шаги на пути экспериментальной деятельности заключаются в установлении определенных взаимоотношений с испытуемыми, определение особенностей выборки. Далее испытуемые получают инструкцию для выполнения, содержащую описание хронологичности порядка выполняемых действий, изложенную максимально подробно и в лаконичной форме.

Этапы осуществления психологического эксперимента:

— постановка проблемы и выведение гипотезы;

— анализ литературных и теоретических данных по выбранной проблематике;

— выбор экспериментального инструмента, позволяющего как управлять зависимой переменной, так и регистрировать изменения независимой;

— формирование релевантной выборки и групп испытуемых;

— проведение экспериментальных опытов или диагностики;

— сбор и статистическая обработка данных;

— результатов исследования, составление выводов.

Проведение психологического опыта привлекает к себе внимание социума значительно чаще, чем экспериментирование в других областях, так как затрагивает не только научные понятия, но также этическую сторону вопроса, ведь при постановке условий и наблюдений экспериментатор непосредственно вмешивается и влияет на жизнь испытуемого. Существует несколько всемирно известных экспериментов, касающихся особенностей поведенческих детерминант человека, часть из которых признаны антигуманными.

Хоторнский эксперимент возник вследствие снижения производительности работников одного предприятия, после чего были предприняты диагностические методы по выявлению причин. Результаты исследования показали, что производительность зависит от занимаемого социального положения и роли человека, а те работники, которые попали в группу испытуемых, начали работать лучше лишь от осознания факта участия в эксперименте и того, что на них направленно внимание работодателя и исследователей.

Эксперимент Милгрэма был направлен на установление количества боли, которое может нанести человек другим, абсолютно невинным, если это входит в их обязанности. Участвовало несколько людей – сам испытуемый, начальник, который отдавал ему приказ в случае ошибки направлять на провинившегося разряд электрического тока и непосредственно тот, кому предназначалось наказание (эту роль выполнял актер). В ходе данного эксперимента было выявлено, что люди способны нанести значительные физические страдания другим невиновным, из чувства необходимости подчинения или ослушаться авторитетных лиц, даже при условии возникновения с их внутренними убеждениями.

Эксперимент Рингельмана устанавливал изменение уровня производительности в зависимости от количества человек, привлеченных к выполнению задачи. Оказалось, что чем больше человек участвует в выполнении работы, тем ниже производительность каждого и группы в целом. Это дает основания утверждать, что при осознаваемой индивидуальной ответственности есть стремление максимально выложиться в стараниях, тогда как при групповой работе можно переложить на другого.

«Чудовищный» эксперимент, который некоторое время успешно скрывали его авторы, опасаясь наказания, был направлен на изучение силы внушения. В его ходе двум группам детей из интерната говорили об их навыках: первую группу хвалили, а вторую постоянно критиковали, указывая на недостатки в речи. В дальнейшем у детей из второй группы, ранее не сталкивавшихся с речевыми затруднениями, начали развиваться дефекты речи, некоторые из которых сохранились до конца жизни.

Есть еще много других экспериментов, где вопросы морали не были учтены авторами, и, несмотря на предполагаемую научную ценность и открытия, восхищение не вызывают.

Эксперимент в психологии имеет своим назначением изучение психических особенностей для улучшения его жизни, оптимизации работы и борьбы со страхами и поэтому первоочередным требованием к разработке методов исследований является их этичность, ведь результаты экспериментальных опытов могут вызвать необратимые изменения, изменяющие последующую жизнь человека.

Друзья, добрый день! Согласитесь, как же порой интересно удивлять наших крох! У них такая потешная реакция на . Она показывает, что они готовы учиться, готовы усваивать новый материал. Весь мир открывается в этот миг перед ними и для них! И мы, родители, выступаем в роли настоящих волшебников с шляпой, из которой «вытаскиваем» что-то потрясающе интересное, новое и очень важное!

Что мы сегодня достанем из «волшебной» шляпы? У нас там 25 экспериментальных опытов для детей и взрослых . Они будут подготовлены для малышей разного возраста, чтобы их заинтересовать и привлечь к процессу. Некоторые можно проводить безо всякой подготовки, при помощи сподручных средств, что у каждого из нас дома есть. Для других мы с вами прикупим некоторые материалы, чтобы у нас все гладко получилось. Ну что? Пожелаю всем нам удачи и вперед!

Сегодня будет настоящий праздник! И в программе у нас:

Так давайте украсим праздник, подготовив эксперимент на день рождения , Новый год, 8 марта и т.д.

Ледовые мыльные пузыри

Как вы думаете, что будет, если простые пузыри, которые кроха в 4 года так любит надувать, бегать за ними и лопать их, надуть на морозе. А вернее, прямо в снежный сугроб.

Даю подсказку:

• они сразу лопнут!
• взлетят и улетят!
• замерзнут!

Чтобы вы ни выбрали, говорю сразу, это вас удивит! А представляете, что будет с маленьким?!

А вот в замедленной съемке – это прямо сказка!

Усложняю вопрос. А можно ли повторить опыт летом, с тем, чтобы получить аналогичный вариант?

Выбирайте ответы:

• Да. Но нужен лед из холодильника.

Знаете, хоть мне так хочется вам рассказать все, но именно про это я и не сделаю! Пусть и для ваc будет хоть один сюрприз!

Бумага против воды

Нас ждет настоящий эксперимент . Неужели возможно, чтобы бумага победила воду? Это вызов всем, кто играет в «Камень-ножницы-бумага»!

Что нам понадобится:

• Лист бумаги;
• Вода в стакане.

Накройте стакан. Хорошо бы, если бы его края были немного влажные, тогда бумага прилипнет. Аккуратно переверните стакан… Вода не протекает!

Надуем шарики не дыша?

Мы уже проводили химические детские опыты. Помните, там самым первым для совсем маленьких крох был номер с уксусом и содой. Так вот, продолжаем! И используем энергию, а вернее, воздух, что высвобождается при реакции в мирно-надувательных целях.

Ингредиенты:

• Сода;
• Бутылка пластиковая;
• Уксус;
• Шарик.

В бутылку засыпать соду и залить уксусом на 1/3. Взболтать слегка и быстро на горлышко натянуть шарик. Когда он надуется, перевязать и снять с бутылки.

Такой опыт маленький сможет показать даже в детском саду .

Дождь из тучки

Нам нужно:

• Банка с водой;
• Пена для бритья;
• Пищевой краситель (любого цвета, можно несколько цветов).

Делаем тучку из пены. Большую и красивую тучу! Поручите это самому лучшему тучкоделателю, вашему ребенку 5 лет . Уж он-то точно сделает ее настоящей!

автор фото

Осталось только распределить краситель по тучке, и… кап-кап! Пошел дождь!

Радуга

Возможно, физика ребятишкам еще неизвестна. Но после того, как они сделают Радугу, точно полюбят эту науку!

• Глубокую прозрачную емкость с водой;
• Зеркало;
• Фонарь;
• Бумагу.

