Знание-сила, 2008 № 06 (972)

Ханс Кристиан Эрстед

Считается, что в учебниках закреплен современный взгляд на состояние науки — вместе с хотя бы беглым обзором истории самых великих открытий. Но вопроса: как рассуждал твой сосед по парте, когда решил писать «под нос» раздельно — ни о Галилее, ни о современных галилеях почти никто из авторов учебников себе не задает. К самым катастрофическим последствиям это привело, наверное, в школьном курсе химии, где спутаны все мировоззренческие и философские основания научных концепций и целых парадигм. Но и в более благополучных дисциплинах некая — чаще всего сильно устаревшая — парадигма не осмысляется, не обсуждается, а принимается самими авторами, вслед за ними — их учениками за истину в последней инстанции, обсуждению вовсе не подлежащую; так получилось, например, с евклидовой геометрией, которую многие поколения, по выражению исследователей, «всасывают с молоком матери» как единственно возможное и правильное представление о пространстве.

Когда Елена Вениаминовна Зайцева со своими десятиклассниками разбиралась в сложных взаимоотношениях электричества и магнетизма, все шло, как обычно: выдвигали гипотезы, объединялись в группы «по убеждениям», разрабатывали систему доказательств, рисовали схемы процесса, как они его видели, долго пытались убедить друг друга: группа на группу, схема на схему, доклад на доклад.

— Больше всего подростки не любят признавать свою неправоту: я, мол, не могу привести аргументы, но если поискать, они, конечно, найдутся. Ищут. К учительнице математики приставали: «Как вы думаете, электричество и магнетизм — одно и то же?» — «Думаю, это разные вещи». И тут же, заглядывая в глаза: «Ольга Леонидовна, а почему вы так думаете?» Отправляются в библиотеки, шарят в Интернете и порой приносят вещи самые диковинные. Например, с восторгом приволокли уникальную статью Эрстеда о взаимодействии электричества и магнетизма: вот, вы говорили — не взаимодействуют, а как же эксперимент Эрстеда?! Он же доказал...Что доказал, спрашиваю. Пересказывают известный опыт, но в современной терминологии — объясняя его взаимодействием электрических и магнитных полей. Предлагаю почитать саму статью. Вы только послушайте, какие тексты они у меня теперь могут раскусывать!

Известный как опыт Эрстеда по взаимодействию провода с током и магнитной стрелки, в свое время он назывался более чем оригинально для нашего уха: «Опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнитную стрелку». И объяснение: «Из сделанных наблюдений можно заключить, что этот конфликт образует вихрь вокруг проволоки. Иначе было бы не понятно, как один и тот же участок проволоки, будучи помещен под магнитным полюсом, относит его к востоку, а находясь над полюсом, привлекает его к западу. Если предположить, что отрицательная электрическая сила или материя описывает (путь) слева направо и действует на Северный полюс, не влияя на Южный, а положительная электрическая материя движется в противоположном направлении и обладает свойством действовать на Южный полюс, не влияя на Северный, то тогда становится понятным вращение стрелки».

Это был мир без электронов — о них заговорят только через 80 лет.

Электричество ученый видел по аналогии с гидродинамической моделью: оно течет, как электрическая жидкость, хоть и называется электрической материей. Положительная энергия течет в одну сторону, отрицательная — в другую, ей навстречу. Когда они начинают одна сквозь другую проходить (тут Елена Вениаминовна пронизывает пальцы одной руки пальцами другой — действительно на пальцах объясняет), возникает «электрический конфликт». Каждая закручивает вихрь вокруг проводника в свою сторону; вихрь отрицательной энергии при этом действует на северный конец стрелки, а положительной — на южный.

— Этот образ еще надо увидеть, — говорит Зайцева. — «Электрический конфликт», «положительная электрическая материя», «вихрь» — картинка совершенно не такая, которая может возникнуть в голове нашего современника. Это «идеализации» Эрстеда, у наших школьников они совсем другие.

Тоже не Бог весть, какое открытие — что великие ученые прошлого представляли себе мир совсем иначе, чем мы сегодня. Но и не это главное (хотя Эрстеда «потрогать руками» очень приятно): главное в обнаружении, выволакивании наружу картины мира, которую обычно никто не обсуждает, в ней просто живут, не замечая, насколько она диктует нам, что и как видеть в окружающем мире. И даже не в самом этом тезисе, а опять-таки в технологии прохождения от картины мира (состоящей, на языке создателей проекта, из смутных обобщенных образов, при известных усилиях превращающихся в осмысленные «идеализации») к созданию модели нового ее фрагмента. Все дело в технологии теоретического мышления. Картина мира, образы, модели, парадигмы меняются — само теоретическое мышление, похоже, остается все тем же.

— Традиционный школьный курс строится не под проблему, а под определенный блок знаний, — объясняет мне Елена Вениаминовна. — А мы берем проблему на границе знаний. И даже когда «переоткрываем» открытия, часто доходим до края известного. Пусть проблема будет давняя: свет — волна или частица? — с XVII века обсуждается — но ведь так и не решено! Нерешенные проблемы стимулируют и исключают имитацию. Войдя во вкус, ребята предлагают очень много гипотез. Если ответ один и он известен — все на этом кончается; если нет — имеешь дело со всем полем способов и предположений. В нерешенных проблемах есть некоторое внутреннее напряжение материала, а в решенной — нет.

Общий вид реактора ИТЭР

Когда проблема как раз из третьей части доски, там, где «никто не знает», учителя пишут не план урока, а его сценарий с огромным полем импровизаций и совершенно неопределенным результатом. И не только содержательно. Не известно, какой именно ход мысли породит ощущение прорыва, какое столкновение, какая безумная реплика вдруг обозначат крутой поворот сюжета и какие именно мыслительные операции вынесут ученики с такого урока-«мозгового штурма».

Учителя редко попадают в ситуацию такой неопределенности, и она для них непривычна. Е.В. Зайцева говорит, что на такой урок идти страшно — а Елена Вениаминовна, сразу видно, не из пугливых.

И все-таки научиться ездить на велосипеде можно, только если будешь ездить на велосипеде. Другого способа пока никто не изобрел. Если вы хотите научить детей теоретическому мышлению, вы должны заниматься с ними наукой. Настоящей нынешней живой наукой, а не засушенными ее цветами из гербария учебников.