Важливо знати

Физические усилия

На первом курсе я понял, что меня обманули. То, что пять лет преподавали в школе под названием «физика», на самом деле физикой не было. Из нее вынули стержень, вырвали хребет – математическую основу. Нет, конечно, кучу формул вроде F = m*a или U= I*R каждый из нас должен был затвердить наизусть. Но без понимания, откуда они берутся и что означают, школьная физика превращалась в бессмысленную груду определений, фактов и непонятных значков, в которой тонул и засыпал самый стойкий разум.

А ведь математическая основа физики – это волшебное зеркало или, скорее, зазеркалье. Туда можно заглянуть – и увидеть, понять без дорогих экспериментов, как именно будет вести себя кусочек нашего мира при таких-то обстоятельствах: по какой траектории будет падать сброшенный с самолета чемодан, отразится от поверхности воды закатный луч или уйдет в глубину освещать морских гадов и пр. и пр. Это занятно. Это интересно. Это, в конце концов, красиво!

Вот только, чтобы оценить эту красоту, нужно понимать, откуда берется такая математика, какой за нею прячется смысл. Да, физика стоит на дифференциальном и интегральном исчислении. Так его все равно учат в школе! В мое время кровавые ошметки этой прекрасной науки преподавались в курсе «алгебра и начала анализа». Равно как кусочки векторной алгебры шли в курсе «геометрия» (логики тут маловато, я знаю). Но учителя физики об этом, кажется, не догадывались и даже не пытались показать глубокую связь физики и математики, не объясняли, что такое вообще физический закон, что он обязательно должен быть записан в такой-то математической форме…

Думаю, многие из них до сих пор об этом не задумываются, иначе знали бы, что открытое Архимедом в ванне явление — никакой не закон, а простая задачка. Собственно, к решению задачек школьная физика и сводилась: возьми числа из условия, подставь в нужную формулу, получи пятерку.

Ладно, я допускаю, что красоту математической теории способны оценить не все. Но физические эксперименты и без знака интеграла ставить можно. И даже без синхрофазотрона, который не всякой школе по карману. Скажем, устроить безопасный и при этом эффектный паровой взрыв стоит копейки. Или построить Y-образный маятник Блэкберна, рисующий струйкой песка удивительные фигуры. Или поместить волчок на натянутую струну. А все эти линзы, призмы, эллиптические и параболические зеркала — это ж какое яркое представление устроить можно!

Да, сейчас множество опытов можно посмотреть youtub’e. Но одно дело посмотреть, другое – пощупать руками, покрутить, провести самому и даже слегка получить по пальцам. И убедится, что физика – это весело, интересно, порой жутковато и даже опасно, но полезно. Что это не про древних дядек, которые зачем-то бегали голыми с криком «Эврика» или роняли шары с падающей башни, а про окружающий мир. Каков он, что в нем есть забавного, опасного, полезного, красивого… Вот это – первично. Ведь ребенок (если его не пересушить школой) – существо любознательное и даже отважное. Он любит, чтоб «бабах», чтоб искры, дым, треск ударяющихся друг о друга шариков, скатившихся с по желобам разной формы… А потом уже можно и про дядек, среди которых – вот удивительно! – тоже попадались живые люди, любившие «бабах», искры и дым. И придумавших чудной язык формул, чтобы объяснять, почему в этом случае бабахнет, а в том – нет.

Зачем все это? Ну да, а зачем вообще учить физику? Вряд ли подавляющему большинству нынешних школьников понадобится на практике формула дифракционной решетки или решение задачи о математическом маятнике. Но, во-первых, знать основы того, как устроен мир, не вредно: меньше шансов купить у шарлатана «жидкость для снятия радиации» или «насадку на провод, уменьшающую энергопотребление вдвое». А во-вторых и в-главных, крайне полезно иметь общее представление о том, как ум человеческий подходит к решению новых задач. Неважно, каких – хоть экономических, хоть математических, хоть физических.

(Кстати, они порой оказываются связанными, скажем, важнейшее в математике число е (основание натурального логарифма) в свое время вывел Якоб Бернулли, исследуя сложный банковский процент.) Нужно знать, как формируются гипотезы, создаются модели, как они проверяются на практике, какие при этом гремят споры и т. д. И вот тут именно физика как одна из самых разработанных человечеством наук лучше всего подходит на роль учебного пособия.