Научные журналы физики читать онлайн. Физика – настоящая и ненастоящая
Если вы считаете физику скучным и ненужным предметом, то глубоко заблуждаетесь. Наша занимательная физика расскажет, почему птица, сидящая на проводе линии электропередач, не гибнет от удара током, а человек, попавший в зыбучие пески, не может в них утонуть. Вы узнаете, действительно ли в природе не существует двух одинаковых снежинок и был ли Эйнштейн в школе двоечником.
10 занимательных фактов из мира физики
Сейчас мы ответим на вопросы, которые волнуют многих людей.
Зачем машинист поезда сдает назад перед тем, как тронуться?
Всему виной сила трения покоя, под воздействием которой находятся стоящие без движения вагоны поезда. Если паровоз просто поедет вперед, он может не сдвинуть состав с места. Поэтому он слегка отталкивает их назад, сводя к нулю силу трения покоя, а затем придает им ускорение, но уже в другом направлении.
Существуют ли одинаковые снежинки?
Большинство источников утверждает: в природе не существует одинаковых снежинок, поскольку на их формирование влияет сразу несколько факторов: влажность и температура воздуха, а также траектория полета снега. Однако занимательная физика утверждает: создать две снежинки одинаковой конфигурации можно.
Это экспериментально подтвердил исследователь Карл Либбрехт. Создав в лаборатории абсолютно идентичные условия, он получил два внешне совершенно одинаковых снежных кристалла. Правда, следует отметить: кристаллическая решетка у них все-таки была разной.
Где в Солнечной системе находятся самые большие запасы воды?
Никогда не догадаетесь! Самым объемным хранилищем водных ресурсов нашей системы является Солнце. Вода там находится в виде пара. Его наибольшая концентрация отмечена в местах, которые мы называем «пятнами на Солнце». Ученые даже высчитали: в этих районах температура на полторы тысячи градусов ниже, чем на остальных участках нашей горячей звезды.
Какое изобретение Пифагора было создано для борьбы с алкоголизмом?
Согласно легенде, Пифагор, дабы ограничить употребление вина, сделал кружку, которую можно было наполнить хмельным напитком только до определенной метки. Стоило превысить норму хоть на каплю, и все содержимое кружки вытекало наружу. В основе этого изобретения лежит действие закона о сообщающихся сосудах. Изогнутый канал в центре кружки не позволяет ее наполнять до краев, «избавляя» емкость от всего содержимого в случае, когда уровень жидкости находится выше изгиба канала.
Можно ли превратить воду из проводника в диэлектрик?
Занимательная физика утверждает: можно. Проводниками тока являются не сами молекулы воды, а содержащиеся в ней соли, точнее их ионы. Если их удалить, жидкость потеряет способность проводить электрический ток и станет изолятором. Другими словами, дистиллированная вода является диэлектриком.
Как выжить в падающем лифте?
Многие считают: нужно подпрыгнуть в момент удара кабины о землю. Однако данное мнение неверно, поскольку предугадать, когда произойдет приземление, невозможно. Поэтому занимательная физика дает другой совет: лягте спиной на пол лифта, стараясь максимально увеличить площадь соприкосновения с ним. В этом случае сила удара будет направлена не на один участок тела, а равномерно распределится по всей поверхности — это значительно увеличит ваши шансы на выживание.
Почему птица, сидящая на проводе высокого напряжения, не гибнет от удара током?
Тела пернатых плохо проводят электрический ток. Прикасаясь лапами к проводу, птица создает параллельное соединение, но поскольку она является не самым лучшим проводником, заряженные частицы движутся не через нее, а по кабельным жилам. Но стоит птахе соприкоснуться с заземленным предметом, и она умрет.
Горы находятся к источнику тепла ближе равнин, но на их вершинах гораздо холоднее. Почему?
Этот феномен имеет очень простое объяснение. Прозрачная атмосфера беспрепятственно пропускает солнечные лучи, не поглощая их энергию. Зато почва отлично впитывает тепло. Именно от нее потом и прогревается воздух. Причем чем выше его плотность, тем лучше он удерживает получаемую от земли тепловую энергию. Но высоко в горах атмосфера становится разреженной, а потому и тепла в ней «задерживается» меньше.
Могут ли засосать зыбучие пески?