На дно емкости помещаем зеркало. Под небольшим углом светим на зеркало фонариком. Осталось на бумагу поймать Радугу.

Еще проще — использовать диск и фонарик.

Кристаллы

Есть подобная, только уже готовая игра. Но наш опыт интересный тем, что мы сами, с самого начала вырастим кристаллы из соли в воде. Для этого возьмем нитку или проволоку. И подержим ее несколько дней в такой соленой воде, где соль уже не может раствориться, а накапливается слоем на проволоке.

Можно вырастить из сахара

Лавовая банка

Если в банку с водой добавить масло, оно все соберется сверху. Его можно подкрасить пищевым красителем. Но вот, чтобы яркое масло опустилось на дно, нужно поверх его насыпать соль. Тогда масло осядет. Но не надолго. Соль будет постепенно растворяться и «отпускать» красивые капельки масла. Цветное масло поднимается постепенно, словно внутри банки происходит загадочное бурление вулкана.

Извержение вулкана

Для карапузов 7 лет будет очень интересно что-то взорвать, снести, разрушить. Одним словом, настоящая стихия – это для них. а потому создаем настоящий, взрывающийся вулкан!

Из пластилина лепим или из картона мастерим «гору». Внутри ее помещаем баночку. Да так, чтобы ее горлышко подходило к «кратеру». Заполняем баночку соду, краситель, теплую воду и… уксус. И все начнет «взрываться, лава устремится вверх и затопит все вокруг!

Дырка в пакете – не беда

Именно в этом убеждает книга научных опытов для детей и взрослых Дмитрия Мохова «Простая наука». А проверить это утверждение мы сможем сами! Сначала наберем в пакет воды. а потом проткнем его. Но то, чем проткнули (карандаш, зубочистку или булавку) не будем убирать. Много ли воды у нас вытечет? Проверяем!

Вода, что не проливается

Только такую воду нужно еще изготовить.

Берем воду, краску и крахмал (столько, сколько и воды) и смешиваем. В итоге – обычная вода. Только пролить ее не получится!

«Скользкое» яйцо

Чтобы яйцо действительно пролезло в горлышко бутылки, стоит поджечь бумажку и бросить ее в бутылку. А отверстие прикрыть яйцом. Когда огонь потушится, яйцо проскользнет внутрь.

Снег летом

Этот трюк особенно интересно повторить в теплое время года. Содержимое подгузников вытащить и намочить водой. Все! Снег готов! Сейчас такой снег легко найти в магазине в детских игрушках. Спросите у продавца искусственный снег. И не нужно портить подгузники.

Движущиеся змеи

Для изготовление движущейся фигуры нам понадобится:

• Песок;
• Спирт;
• Сахар;
• Сода;
• Огонь.

На горку песка налить спирт и дать пропитаться. Потом насыпать сверху сахар и соду, и поджечь! Ох, какой же веселый этот эксперимент! Деткам и взрослым понравится, что вытворяет ожившая змея!

Конечно, это для детей постарше. Да и выглядит довольно страшно!

Поезд из батарейки

Медная проволока, которую мы скрутим ровной спиралью, станет у нас тоннелем. Как? Соединим ее края, образуя круглый тоннель. Но до этого «запускаем» внутрь батарейку, только крепим к ее краям неодимовые магниты. И считайте, что изобрели вечный двигатель! Паровоз сам поехал.

Качели из свечи

Чтобы зажечь оба края свечи, нужно очистить низ ее до фитиля от воска. Нагреть над огнем иглу и проткнуть ею свечу посередине. Положить свечу на 2 бокала, чтобы она опиралась на иголку. Поджечь края и слегка качнуть. Дальше сама свеча будет раскачиваться.

Паста для зубов слона

Слону нужно все большое и много. Делаем! Растворяем марганцовку в воде. Добавляем жидкое мыло. Последний ингредиент – перекись водорода – превращает нашу смесь в гигантскую слоновью пасту!

Поим свечу

Для большего эффекта воду окрашиваем в яркий цвет. Ставим посередине блюдечка свечу. Поджигаем ее и накрываем прозрачной емкостью. Наливаем воду в блюдечко. Сначала вода будет вокруг емкости, но потом вся пропитается внутрь, к свече.
Сжигается кислород, давление внутри стакана снижается и

Настоящий хамелеон

Что поможет нашему хамелеону менять окрас? Хитрость! Поручите своему карапузу 6 лет разукрасить в разные цвета пластиковую тарелку. А сами вырежьте фигуру хамелеона на другой тарелке, похожей и по форме, и по размеру. Осталось не крепко соединить обе тарелки по середине так, чтобы верхняя, с вырезанной фигурой, могла вращаться. Тогда окрас зверька всегда будет меняться.

Зажигаем радугу

Выложить на тарелке по кругу драже Skittles. Внутрь тарелки налить воды. осталось немного подождать и получаем радугу!

Дым кольцами

Отрезать низ пластиковой бутылки. А край натянуть разрезанный воздушный шарик, чтобы получить мембрану, как на фото. Зажечь ароматическую палочку и поместить ее в бутылку. Закрыть крышку. Когда в банке будет сплошной дым, открутить крышку и постукивать по мембране. Дым будет выходить кольцами.

Разноцветная жидкость

Чтобы все эффектней смотрелось, жидкость покрасить в разные цвета. Сделать 2-3 заготовки разноцветной воды. налить на дно банки воду одного цвета. Потом аккуратно, по стенке с разных сторон залить растительное масло. Поверх его залить воду, смешанную со спиртом.

Яйцо без скорлупы

Сырое яйцо положить в уксус минимум на сутки, некоторое говорят на неделю. И фокус готов! Яйцо без твердой скорлупы.
Скорлупа яйца в изобилии со­держит кальций. Уксус вступает в активную реакцию с кальцием и постепенно растворяет его. В ре­зультате яйцо оказывается покрыто плёнкой, но совершенно без скор­лупы. На ощупь оно похоже на эла­стичный мячик.
А ещё яйцо будет больше своего пер­воначального размера, так как впитает в себя немного уксуса.

Танцующие человечки

Пришло время похулиганить! 2 части крахмала смешать с одной частью воды. Поставить миску с крахмальной жидкостью на динамики и включить погромче басы!

Разукрашиваем лед

Разной формы ледяные фигурки разукрашиваем при помощи, размешенной с водой и солью, пищевой краски. Соль разъедает лед и просачивается глубоко, образовывая интересные проходы. Прекрасная идея цветотерапии.

Запуск бумажных ракет

Пакеты с чаем освобождаем от чая, отрезав верхушку. Поджигаем! Теплый воздух поднимает пакет!

Опытов так много, что у вас точно найдется занятие с детками, только выбирайте! И не забудьте снова прийти за новой статьей, о которой узнаете, если оформите подписку! Приглашайте и друзей к нам в гости! А на сегодня все! Пока!

