17 марта 1853 года умер профессор физики Венского университета Кристиан Доплер (Christian Doppler). Он открыл физический эффект, который мы все когда-либо наблюдали - изменение тона гудка приближающегося или удаляющегося поезда. В первом случае он выше, а во втором ниже, чем у неподвижно стоящего.

Это легко объяснить. Тон звука, слышимый нами, зависит от частоты звуковой волны, доходящей до уха. Если источник звука движется нам навстречу, то гребень каждой следующей волны приходит чуть быстрее, так как был испущен уже ближе к нам. Волны воспринимаются ухом, как более частые, то есть звук кажется выше. При удалении источника звука, каждая следующая волна испускается чуть дальше и доходит до нас чуть позднее предыдущей, а мы ощущаем более низкий звук.

То же самое происходит, если движется не источник звука, а мы сами. Если мы набегаем на волну, её гребни пересекаем чаще, и звук кажется выше. Если убегаем от волны - наоборот. То есть не важно - движется источник или приёмник звука. Для наблюдения эффекта Доплера главное - их движение относительно друг друга. Этот эффект наблюдается не только для звука, а и для волн любой частоты - световых и даже радиоактивного излучения.

Благодаря эффекту Доплера, астрономы установили, что вселенная расширяется - звёзды разбегаются друг от друга. С его помощью определяются параметры движения планет и космических аппаратов. Эффект Доплера лежит в основе радаров, с помощью которых гаишники определяют скорость автомобиля. Медики используют этот эффект для того, чтобы с помощью ультразвукового прибора отличить вены от артерий при проведении инъекций.

Самое поразительное, что эффект Доплера работает и в случае, когда частоты колебаний огромны, как в случае радиоактивного излучения, а относительные скорости источника и поглотителя - всего миллиметры в секунду. То есть энергия гамма-квантов меняется за счёт эффекта Доплера на очень незначительную величину. Это используется в спектрометрах ядерного гамма резонанса (мёссбауэровских спектрометрах).

И всё это стало возможным благодаря Кристиану Доплеру. Он родился 29 ноября 1803 года в Зальцбурге. В 1825 году окончил Политехнический институт в Вене, с 1829 по 1833 преподавал высшую математику в Вене. Затем, в течение полутора лет, ему пришлось работать клерком на хлопчатобумажной фабрике. Он даже хотел эмигрировать в Америку, но получил приглашение быть профессором в Праге, где проработал с 1835 по 1847 год. С 1847 года Доплер - профессор Горной и Лесной академий в Хемнице (Венгрия), с 1848 года - член Венской Академии Наук. С 1850 года - профессор Венского университета.

В конце 1853 года у Доплера обострилось заболевание туберкулёзом, и он вынужден был поехать на лечение в Венецию, где после пяти месяцев болезни, не дожив до 50 лет, 17 марта 1853 года скончался...

Всем знакомо это чувство глубокого разочарования в самом себе, когда слово вертится на кончике языка. С 60-х годов это явление изучалось: ученые пытались сделать с ним хоть что-то. И спасибо науке – спасение нашлось. Понятие прескевю, что значит «почти увиденное», описывает состояние, когда ты почти нашел слово, уверен, что знаешь его. И будь у тебя полсекунды, сумел бы сказать, но нет – не выходит. В английском языке такого слова нет.

Согласно исследованиям, ситуации, когда слова зависают на кончике языка, случаются постоянно. Большинству это действует на нервы раз в неделю. Но вот людям в возрасте уже раз в день. Слова вертятся на языке в большинстве языков – от арабского до бурского – и хуже всего, когда их блокируют так называемые «уродливые сестрицы». Пытаешься вспомнить, как звали Ван Гога, а в голове только «Вин Дизель». Чтобы понять, как это происходит, ученые совместили неврологию и компьютерные науки, и получили так называемые нейросетевые модели. В них описываются способы компьютерной симуляции процесса обработки языка нейронами. В этих моделях мозг представлен в виде сети связанных узлов – центров обработки информации. Своего рода компьютеров. Хотя описание в нейросетевых моделях строится на примере сети и узлов, принцип их работы похож на работу мозга.

В 1949 психолог Дональд Хебб вывел теорию, объясняющую, как нейроны меняются во время расшифровки информации. Так мы учимся. И в нейросетевых моделях, и в неврологии, во время мышления конкретные кластеры нейронов или узлов активируются, т.е. начинают посылать друг другу сигналы. Затем активация передается от высших, более сложных групп к простым. Сперва эти паттерны кажутся непредсказуемыми, но со временем становятся вполне регулярными. Во время мышления определенные кластеры нейронов активируются, и связи между ними изменяются, физически увеличивая вероятность того, что и потом они активируются вместе. Словно тропинка в лесу – чем чаще по ней ходишь, тем более она протоптана. Запоминать – это, конечно, здорово, но какой в этом прок, если этим нельзя воспользоваться?

Мозг начинает поиск информации с кластеров высшего уровня, содержащих семантическую или смысловую информацию. И только потом активация доходит до низшей группы, где содержатся фонологическая или звуковая информация. Например, вам хочется поговорить о мече короля Артура. Кластеры высшего уровня реагируют первыми. Потом активация доходят до кластеров каждого звука, слово Excalibur. Если слово вертится на кончике языка, значит кластеры смысла уже отреагировали, а звуковые кластеры еще не полностью активизировались, потому что сигнал в мозге идет окружным путем, а не прямым. Вот почему часто можно описать свойство слова, а не само слово целиком. Это как «начинается с ш-» или «рифмуется с егерь». Когда пытаешься вспомнить, кто играл Терминатора.

Еще оказалось: если слово подсказать, можно принести больше вреда, чем пользы. Исследователи называют это «эффект резолюции»: если самому найти слово, более вероятно, что мозг закрепит правильный путь от смысла к звуку. Так что, если в следующий раз кто-то попросит тебя подсказать слово, можешь посмотреть ему прямо в глаза и сказать: «Нет, так ты ничему не научишься!». Но есть другие способы помочь. Если дать человеку, у которого слово вертится на языке, подсказку. Например, «Арн», когда речь идет об Арнольде Шварценеггере, это поможет ему установить правильные связи в мозге. И в следующий раз ему будет легче вспомнить слово или чье-то имя самому.