В фильмах нередко встречаются сцены, где люди «тонут» в зыбучих песках. В реальной жизни — утверждает занимательная физика — подобное невозможно. Выбраться самостоятельно из песчаного болота у вас не получится, ведь чтобы вытащить только одну ногу, придется приложить столько усилий, сколько тратится на подъем легкового автомобиля средней массы. Но и утонуть вы тоже не сможете, поскольку имеете дело с неньютоновской жидкостью.
Спасатели советуют в таких случаях не делать резких движений, лечь спиной вниз, раскинуть руки в стороны и ждать помощи.
Существует ли в природе ничто, смотрите в видео:
Удивительные случаи из жизни известных физиков
Выдающиеся ученые в большинстве своем фанатики своего дела, способные ради науки на все. Так, например, Исаак Ньютон, пытаясь объяснить механизм восприятия света человеческим глазом, не побоялся поставить опыт на себе. Он ввел в глаз тонкий, вырезанный из слоновой кости зонд, одновременно надавив на тыльную часть глазного яблока. В результате ученый увидел перед собой радужные круги и доказал таким образом: видимый нами мир — не что иное, как результат давления света на сетчатку.
Русский физик Василий Петров, живший в начале XIX века и занимавшийся изучением электричества, срезал на своих пальцах верхний слой кожи, чтобы повысить их чувствительность. В то время еще не существовало амперметров и вольтметров, позволявших измерять силу и мощность тока, и ученому приходилось делать это наощупь.
Репортер спросил А. Эйнштейна, записывает ли он свои великие мысли, и если записывает, то куда — в блокнот, записную книжку или специальную картотеку. Эйнштейн посмотрел на объемистый блокнот репортера и сказал: «Милый мой! Настоящие мысли приходят так редко в голову, что их нетрудно и запомнить».
А вот француз Жан-Антуан Нолле предпочел поставить эксперимент на других, Проводя в середине XVIII века эксперимент по вычислению скорости передачи электрического тока, он соединил 200 монахов металлическими проводами и пропустил по ним напряжение. Все участники эксперимента дернулись практически одновременно, и Нолле сделал вывод: ток бежит по проводам ну о-о-очень быстро.
Историю о том, что великий Эйнштейн был в детские годы двоечником, знает практически каждый школьник. Однако на самом деле Альберт учился очень хорошо, а его знания по математике были гораздо глубже, чем того требовала школьная программа.
Когда юный талант попытался поступить в высшую политехническую школу, он набрал высший балл по профильным предметам — математике и физике, но по остальным дисциплинам у него оказался небольшой недобор. На этом основании ему было отказано в приеме. На следующий год Альберт показал блестящие результаты по всем предметам, и в возрасте 17 лет стал студентом.
Забирай себе, расскажи друзьям!
Читайте также на нашем сайте:
Показать еще
Конструирование баргмановских гамильтонианов матричного уравнения Шредингера
Предложен способ построения баргмановских гамильтонианов матричного уравнения Шредингера и решения этого уравнения, основанный на свойствах характеристической функции. Его можно использовать для решения многих задач квантовой физики и теории солитонов.
2008 / Зайцев А. А., Каргаполов Д. А.Определение потенциальной функции молекулы AsH3 на основе экспериментальных данных
Рассматривается задача определения внутримолекулярной потенциальной функции молекулы типа симметричного волчка на примере молекулы арсина AsH3. Для решения данной задачи разработан пакет программ на аналитическом языке MAPLE, позволяющий связывать между собой параметры потенциальной функции,...
2006 / Юхник Ю. Б., Бехтерева Е. С., Синицын Е. А., Булавенкова А. С.Акустическая неустойчивость в камерах с усреднённым потоком и выделением тепла
Acoustic instability appearing in chambers with isothermal or reacting mean flow is an important engineering problem. The subject of this work is the instability that is coupled with vortex shedding and impingement, which can also be accompanied by heat release. A reduced-order theory is formulated ...
2004 / Matveev Konstantin I.Дифракционные эффекты при измерении скорости звука в жидкостях
Рассмотрены абсолютная и относительная дифракционные погрешности измерителей скорости звука в жидкостях. Показано, что в режиме постоянной длины звуковой волны могут быть введены дифракционные поправки во всем диапазоне измерения скорости звука по независимым данным в реперной точке при температуре...