Кто в детстве не верил в чудеса? Чтобы весело и познавательно провести время с малышом можно попробовать осуществить опыты из занимательной химии. Они безопасны, интересны и познавательны. Эти эксперименты позволят ответить на многие детские «почему» и пробудить интерес к науке и познанию окружающего мира. И сегодня я хочу вам рассказать вам какие опыты для детей дома можно организовать родителям.

Змея фараона

Этот опыт основан на увеличении смешиваемых реактивов в объеме. В процессе горения они трансформируются и, извиваясь, напоминают змею. Свое название эксперимент получил благодаря библейскому чуду, когда Моисей, пришедший к фараону с просьбой, превратил его жезл в змею.

Для опыта понадобятся следующие ингредиенты:

• обычный песок;
• этиловый спирт;
• измельченный сахар;
• пищевая сода.

Пропитываем песок спиртом, после этого формуем из него небольшую горку и делаем вверху углубление. После этого смешиваем маленькую ложку сахарной пудры и щепотку соды, затем засыпаем все в импровизированный «кратер». Поджигаем наш вулкан, спирт в песке начинает прогорать, и образуются черные шарики. Они представляют собой продукт разложения соды и карамелизировавшийся сахар.

После того как весь спирт выгорит, горка с песком почернеет и образуется извивающая «черная фараонова змея». Более эффектно этот опыт выглядит с применением настоящих реактивов и сильных кислот, которые можно использовать только в условиях химической лаборатории.

Можно поступить несколько проще и приобрести в аптеке таблетку глюконата кальция. Дома ее поджечь, эффект будет почти таким же, только «змея» быстро разрушится.

Волшебная лампа

В магазинах частенько можно видеть светильники, внутри которых двигается и переливается подсвечиваемая красивая жидкость. Такие лампы были изобретены в начале 60-х годов. Они работают на основе парафина и масла. Внизу устройства встроенная обычная лампа накаливания, которая подогревает опускающийся расплавленный воск. Часть его доходит до верха и опускается, другая часть нагревается и поднимается, таким образом, мы видим своеобразный «танец» парафина внутри емкости.

Для того, чтобы осуществить дома с ребенком подобный опыт нам понадобится:

• любой сок;
• растительное масло;
• таблетки – шипучки;
• красивая емкость.

Берем емкость и заполняем ее соком более чем наполовину. Сверху доливаем растительное масло и бросаем туда таблетку-шипучку. Она начинает «работать», пузырьки, поднимающиеся со дна стакана, захватывают в себе сок и образуют красивое бурление в слое масла. Затем доходящие до края стакана пузырьки лопаются, и сок опускается вниз. Получается своеобразный «круговорот» сока в стакане. Такие волшебные лампы абсолютно безвредны, в отличие от парафиновых, которые ребенок может случайно разбить и обжечься.

Шарик и апельсин: опыт для малышей

Что будет с воздушным шариком, если на него капнуть соком апельсина или лимона? Он лопнет, как только капельки цитруса его коснутся. А апельсин можно потом съесть вместе с малышом. Это очень занимательно и весело. Для опыта нам понадобится пара воздушных шариков и цитрус. Надуваем их и пусть малыш капнет на каждый соком фрукта и увидит, что получится.

Почему лопается шарик? Все дело в особенном химическом веществе – лимонене. Оно содержится в цитрусовых и часто используется в косметической промышленности. При соприкосновении сока с резиной воздушного шарика, происходит реакция, лимонен растворяет резину и шарик лопается.

Сладкое стекло

Из карамелизированного сахара можно изготовить удивительные вещи. На заре становления кинематографа в большинстве сцен драк использовалось такое съедобное сладкое стекло. Все потому, что оно менее травматично для актеров при съемках и стоит недорого. Его осколки потом можно собрать, расплавить и сделать реквизит к фильму.

Многие в детстве делали сахарные петушки или сливочную помадку, изготавливать стекло нужно по такому же принципу. Наливаем воду в кастрюлю, немного нагреваем, вода не должна быть холодной. После этого засыпаем туда сахарный песок и доводим до кипения. Когда жидкость закипит, варим до тех пор, пока масса не начнет постепенно загустевать и сильно пузырится. Расплавленный сахар в емкости должен превратиться в тягучую карамель, которая если ее опустить в холодную воду превратится в стеклышки.

Готовую жидкость вылить на предварительно подготовленный и смазанный растительным маслом противень, остудить и сладкое стекло готово.

В процессе варки в него можно добавить краситель и отлить в какую-либо интересную форму, а потом угощать и удивлять всех вокруг.

Философский гвоздь

Этот занимательный опыт основан на принципе омеднения железа. Назван по аналогии с веществом, которое могло, согласно легенде, превращать все в золото, и называлось философский камень. Для проведения опыта нам будет нужно:

• железный гвоздь;
• четвертая часть стакана уксусной кислоты;
• пищевая соль;
• сода;
• отрезок проволоки из меди;
• стеклянная емкость.

Берем стеклянную банку и наливаем туда кислоту, соль и хорошенько размешиваем. Будьте осторожны, уксус имеет резкий неприятный запах. Он может обжечь нежные дыхательные пути ребенка. Затем в полученный раствор кладем медную проволоку на 10-15 минут, спустя некоторое время опускаем в раствор предварительно очищенный содой железный гвоздь. Спустя некоторое время, мы можем видеть, что на нем появилось медное напыление, а проволока стала блестящей как новая. Как такое могло произойти?

Медь вступает в реакцию с уксусной кислотой, образуется медная соль, затем ионы меди на поверхности гвоздя меняются местами с ионами железа и образуют налет на его поверхности. А в растворе увеличивается концентрация солей железа.

Для проведения эксперимента не подойдут медные монеты поскольку, этот металл сам по себе очень мягкий, и чтобы деньги были прочнее, используются его сплавы с латунью и алюминием.

Изделия из меди не ржавеют со временем, они покрываются особым зеленым налетом – патиной, которая предотвращает ее от дальнейшей коррозии.

Мыльные пузыри своими руками

Кто не любил в детстве пускать мыльные пузыри? Как они красиво переливаются и весело лопаются. Можно просто купить их в магазине, но гораздо интереснее будет создать с ребенком свой раствор и затем дуть пузыри.

Сразу следует сказать, что обычная смесь из хозяйственного мыла и воды не подойдет. Из нее получаются пузыри, которые быстро исчезают и плохо выдуваются. Наиболее доступный способ для приготовления такого вещества – это два стакана воды смешать со стаканом моющего средства для посуды. Если добавить в раствор сахар – то пузыри становятся более прочными. Они будут долгое время летать и не лопнут. А огромные пузыри, которые можно видеть на сцене у профессиональных артистов, получаются при смешивании глицерина, воды и моющего средства.

Для красоты и настроения можно подмешать в раствор пищевую краску. Тогда пузыри будут красиво светиться на солнце. Вы можете создать несколько разных растворов и использовать их по очереди с ребенком. Интересно поэкспериментировать с цветом, и создать свой, новый оттенок мыльных пузырей.