2009 / Бабий Владлен ИвановичПрофессор Г. А. Иванов и его научная школа
Статья посвящена памяти профессора Г. А. Иванова известного ученого, специалиста в области физики твердого тела, педагога, заведующего кафедрой общей и экспериментальной физики РГПУ им. А. И. Герцена, организатора научного направления и научной школы в области физики полуметаллов и узкозонных...
2002 / Грабов Владимир МиновичДвойной ядерный квадрупольный резонанс 14N некоторых азотсодержащих соединений
Рассмотрены особенности наблюдения сигналов ЯКР азота косвенными методами. Определены условия повышения эффективности контакта спиновых подсистем в статических магнитных полях. Это позволяет регистрировать спектры 14N в диапазоне частот менее 1 МГц при комнатной температуре. Метод может...
2009 / Гречишкин В. С., Шпилевой А. А.СПЕКТРАЛЬНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ УРАНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ В КРИСТАЛЛАХ LiF
Представлены результаты исследований с наносекундным временным разрешением спектрально-кинетических параметров импульсной фотолюминесценции при 300 К кристаллов LiF, содержащих уран-гидроксильные комплексы. Показано, что облучение кристалла электронами приводит к разрушению этих комплексов, к...
2008 / Лисицына Л. А., Путинцева С. Н., Олешко В. И., Лисицын В. М.VIII международная конференция «Физика в системе современного образования (ФССО-05)»
2005 /Энергия границ зерен наклона в металлах и сплавах с ГЦК решеткой
Рассчитаны зависимости энергии границ зерен от угла разориентации соседних зерен в ГЦК-металлах и упорядоченных сплавах со сверхструктурой L12. На зависимостях зернограничной энергии от угла разориентации в металлах и упорядоченных сплавах обнаружен скачок энергии при 42°, связанный со сменой типа...
2008 / Векман Анатолий ВалериевичИсследование нелинейного взаимодействия сходящихся звуковых пучков в воздухе
2004 / Воронин В. А., Лавердо И. Н.Приближённое аналитическое решение линеаризованного по скорости уравнения Навье-Стокса в сфероидальной системе координат
2010 / Миронова Н. Н.Моделирование распределения атомов фоновой примеси вблизи краевой дислокации в кремнии
2006 / Какурин Ю. Б.Исследование экологического состояния мелководья с использованием параметрической антенны
2001 / Аббасов И. Б.Метод аппроксимации для определения числовых характеристик некоторых низкочастотных звуков человеческой речи
2008 / Митянок В. В.Развитие электровзрывной технологии получения нанопорошков в НИИ высоких напряжений при Томском политехническом университете
Представление данные о работах, выполненных в НИИ высоких напряжений и связанных с электрическим взрывом проводников и получением нанопорошков.
Задача о волнах малой амплитуды в канале переменной глубины
В работе рассматриваются две частные задачи гидродинамики и теории волн непотенциальное движение идеальной несжимаемой неоднородной жидкости над твердым и деформируемым дном. Представленная математическая модель аналитически реализована в линейной аппроксимации. Полученное решение позволяет...
2005 / Перегудин Сергей ИвановичОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ ПО ФИЗИКЕ С ЭЛЕМЕНТАМИ СИСТЕМНО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНОГО ПОДХОДА
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИФРОВОЙ ЛАБОРАТОРИИ «vernier» НА УРОКАХ И ВО ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Физику называют экспериментальной наукой. Многие законы физики открыты благодаря наблюдениям за явлениями природы или специально поставленным опытам. Опыт либо подтверждает, либо опровергает физические теории. И чем раньше человек приучается проводить физические эксперименты, тем раньше он может надеяться стать искусным физиком экспериментатором.
Преподавание физики, в силу особенности самого предмета, представляет собой благоприятную среду для применения системно-деятельностного подхода, так как курс физики средней школы включает в себя разделы изучение и понимание которых требует развитого образного мышления, умения анализировать и сравнивать.
Особенно эффективными методами работы являются элементы современных образовательных технологий, такие как экспериментальная и проектная деятельность, проблемное обучение, использование новых информационных технологий . Данные технологии позволяют приспособить учебный процесс к индивидуальным особенностям обучающихся, содержанию обучения различной сложности, создают предпосылки для того, чтобы ребенок участвовал в регуляции собственной учебной деятельности.