Также можно попробовать смешать мыльный раствор с другими веществами и посмотреть, как они влияют на пузыри. Может быть, вы изобретете и запатентуете какой-то свой новый вид.

Шпионские чернила

Эти легендарные невидимые чернила. Из чего их изготавливают? Сейчас так много фильмов про шпионов и интересные интеллектуальные расследования. Можете предложить ребенку немного поиграть в тайных агентов.

Смысл таких чернил в том, что их нельзя увидеть на бумаге невооруженным глазом. Только применив особое воздействие, например, нагрев или химические реагенты можно увидеть тайное послание. К сожалению, большинство рецептов по их изготовлению неэффективны и такие чернила оставляют следы.

Мы изготовим особые, которые трудно увидеть без специального выявления. Для этого понадобится:

• вода;
• ложка;
• пищевая сода;
• любой источник тепла;
• палочка с ватой на конце.

Нальем в любую емкость теплую жидкость, затем, размешивая, сыпем туда пищевую соду пока она не прекратит растворяться, т.е. смесь достигнет высокой концентрации. Опускаем туда палочку с ватой на конце и пишем ею что-нибудь на бумаге. Подождем, пока она высохнет, затем поднесем листок к зажженной свече или газовой плите. Через некоторое время можно видеть, как на бумаге проступают желтые буквы написанного слова. Следите за тем, чтобы во время проявления букв листик не загорелся.

Несгораемая денежка

Это известный и старый эксперимент. Для него вам понадобится:

• вода;
• спирт;
• поваренная соль.

Возьмите глубокую стеклянную емкость и налейте туда воду, затем добавьте спирт и соль, хорошенько помешайте, чтобы все ингредиенты растворились. Для поджигания можно взять обычные листочки бумаги, если не жалко, то можно взять купюру. Только берите мелкий номинал, а то в опыте может что-то пойти не так и деньги будут испорчены.

Положите полоски бумаги или деньги в водно-солевой раствор, через некоторое время их можно вынуть из жидкости и поджечь. Можно видеть, что пламя охватывает всю купюру, но она не загорается. Этот эффект объясняется тем, что спирт, находящийся в растворе испаряется, а сама влажная бумага не загорается.

Камень исполняющий желания

Процесс выращивания кристаллов очень увлекателен, но трудоемок. Однако, то что вы получите в результате будет стоить потраченного времени. Наиболее популярно создание кристаллов из поваренной соли или сахара.

Рассмотрим выращивание «камня желаний» из рафинада. Для этого понадобится:

• питьевая вода;
• сахарный песок;
• бумажный листок;
• тонкая деревянная палочка;
• небольшая емкость и стакан.

Сначала сделаем заготовку. Для этого нам нужно приготовить сахарную смесь. В небольшую емкость выливаем немного воды и сахара. Дождемся, пока смесь закипит, и вывариваем до образования сиропообразного состояния. Затем опускаем деревянную палочку туда и посыпаем ее сахаром, сделать это нужно равномерно, в этом случае полученный кристалл станет более красивым и ровным. Оставим основу для кристалла на ночь, чтобы она просохла и затвердела.

Займемся приготовлением раствора-сиропа. Наливаем в большую емкость воду и засыпаем, медленно помешивая, туда сахар. Затем, когда смесь закипит, варить ее до состояния тягучего сиропа. Снимаем с огня и даем остыть.

Вырезаем кружки из бумаги и крепим их к концу деревянной палочки. Она станет крышкой, на которой крепится палочка с кристаллами. Заполняем стакан раствором и опускаем туда заготовку. Выжидаем в течение недели, и «камень желаний» готов. Если положить в сироп при варке краситель, то он получится еще более красивым.

Процесс создания кристаллов из соли, несколько проще. Здесь только нужно будет следить за смесью и периодически ее менять с целью повышения концентрации.

В первую очередь создаем заготовку. Наливаем в стеклянную емкость теплой воды, и постепенно размешивая, сыпем соль, до тех пор, пока она не прекратит растворяться. Оставляем емкость на сутки. По прошествии этого времени, можно обнаружить в стакане много маленьких кристалликов, выберите наиболее крупный и привяжите его на нитку. Сделайте новый соляной раствор и положите туда кристаллик, нельзя, чтобы он касался дна или краев стакана. Это может привести к нежелательным деформациям.

Спустя пару дней можно заметить, что он подрос. Чем чаще вы будете менять смесь, повышая концентрацию содержания соли, тем быстрее сможете вырастить свой камень желаний.

Светящийся помидор

Этот эксперимент должен проходить строго под контролем взрослых, так как для его проведения используются вредные вещества. Светящийся помидор, который будет создан в процессе этого эксперимента, категорически нельзя есть, это может привести к смерти или тяжелому отравлению. Нам понадобится:

• обычный томат;
• шприц;
• серное вещество от спичек;
• отбеливатель;
• перекись водорода.

Берем маленькую емкость, кладем туда предварительно заготовленную спичечную серу и наливаем отбеливатель. Оставляем все это ненадолго, после чего набираем смесь в шприц и вводим внутрь помидора с разных сторон, так, чтобы тот светился равномерно. Для запуска химического процесса необходима перекись водорода, которую мы вводим через след от черешка сверху. Выключаем свет в комнате, и можем наслаждаться процессом.

Яйцо в уксусе: очень простой опыт

Это простой и интересный обычная уксусная кислота. Для его осуществления будет нужно вареное куриное яйцо и уксус. Возьмите прозрачную стеклянную емкость и опустите туда яйцо в скорлупе, затем залейте ее доверху уксусной кислотой. Можно видеть, как с его поверхности поднимаются пузырьки, это происходит химическая реакция. По прошествии трех дней мы можем наблюдать, что скорлупа стала мягкой, а яйцо упругим, как мячик. Если направить на него фонарик, то можно увидеть, что оно светится. Проводить эксперимент с сырым яйцом не рекомендуется, так как возможен разрыв мягкой скорлупы при сдавливании.

Лизун своими руками из ПВА

Это довольно распространенная странная игрушка нашего детства. В настоящее время найти ее достаточно сложно. Попробуем сделать лизуна в домашних условиях. Классический его цвет – это зеленый, но вы можете использовать тот, который понравится. Попробуйте смешать несколько оттенков и создать свой уникальный цвет.

Для проведения эксперимента нам потребуется:

• стеклянная банка;
• несколько небольших стаканов;
• краситель;
• клей ПВА;
• обычный крахмал.

Приготовим три одинаковых стакана с растворами, которые будем смешивать. В первый нальем клей ПВА, во второй воду, а в третьем разведем крахмал. Сначала выливаем в банку воду, затем добавляем клей и краситель, все тщательно размешиваем и после этого добавляем крахмал. Смесь нужно быстро перемешать, чтобы не загустела, и можете играть с готовым лизуном.

Как быстро надуть шарик

Скоро праздник и надо надуть много шариков? Что делать? Облегчить задачу поможет этот необычный опыт. Для него нам нужно резиновый шарик, уксусная кислота и обычная сода. Проводить его необходимо осторожно в присутствии взрослых.

Насыпьте щепотку соды в воздушный шарик и оденьте его на горлышко бутылки с уксусной кислотой, чтобы сода не высыпалась, распрямите шарик и пусть его содержимое упадет в уксус. Вы увидите, как будет происходить химическая реакция, он начнет пениться, выделяя углекислый газ и надувая шарик.

Вот и все на сегодня. Не забывайте, опыты для детей дома проводить лучше под присмотром, так будет и безопаснее и интереснее. До новых встреч!

Невероятные факты

Цветы Дарвина

Большинство людей знакомы с деятельностью Чарльза Дарвина и с его знаменитым путешествием в Южную Америку. Он сделал свои наиболее важные открытия на Галапагосских островах, где каждый из 20 островов обладал своим уникальным набором видов, идеально адаптированных для проживания в тех условиях. Но мало кто знает об экспериментах Дарвина после того, как он вернулся в Англию. Некоторые из них были сосредоточены на орхидеях.

В процессе выращивания и изучения нескольких видов орхидей, он понял, что сложные цветки орхидей – это адаптация, позволяющая цветам привлекать насекомых, которые затем переносят пыльцу на соседние растения. Каждое насекомое специально предназначено для опыления одного типа орхидеи. Взять, к примеру, орхидею Вифлеемская звезда (Angraecum sesquipedale), нектар в которой хранится на глубине 30 сантиметров. Дарвин предугадал, что обязательно должно быть насекомое, которое опыляет этот вид орхидеи. Конечно, в 1903 году, ученые открыли вид под названием сумеречная бабочка, обладающая длинным хоботком, который может дотянуться до нектара этого вида орхидеи.

Дарвин использовал данные, которые он собрал об орхидеях и их насекомых опылителях для укрепления своей теории естественного отбора. Он утверждал, что перекрестно опыляемые орхидеи более жизнеспособны, чем самоопыляемые, поскольку самоопыление снижает генетическое разнообразие, что, в конечном итоге, оказывает прямое воздействие на выживаемость вида. Так, три года спустя, после того, как он впервые описал естественный отбор в "О происхождении видов", Дарвин провел еще несколько экспериментов на цветах и укрепил свои утверждения о рамках эволюции.

Расшифровка ДНК

Джеймс Уотсон (James Watson) и Фрэнсис Крик (Francis Crick) подошли очень близко к расшифровке ДНК, но их открытия в значительной степени зависят от работ Альфреда Херши (Alfred Hershey) и Марты Чейз (Martha Chase), они в 1952 году провели известный по сей день эксперимент, который помог им определить как молекулы ДНК связаны с наследственностью. Херши и Чейз работали с типом вируса, известного как бактериофаг. Этот вирус, состоящий из белковой оболочки, окружает нить ДНК, заражает бактериальную клетку, что программирует ее на производство новых зараженных клеток. Затем вирус убивает клетку и на свет появляются новые вирусы. Херши и Чейз знали об этом, но, при этом, они не знали, какой компонент – белок или ДНК – был ответственен за происходящее. Они не знали это до проведения своего гениального "блендер" эксперимента, который вывел их на ДНК рибонуклеиновые кислоты.

После эксперимента Херши и Чейз многие ученые, такие как Розалинд Франклин (Rosalind Franklin) сосредоточились на изучении ДНК и его молекулярную структуру. Франклин использовал технику, называемую рентгеновской дифракцией для изучения ДНК. Она подразумевает "вторжение" Х-лучей в волокна очищенной ДНК. При взаимодействии лучей с молекулой, они "сбиваются" с первоначального курса и становятся дифрагированными. Далее дифрагированные лучи образуют картинку уникальной молекулы, готовой для анализа. Знаменитая фотография Франклина показывает Х-образную кривую, которую Уотсон и Крик обозначили как "подпись молекулы ДНК". Они смогли также определить ширину спирали, глядя на изображение Франклина.

Первая вакцинация

До полной глобальной ликвидации оспы в конце 20 века, это заболевание представляло собой серьезную проблему. В 18 веке, заболевание вызванное вирусом оспы, убивало каждого десятого ребенка, родившегося в Швеции и Франции. "Поимка" вируса было единственной возможностью «лечения». Это привело к тому, что люди сами пытались поймать вирус из гнойных язв. К сожалению, многие из них умерли при опасной попытке самостоятельной прививки.

Эдвард Дженнер (Edward Jenner), британский врач, начал изучать вирус и разрабатывать эффективные методы лечения. Генезисом его экспериментов стало наблюдение того, что доярки, проживающие в его родном городе, часто заражались вирусом коровьей оспы, несмертельным заболеванием, похожим на обычную оспу. Доярки, которые заражались коровьей оспой, казалось, были защищены от инфекции оспы, поэтому в 1796 году Дженнер решил проверить, может ли человек развить иммунитет к обычной оспе, если его заразить вирусом коровьей оспы. Мальчика, над которым Дженнер решил провести свой эксперимент, звали Джеймс Фиппс (James Phipps). Дженнер сделал надрез на руке Фиппса и заразил его коровьей оспой. Через некоторое время мальчик выздоровел. 48 дней спустя доктор ввел в его организм вирус обычной оспы и обнаружил у мальчика иммунитет.

Сегодня ученые знают, что вирусы коровьей и обычной оспы настолько похожи, что иммунная система человека не в состоянии их отличить.

Доказательство существования атомного ядра

Физик Эрнест Резерфорд (Ernest Rutherford) уже выиграл Нобелевскую премию в 1908 году за свои радиоактивные работы, при этом в тот период времени он также начал проводить эксперименты по выявлении структуры атома. Эксперименты были основаны на его предыдущих исследованиях, которые показали, что радиоактивность состоит из двух типов лучей – альфа и бета. Резерфорд и Ганс Гейгер (Hans Geiger) установили, что альфа-лучи – это потоки положительно заряженных частиц. Когда он выпускал альфа-частицы на экран, они создавали четкое и резкое изображение. Но если между источником альфа-излучения и экраном располагался тонкий лист из слюды, то полученное изображение было размытым. Было ясно, что слюда рассеивала некоторые альфа-частицы, но как и почему это происходило, на тот момент не было понятно.

В 1911 году, физик расположил тонкий лист золотой фольги между источником альфа-излучения и экраном, толщиной 1-2 атома. Также он разместил еще один экран перед источником альфа-излучения для того, чтобы понять какие из частиц отклоняются назад. На экране позади фольги, Резерфорд наблюдал диффузную картину, аналогичную той, какую он видел при использовании листа из слюды. Увиденное на экране перед фольгой очень удивило Резерфорда, поскольку несколько альфа-частиц отскочили прямо назад. Резерфорд заключил, что сильный положительный заряд, находящийся в сердце атомов золота, отправил альфа-частицы обратно к источнику. Он назвал этот сильный положительный заряд "ядром", и заявил, что по сравнению с общим размером атома, его ядро должно быть очень мало, в противном случае назад бы вернулось гораздо большее количество частиц. Сегодня ученые аналогично Резерфорду визуализируют атомы: маленькие, положительно заряженные ядра в окружении большого, в основном пустого пространства, в котором обитает несколько электронов.