Повысить уровень мотивации школьника можно только, вовлекая его в процесс научного познания в сфере учебной физики. Одним из важных способов повышения мотивации обучающегося является экспериментальная работа. Ведь умение экспериментировать – это самое важное умение. Это вершина физического образования.
Физический эксперимент позволяет связать в единое целое практические и теоретические проблемы курса. При прослушивании учебного материала школьники начинают уставать, и их интерес к рассказу снижается. Физический эксперимент, особенно самостоятельный, хорошо снимает тормозное состояние головного мозга у ребят. В ходе эксперимента обучающиеся принимают в работе активное участие. Это способствует развитию у школьников умений наблюдать, сравнивать, обобщать, анализировать и делать выводы.
Ученический физический эксперимент - это метод общеобразовательной и политехнической подготовки школьников. Он должен быть краток по времени, легок в постановке и нацелен на усвоение и отработку конкретного учебного материала.
Эксперимент позволяет организовать самостоятельную деятельность учащихся, а также развивать практические умения и навыки. В моей методической копилке содержится 43 фронтальных экспериментальных задания только для седьмого класса, не считая программных лабораторных работ.
В течение одного урока абсолютное большинство обучающихся успевают выполнить и оформить только одно экспериментальное задание. Поэтому мною были подобраны небольшие экспериментальные задания, которые по времени занимают не более 5 – 10 минут.
Опыт показывает, что проведение фронтальных лабораторных работ, решение экспериментальных задач, выполнение кратковременного физического эксперимента в несколько раз эффективнее, чем ответы на вопросы или работа над упражнениями учебника.
Но, к сожалению, многие явления в условиях школьного физического кабинета не могут быть продемонстрированы. К примеру, это явления микромира, либо быстро протекающие процессы, либо опыты с приборами, отсутствующими в лаборатории. В результате обучающиеся испытывают трудности в их изучении, так как не в состоянии мысленно их представить. В этом случае на помощь приходит компьютер, который может не только создать модель таких явлений, но также позволяет
Современный образовательный процесс немыслим без поиска новых, более эффективных технологий, призванных содействовать формированию навыков саморазвития и самообразования. Этим требованиям в полной мере отвечает проектная деятельность. В проектной работе целью обучения становится развитие у обучающихся самостоятельной активности, направленной на освоение нового опыта. Именно вовлечение детей в исследовательский процесс активизирует их познавательную деятельность.
Качественное рассмотрение явлений и законов – важная черта изучения физики. Ни для кого не секрет, что не все способны математически мыслить. Когда новое физическое понятие предъявляется ребенку сначала как результат математических преобразований, а потом происходит поиск ее физического смысла, у многих детей возникает и элементарное непонимание, и причудливое «мировоззрение», будто в действительности существуют именно формулы, а явления нужны лишь для их иллюстрации.
Изучение физики с помощью эксперимента дает возможность познавать мир физических явлений, наблюдать явления, получать экспериментальные данные для анализа наблюдаемого, устанавливать связь данного явления с ранее изученным явлением, вводить физические величины, измерять их.
Новой задачей школа стало формирование у школьников системы универсальных действий, а также опыта экспериментальной, исследовательской, организаторской самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, принятие целей обучения как личностно значимых, т. е. компетенций, которые определяют новое содержание образования.
Целью статьи является исследование возможности применения цифровой лаборатории Vernier для развития исследовательских навыков у школьников.
Исследовательская деятельность включает в себя несколько этапов, начиная от постановки цели и задач исследования, выдвижения гипотезы, заканчивая, проведением эксперимента и его презентацией.
Исследование может быть как кратковременным, так и долгосрочным. Но в любом случае, его проведение мобилизует ряд навыков у учащихся и позволяет формировать и развивать следующие универсальные учебные действия:
- систематизация и обобщение опыта по применению ИКТ в процессе обучения;
- оценка (измерение) влияния отдельных факторов на результат деятельности;
- планирование – определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата
- контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений и отличий от эталона;
- соблюдение правил техники безопасности, оптимальное сочетание форм и методов деятельности.