Рентген

Мы уже говорили выше о рентгеновской дифракции исследований Франклина, но проделанной работой он многим обязан Дороти Кроуфут Ходжкин (Dorothy Crowfoot Hodgkin), одной из трех женщин, которым удалось выиграть Нобелевскую премию по химии. В 1945 году Ходжкин считалась одной из ведущих специалистов мира, практикующих методы рентгеновской дифракции, поэтому не удивительно, что именно она, в конце концов, показала структуру одного из важнейших на сегодняшний день химических веществ в медицине – пенициллина. Александр Флеминг обнаружил убивающее бактерии вещество еще в 1928 году, но ученым потребовалось еще некоторый период времени для того, чтобы очистить вещество в целях разработки эффективного лечения. Таким образом, при помощи атомов пенициллина Ходжкин удалось создать полусинтетические производные пенициллина, что оказалось революцией в борьбе с инфекциями.

Исследования Ходжкин стали известными как рентгеновская кристаллография. Химики впервые кристаллизировали соединения, которые они хотели проанализировать. Это был вызов. После того, как испытания кристаллов пенициллина провели две разные компании, Ходжкин пустила рентгеновские волны через кристаллы и позволила радиации «проникнуть в исследуемый объект». При взаимодействии Х-лучей с электронами исследуемого объекта, лучи становились немного дифрагированными. Это привело к появлению четкого рисунка из точек на фотопленке. Проанализировав положение и яркость этих точек и выполнив множество расчетов, Ходжкин точно определила, как располагаются атомы в молекуле пенициллина.

Несколько лет спустя она использовала эту же технологию при выявлении структуры витамина В12. Она получила Нобелевскую премию по химии в 1964 году, честь, которой не удостоилась больше ни одна другая женщина.

Возникновение жизни

В 1929 году биохимики Джон Холдейн (John Haldane) и Александр Опарин независимо друг от друга предположили, что в ранней атмосфере Земли отсутствовал свободный кислород. В тех суровых условиях, они предположили, органические соединения могли формироваться из простых молекул, получая серьезный заряд энергии, будь то ультрафиолетовое излучение или яркий свет. Холдейн также добавил, что океаны, вероятно, были первыми источниками этих органических соединений.

Американские химики Гарольд Юри (Harold Urey) и Стэнли Миллер (Stanley Miller) решили проверить гипотезы Опарина и Холдейна в 1953 году. Им удалось воссоздать раннюю атмосферу Земли путем тщательной работы над контролируемой, закрытой системой. Роль океана играла колба с нагретой водой. После того, как водяной пар поднимался и собирался в другой емкости, Юрии и Миллер добавляли водород, метан и аммиак для того, чтобы сымитировать безкислородную атмосферу. Затем в колбе образовывались искры, представляющие свет в смеси газов. Наконец, конденсатор охлаждал газы в жидкости, которую они затем брали на анализ.

Спустя неделю, Юрии и Миллер получили удивительные результаты: в охлажденной жидкости в изобилии присутствовали органические соединения. В частности, Миллер обнаружил несколько аминокислот, в том числе глицин, аланин и глутаминовую кислоту. Аминокислоты – это строительные элементы белков, которые сами являются ключевыми компонентами и клеточных структур и клеточных ферментов, ответственных за функционирование важных химичексих реакций. Юри и Миллер пришли к выводу, что органические молекулы вполне могли выжить в безкислородной среде, что, в свою очередь, не заставило ждать появление простейших организмов.

Создание света

Когда в 19 веке появился свет, он так и остался загадкой, которая вдохновляла на проведение многих увлекательных экспериментов. К примеру, "двухщелевый эксперимент" Томаса Юнга (Thomas Young), который показал, как ведут себя световые волны, но не частицы. Но тогда еще не знали, как быстро свет путешествует.

В 1878 году физик А.А.Майкельсон (A.A. Michelson) провел эксперимент для того, чтобы рассчитать скорость света и доказать, что это конечная, измеряемая величина. Вот что он сделал:

1. Во-первых, он разместил два зеркала далеко друг от друга на разных сторонах дамбы возле университетского городка, расположив их так, что падающий свет отражался от одного зеркала и возвращался назад. Он измерил расстояние между зеркалами и обнаружил, что оно равнялось 605, 4029 метров.

3. При помощи линз он сфокусировал луч света на неподвижном зеркале. Когда луч света касался неподвижного зеркала, он отскакивал и отражался во вращающемся зеркале, возле которого Майкельсон разместил специальный экран. В связи с тем, что второе зеркало вращалось, траектория возвращения светового пучка незначительно изменилась. Когда Майкельсон измерил эти отклонения, он получил цифру 133 мм.

4. Используя полученные данные, ему удалось измерить скорость света, равную 186380 миль в секунду (299 949 530 километра). Допустимое значение для скорости света на сегодняшний день составляет 299 792 458 км в секунду. Измерения Майкельсона показали на удивление точный результат. Более того, в распоряжении ученых сейчас находятся более точные представления о свете и основ, на которых строятся теория квантовой механики и теория относительности.

Открытие радиации

1897 год был очень важным для Марии Кюри. Родился ее первый ребенок, а спустя всего несколько недель после его рождения она отправилась искать тему для докторской диссертации. В конце концов, она решила изучать "урановые лучи", впервые описанные Анри Беккерелем (Henri Becquerel). Беккерель открыл эти лучи случайно, когда он оставил соли урана, завернув их в непрозрачный материал вместе с фотопластинками в темной комнате, а вернувшись, обнаружил, что фотопластинки полностью засвечены. Мари Кюри выбрала для изучения эти таинственные лучи для того, чтобы выявить и другие элементы, действующие подобным образом.

Уже на раннем этапе изучения Кюри поняла, что торий вырабатывает такие же лучи, как и уран. Она начала маркировать эти уникальные элементы, как "радиоактивные" и быстро осознала, что сила радиации, вырабатываемая ураном и торием, зависит от количества тория и урана. В конце концов, ей удастся доказать, что лучи – это свойства атомов радиоактивного элемента. Само по себе это было революционное открытие, но Кюри это остановило.

Она обнаружила, что настуран (уранинит) более радиоактивен, чем уран, это натолкнуло ее на мысль, что наверняка в естественных минералах существует неизвестный ей элемент. Ее муж Пьер присоединился к исследованиям, и они систематически уменьшали количества настурана до тех пор, пока не обнаружили новый изолированный элемент. Они назвали его полонием, в честь родины Марии Польши. Вскоре после этого, они обнаружили другой радиоактивный элемент, который они назвали радием, от латинского "луч". Кюри завоевала две Нобелевские премии за свою работу.

Собачьи дни

Знаете ли вы, что Иван Павлов, российский физиолог и химик, а также автор эксперимента по выработке у собак слюноотделения и прививания им условного рефлекса, совсем не был заинтересован в психологии или поведении? Его интересовали темы пищеварения и кровообращения. На самом деле, он изучал систему пищеварения собак, когда открыл то, что сегодня нам известно, как "условные рефлексы".

В частности, он пытался понять наличие взаимосвязи между слюноотделением и работой желудка. Незадолго до этого, Павлов уже отметил, что желудок не начинает переваривать пищу без слюноотделения, которое происходит в первую очередь. Другими словами, рефлексы в вегетативной нервной системе тесно связывают друг с другом эти два процесса. Далее Павлов решил узнать, смогут ли внешние раздражители повлиять на пищеварение аналогичным образом. Чтобы это проверить, он начал во время приема пищи собакой включать и выключать свет, тикать метрономом и сделал слышимым звучание зуммера. В отсутствии этих раздражителей, у собак происходило слюноотделение только тогда, когда они видели и ели пищу. Но спустя некоторое время, у них начиналось слюноотделение при стимуляции звуком и светом, даже если им в это время не давали еды. Павлов также обнаружил, что этот тип условного рефлекса умирает, если стимул слишком часто "неправильно" использовать. К примеру, если звуковой сигнал собака слышит часто, но при этом не получает еды, то через какое-то время, она перестает реагировать на звук слюноотделением.

Павлов опубликовал полученные результаты в 1903 году. Год спустя он получил Нобелевскую премию в области медицины, причем не за свою работу по условным рефлексам, а "в знак признания его работ по физиологии пищеварения, благодаря которым знания о жизненно-важных аспектах были преобразованы и расширены".

Эксперименты Стэнли Милграма (Stanley Milgram), которые он проводил в 1960-х годах, и по сей день квалифицируются как одни из самых известных и противоречивых научных экспериментов. Милграм хотел выяснить, как далеко сможет зайти обычный человек в причинении боли другому человеку под давлением авторитета. Вот что он сделал:

1. Милграм набрал добровольцев, обычных людей, которые должны были по приказу причинить другим добровольцам-актерам некоторую боль. Экспериментатор играл роль авторитета, который на время исследования постоянно присутствовал в помещении.

2. Авторитет перед началом каждого испытания продемонстрировал ничего не подозревавшим добровольцам, как пользоваться шок – аппаратом, который мог поражать человека разрядом в 15-450 вольт (повышенный уровень опасности).

3. Далее ученый отметил, что они должны протестировать, как шоковое потрясение может улучшить запоминание слов при помощи ассоциаций. Он поручил добровольцам в процессе эксперимента "награждать" добровольцев-актеров шоковыми ударами за неправильные ответы. Чем больше было неправильных ответов, тем выше уровень напряжения на аппарате. Причем, стоит отметить, что аппарат был сделан на высшем уровне: над каждым выключателем было написано соответствующее ему напряжение, от "слабого удара" до "труднопереносимого удара", прибор был оснащен множеством панелей со стрелочными вольтметрами. То есть усомниться в подлинности эксперимента у испытуемых не было возможности, причем исследование было построено так, что на каждый верный ответ было три ошибочных и авторитет говорил добровольцу каким "ударом" наказать "неспособного ученика".

4. "Учащиеся" кричали, когда получали шоковые удары. После того, как сила удара превышала 150 вольт, они требовали освобождения. При этом, авторитет призывал добровольцев продолжать эксперимент, не обращая внимания на требования "учащихся".

5. Некоторые участники эксперимента пожелали его покинуть после достижения наказания в 150 вольт, но большинство продолжали, пока не достигли максимального шокового уровня в 450 вольт.

По окончанию экспериментов, многие высказывались относительно неэтичности данного исследования, но полученные результаты были впечатляющими. Мильграм доказал, что обычные люди могут причинить боль невинному человеку просто потому, что получили такую команду от властного авторитета.

Проведение эксперимента - это тот самый метод, которым вооружены ученые, собирающиеся исследовать тот или иной феномен в надежде узнать про окружающий нас мир что-нибудь новое. Хорошие эксперименты следуют четкому и логически упорядоченному плану, нацеленному на выделение и проверку четких, конкретно обозначенных переменных. Изучив фундаментальные принципы, лежащие в основе проведения научных экспериментов, вы сможете применить их и в своих собственных экспериментах. Вне зависимости от цели исследования, все хорошие эксперименты проводятся по принципам логики и дедукции, лежащим в основе научного метода познания, и не важно, что именно вы изучаете - что-то на школьном уровне или же бозон Хиггса.

Шаги

Часть 1

Подготовка научного эксперимента

Выберите тему исследования. Эксперименты, чьи результаты приводят к полномасштабному пересмотру взглядов научного сообщества на ту ил иную проблему, крайне редки. Большая часть экспериментов ставит перед собой задачу поскромнее - ответить на какой-то конкретный вопрос. Научное знание имеет в своей основе накопление знаний, получаемых в ходе бесчисленных экспериментов. Выберите тему или вопрос, остающийся без ответа, которые можно исследовать, проведя небольшой эксперимент.

• Например, если вы хотите провести эксперимент с сельскохозяйственным удобрением, то формулируйте вопрос не так - “Какое удобрение самое лучшее?” Почему? В мире полным-полно различных удобрений, в рамках одного эксперимента вы не сможете исследовать все сразу. Лучше будет сделать вопрос конкретнее: “какая концентрация азота в удобрении приводит к самым высоким урожаям кукурузы?”.
• Современное научное знание - штука очень, очень обширная. Если вы намереваетесь провести серьезное научное исследование, то перед началом эксперимента тщательнейшим образом изучите, как говорится, матчасть. Может, в прошлом уже проводились эксперименты, отвечающие на ваш вопрос? Если да, то скорректируйте тему своего исследования так, чтобы изучить какую-то тему, которая так и осталась неисследованной.

1. Выделите переменную или переменные. Хороший научный эксперимент занимается тем, что тестирует конкретные, измеряемые параметры, которые называются “переменные”. Если в общих чертах, то ученый проводит эксперимент с некоторым рядом тестируемых переменных. При проведении эксперимента крайне важно изменять только конкретные переменные, исследуемые вами (и только их)!

   • Вернемся к примеру с удобрением. Наш ученый будет выращивать кукурузу на нескольких грядках в почке, удобренной удобрениями с разным содержанием азота. На каждую грядку будет вноситься одинаковое количество удобрений. Более того, ученый даже обязательно убедится в том, что содержание азота - это единственная разница между удобрениями. Кроме того, ученый будет выращивать одно и тоже количество растений кукурузы на каждой грядке, будет выращивать их в одно и то же время и в одном и том же типе почвы.