- коммуникативные умения при работе в группе;
- умения представлять аудитории результаты своей деятельности;
- развитие алгоритмического мышления, необходимого для профессиональной деятельности в современном обществе. .
Цифровые лаборатории «Vernier» – это оборудование для проведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных работ по физике, биологии и химии, проектной и исследовательской деятельности учащихся. В состав лаборатории водит:
- Датчик расстояния Vernier Go! Motion
- Датчик температурыVernier Go! Temp
- Адаптер Vernier Go! Link
- Датчика частоты сердечных сокращений (ручной пульсометр) Vernier Hand-Grip Heart Rate Monitor
- Датчик светаVernier TI/TI Light Probe
- Комплекс учебно-методических материалов
- Интерактивный USB-микроскоп CosView.
С помощью программного обеспечения Logger Lite 1.6.1 можно:
- собирать данные и отображать их в ходе эксперимента
- выбирать различные способы отображения данных – в виде графиков, таблиц, табло измерительных приборов
- обрабатывать и анализировать данные
- импортировать/экспортировать данные текстового формата.
- просматривать видеозаписи предварительно записанных экспериментов.
Лаборатория обладает рядом достоинств: позволяют получать данные, недоступные в традиционных учебных экспериментах, дают возможность производить удобную обработку результатов. Мобильность цифровой лаборатории позволяет проводить исследования за рамками учебного класса. Применение лаборатории позволяет реализовать системно - деятельсностный подход на уроках и занятиях. Эксперименты, проводимые с помощью цифровой лаборатории «Vernier» наглядны и эффективны, что дает возможность более глубокого понимания темя учащимися.
Применяя исследовательский подход к обучению, возможно создать условия для приобретения учащимися навыков научного экспериментирования и анализа. Кроме того, повышается мотивация учения посредством активного участия в процессе урока или занятия. Каждый ученик получает возможность провести собственный эксперимент, получить результат, рассказать о нем другим.
Таким образом, можно сделать вывод, что использование на уроках цифровой лаборатории Vernier позволяет формировать у учащихся навыки исследовательской деятельности, что повышает эффективность обучения и способствует достижению современных образовательных целей.
Перечень компонентов:
интерфейс для обработки и регистрации данных;
специальное программное обеспечение на CD-диске для работы с данными на компьютере;
специальное программное обеспечение на CD-диске для работы в режиме Wi-Fi всего оборудования лаборатории;
датчики для проведения экспериментов;
дополнительные аксессуары для датчиков;
Назначение лаборатории:
создание условий для более глубокого изучения физики, химии и биологии с применением современных технических средств;
повышение активности учащихся в познавательной деятельности и повышение интереса к изучаемым дисциплинам;
развитие творческих и личностных качеств;
создание условий при ограниченности бюджета одновременной работы всех учащихся над изучаемой темой с использованием современных технических средств;
исследовательская и научная работа.
Возможности лаборатории:
работа в одной беспроводной сети всех компонентов предлагаемой лаборатории, интерактивной доски, проектора, документ-камеры, личных планшетов и мобильных устройств учащихся;
возможность использования в обучении планшетов разных операционных систем;
проведение более 200 экспериментов по всему курсу основной и средней школы;
создание и демонстрация собственных экспериментов;
тестирование учащихся;
возможность передачи данных для домашнего задания на мобильное устройство учащегося;
возможность просмотра на интерактивной доске любого планшета учащегося для демонстрации выполненного задания;
возможность работы отдельно с каждым из компонентов лаборатории;
возможность сбора данных и проведения экспериментов за пределами учебного класса.
лабораторное оборудование для опытов с датчиками;
методические рекомендации с подробным описанием опытов для учителя;
пластиковые контейнеры для упаковки и хранения лаборатории.
Цифровые лаборатории - это новое поколение школьных естественнонаучных лабораторий. Они предоставляют возможность:
- сократить время, которое затрачивается на подготовку и проведение фронтального или демонстрационного эксперимента;
- повысить наглядность эксперимента и визуализацию его результатов, расширить список экспериментов;
- проводить измерения в полевых условиях;
- модернизировать уже привычные эксперименты.