2. Выступите с гипотезой. Гипотеза - это мнение о том, какими будут результаты эксперимента. Гипотеза, к слову сказать, это вовсе не слепая догадка, нет! Хорошие гипотезы составляются на базе предварительного исследования темы эксперимента (это проводится в момент выбора темы исследования). Постройте гипотезу на основании данных, полученных в ходе схожих экспериментов, проведенных вашими коллегами или, если изучаемая вами проблема еще не очень хорошо задокументирована, на основании научной литературы и проведенных исследований, данные которых вы сумеете найти. И помните, что гипотеза может оказаться и ошибочной - но даже в таком случае это будет считаться результатом, достижением! Почему? А потому, что вы доказали, что гипотеза, предложенная вами, не верна.

   • Как правило, гипотеза имеет вид квантифицирующего декларативного предложения. Гипотеза также учитывает то, как будут изменяться параметры эксперимента. Для нашего эксперимента с удобрениями хорошая гипотеза прозвучит так: “Удобрение кукурузы удобрениями, содержащими 400 г. азота на 36.3 литра, приведет к большей массе урожая, нежели в случае использования удобрений с другим содержанием азота”.

3. Обдумайте, как вы будете собирать данные. Важно заранее знать две вещи: 1) когда вы будете собирать данные; 2) какие вы будете собирать данные. Измерять эти данные надо в условное время или, если то необходимо, через регулярные интервалы. В нашем случае измеряется вес урожаев кукурузы в килограммах после определенного периода роста. Затем это сравнится с содержанием азота в удобрениях, которые вносили в почку. Впрочем, в других экспериментах вполне уместно будет производить сбор данных интервально.

   • Если организовать данные в таблицу, то работать будет гораздо проще.
   • Знайте разницу между зависимыми и независимыми переменными. Независимые переменные - это то, что меняете вы. Зависимые переменные - то, что меняется с изменением независимой переменной. В нашем примере, соответственно, независимой переменной будет “содержание азота”, а зависимой - масса урожая. Все эти данные хорошо встанут в таблицу в соответствующие колонки.

4. Методично проведите эксперимент. Начните свой эксперимент и тестируйте переменную. Практически во всех случаях, когда нужно измерить несколько переменных, вам придется провести эксперимент несколько раз. Так, мы будем выращивать идентичные растения кукурузы и удобрять их удобрениями с разным содержанием азота. И чем шире диапазон входящих данных, тем лучше. Записывайте столько данных, сколько это вообще возможно.

   • Неотъемлемой частью любого хорошего эксперимента является т.н. “контрольный образец”. Так, одна из ваших грядок с кукурузой должна быть без исследуемой переменной. Говоря проще, одну грядку нужно удобрять удобрением, в котором нет азота. Это и будет контрольным образцом - своего рода базовой линией, в сравнении с которой будут изучаться прочие грядки.
   • Работая с опасными материалами или выполняя опасные действия, соблюдайте все требования безопасности.

5. Соберите данные. Вносите получаемые в ходе эксперимента данные в таблицу по мере поступления - так будет проще работать. Не забывайте указывать резко выделяющиеся значения.

   • Очень полезно будет визуально представлять данные, особенно если такая возможность есть. Разместите на графике ключевые точки и обозначьте тренды прямой или курсивной линией. Это поможет вам и всем остальным визуализировать шаблоны из данных. В простейших экспериментах за ось х берут данные по независимым переменным, а осью у служат данные по зависимым переменным.

6. Проанализируйте данные и сделайте вывод. Была ли гипотеза верна? Какие тренды можно выделить на основе наблюдаемых данных? Столкнулись ли вы с чем-то неожиданным в ходе эксперимента? Остались ли у вас вопросы без ответа, которые могут составить основу для следующего эксперимента? Оценивая результаты, постарайтесь ответить на все эти вопросы. Если же ваши данные не позволяют дать четкого ответа относительно истинности гипотезы, то проведите дополнительные эксперименты и соберите еще больше данных.

   Часть 2

   Проведение эксперимента

   1. Выберите тему и обозначьте переменные. В качестве примера возьмем небольшой и простой эксперимент. Скажем, мы исследуем то, как влияет использование разных аэрозолей на расстояние полета снаряда в картофелестрелах!

      • Итак, тип используемого аэрозоля - это независимая переменная, а вот длина полета снаряда - зависимая.
      • Кое о чем все же следует задуматься. Так, вы должны убедиться, что снаряды одного и того же веса, а также вы должны быть уверены в том, что каждый выстрел потребляет одинаковое количество аэрозоля. Почему? Оба этих параметра могут повлиять на дистанцию полета снаряда. Поэтому взвесьте все снаряды и старайтесь, чтобы выстрелы потребляли одинаковое количество аэрозоля.

   2. Выдвигайте гипотезу. Итак, мы взяли несколько видов аэрозолей (спрей для волос, кулинарный спрей и спрей-краску). Допустим, в спрее для волос бутана больше, чем в остальных спреях. Так как мы знаем, что бутан - газ воспламеняющийся, то мы можем выдвинуть гипотезу о том, что именно спрей для волос вытолкнет снаряд дальше всего. Итак, гипотеза: “Более высокая концентрация бутана в аэрозоле (спрее для волос) приведет к тому, что среднестатическая дистанция, преодолеваемая снарядом весом 250-300 г. после выстрела, будет превышать аналогичные дистанции при стрельбе с использованием прочих аэрозолей.”

   3. Заранее организуйте процесс сбора данных. В нашем эксперименте мы будет тестировать все аэрозоли по 10 раз, после чего выведем средний результат. В качестве контрольного образца, в свою очередь, будет использован аэрозоль, не содержащий бутан. В качестве подготовки к проведению эксперимента вы соберем картофелестрел, убедимся в том, что он работает, закупим спреи и взвесим картошку… то есть снаряды.

      • И вот как будет выглядеть таблица для записи данных, в которой будет 5 колонок:
        • Первая колонка - номер испытания. Клетки этой колонки будут содержать порядковый номер испытания, от 1 до 10.
        • Следующие четыре колонки будут подписаны названиями используемых аэрозолей. В клетках каждой из колонок будет записано расстояние, которое пролетит снаряд после выстрела.
        • Под каждой из этих четырех колонок нужно оставить оставить место для записи среднего значения.

      • Сделайте выводы. После того, как результаты будут проанализированы, вы сможете смело сказать, что выдвинутая вами гипотеза была верна. К тому же, вы также сможете сказать, что открыли нечто неожиданное - что кулинарный спрей дает самые постоянные результаты. Кроме того, можно сообщить о проблемах, с которыми вы столкнулись в ходе эксперимента - например, что краска их краски-спрея покрывает дуло картофелестрела, что затрудняет каждый последующий выстрел. А напоследок вы можете дать рекомендации о том, какие вопросы заслуживают дальнейшего изучения - возможно, что больший объем используемого топлива даст и больший результат.

        • Поделитесь своими открытиями с миром! Найдите издание или формат, в котором будет уместнее всего явить восхищенному миру результаты ваших изысканий - и вперед!
   • Веселитесь, но и про технику безопасности не забывайте.
   • Наука - это игра в “задай сложный вопрос”. Не бойтесь задавать сложные вопросы касательно неисследованных тем.