- С помощью цифровог омикроскопа можно погрузить каждого ученика в таинственный и увлекательный мир, где они узнают много нового и интересного. Ребята, благодаря микроскопу, лучше понимают, что всё живое так хрупко и поэтому нужно относиться очень бережно ко всему, что тебя окружает. Цифровой микроскоп – это мост между реальным обычным миром и микромиром, который загадочен, необычен и поэтому вызывает удивление. А всё удивительное сильно привлекает внимание, воздействует на ум ребёнка, развивает творческий потенциал, любовь к предмету. Цифровой микроскоп позволяет видеть различные объекты при увеличении в 10, 60 и 200 раз. С его помощью можно не только рассмотреть заинтересовавший предмет, но и сделать его цифровое фото. Также можно использовать микроскоп для видеозаписи объектов и создания коротких фильмов.
- В комплект цифровой лаборатории входит набор датчиков, с помощью которых провожу несложные наглядные эксперименты и опыты (датчик температуры, датчик содержания CO2, датчик света, датчик расстояния, Датчик частоты сердечных сокращений). Учащиеся выдвигают гипотезы, собирают данные при помощи датчиков, анализируют полученные данные для определения правильности гипотезы. Использование при проведении научных экспериментов в классе компьютера и датчиков обеспечивает точность измерений и позволяет непрерывно контролировать процесс, а также сохранять, отображать, анализировать и воспроизводить данные и строить на их основе графики. Применение датчиков Vernier способствует безопасности при проведении занятий по естественным наукам. Датчики температуры, подключаемые к компьютерам, дают возможность избежать использования учащимися ртутных или других стеклянных термометров, которые могут разбиться. Оборудование использую как на уроках физики, химии, биологии, информатики, так и внеурочной деятельности при работе над проектами. Обучающиеся овладевают способами следующих видов деятельности: познавательной, практической, организационной, оценочной и деятельностью самоконтроля. При использовании цифровых лабораторий наблюдаются следующие положительные эффекты: повышение интеллектуального потенциалашкольников;увеличивается процент обучающихся, участвующих в различных предметных, творческих конкурсах, проектно-исследовательской деятельности и повышается их результативность.
- Применение электронных образовательных ресурсов должно оказать существенное влияние на изменение деятельности учителя, его профессионально-личностное развитие , инициировать распространение нетрадиционных моделей уроков и форм взаимодействия педагогов и учащихся , основанных на сотрудничестве, а также появлению новых моделей обучения , в основе которых лежит активная самостоятельная деятельность обучающихся .
- Это соответствует основным идеям ФГОС ООО, методологической основой которого является системно-деятельностный подход , согласно которому "развитие личности обучающегося на основе усвоения универсальных учебных действий , познания и освоения мира составляет цель и основной результат образования".
- Использование электронных образовательных ресурсов в процессе обучения предоставляет большие возможности и перспективы для самостоятельной творческой и исследовательской деятельности учащихся.
- Что касается исследовательской работы – ЭОР позволяют не только самостоятельно изучать описания объектов, процессов, явлений, но и работать с ними в интерактивном режиме, решать проблемные ситуации и связывать полученные знания с явлениями из жизни.
Другие статьи посвящены вопросам, которые лежат внутри физики. Что такое масса, что гласит закон Ома, как работает ускоритель – это внутренние вопросы физики. Но как только мы задаем вопрос о физике в целом или о взаимодействии физики с остальным миром, нам приходится выходить за ее пределы. Чтобы посмотреть на нее снаружи, чтобы увидеть ее именно «в целом». И сейчас мы это сделаем.
Как устроена и работает физика
Представьте себе, что ваша цель – строить мосты. Что нужно делать? Добывать железную руду, выплавлять сталь, изготавливать гвозди, валить лес, пилить бревна, забивать сваи, класть настил и так далее. Учиться делать расчеты мостов, причем учиться самим и учить других – и считать, и строить. Неплохо обменяться опытом с другими строителями мостов, можно начать издавать журнал «Через реку» или газету «Наша свая». Важно вот что – это процесс, и на каждом шаге мы можем сказать, что именно сделать; гвоздь можно пощупать, на забитую сваю можно сесть и поудить рыбку. Результаты расчета мостов можно сравнить и проверить, построить макет моста и испытать его. Кроме того, в ходе всей этой деятельности возникает навык, умение, технология строительства и специальный язык описания мостов. Строители употребляют свои, понятные только им термины – консоль, кессон, эпюра и т.д.
Примерно так работает и физика. Те, кто ею занимаются, создают ускорители, микроскопы, телескопы и множество других приборов, пишут и решают уравнения, которые описывают связь различных параметров нашего мира (например, связь давления, температуры и скорости ветра в атмосфере). Как и строители мостов, физики создают свой язык и систему обучения будущих физиков. Накапливается опыт решения задач, возникает технология познания.
Все это не падает с дерева само, как мифическое яблоко. Приборы дорого стоят и не всегда хорошо работают, не все удается понять, не все уравнения удается решить, а часто неясно, как их записать, не все ученики хорошо учатся и т.д. Но в итоге понимание мира улучшается – т.е. сегодня мы знаем больше, чем вчера. А поскольку мы знаем из книг, что позавчера знали еще меньше, то делаем вывод – что завтра будем знать еще больше.
Это и есть физика – познанный мир, процесс познания мира, процесс создания технологии познания, описание мира на специальном «физическом языке». Этот язык частично пересекается с обычным языком. Слова «вес», «скорость», «объем» и т.п. есть и в физическом языке, и в обычном. Многие слова существуют только в физическом языке (экситон, гравитационная волна, тензор и т.д.). Слова обычного языка и слова физического языка можно различить: вы можете любому человеку объяснить – так, что он скажет «понял» – что такое вес и скорость, но не удастся объяснить почти никому, что такое «тензор». Кстати, профессиональные языки пересекаются: например, слово «тензор» имеется и в языке строителей мостов.
Как физика связана с обществом
Физика, равно как и строительство мостов, связана с окружающим миром. Первая связь – быть физиком (как и строителем) приятно. Человек выжил потому, что узнавал новое и делал новое. У мамонтов была теплее шерсть, саблезубые тигры лучше прыгали, но в финал вышел двуногий. Поэтому в человеке заложены – как приспособительный признак, как поддержка правильного способа действий, улучшающего выживание – радость узнавания и радость творчества. Так же, как и радость любви или дружбы.
Вторая связь между физикой и обществом – быть физиком (как и стороителем мостов) престижно. Общество уважает тех, кто делает полезное для него. Уважение проявляется в зарплате, в чинах и орденах, восхищении подруг и друзей. Степень этого уважения и его формы на разных этапах развития общества могут быть, конечно, разными. И они зависят от общего состояния данного общества – в стране, которая ведет много войн, уважают военных, в стране, которая развивает науку – ученых, в стране, которая строит – строителей.
Все, что написано выше, относится не только к физике, но и к науке вообще – при том, что хотя биология и химия имеют много своих особенностей, но сам научный метод у них такой же, как в физике.
Откуда берется псевдонаука
Человек стремится к получению удовольствий и не стремится – если это само по себе не доставляет ему удовольствия – работать. Поэтому вполне естественно, что рядом с физикой, в которой для получения удовольствия от познания истины и признания обществом надо много работать, существует некоторая другая область деятельности, называемая, если говорить вежливо, «паранаукой» или «псевдонаукой».
Иногда говорят «лженаука», но это выражение неточно – ложью принято называть осознанный и целенаправленный обман, а среди деятелей псевдонауки довольно много искренне заблуждающихся людей. Мы будем в основном говорить о псевдофизике, хотя в последнее время очень популярны, например, псевдоистория и псевдомедицина. В соответствии с перечисленными выше свойствами физики, псевдофизика бывает нескольких типов.
Тип 1 – рассчитанный в первую очередь на получение денег и почета от государства. Традиционная тема – «сверхоружие». Например, сбивание ракет противника «плазменными сгустками». Подобные идеи успешно использовались для выкачивания денег из бюджета и в советское время, использовались они и по ту сторону океана. Например, применение телепатии для связи с подводными лодками. Правда, система независимой экспертизы и меньшая коррумпированность мешают развиваться этому виду псевдонауки в других странах.
Тип 2 – рассчитанный в основном на удовлетворение собственных амбиций. Традиционные темы – решение наиболее сложных, фундаментальных и глобальных проблем. Доказательство теоремы Ферма, трисекция угла и квадратура круга, вечный двигатель и двигатель внутреннего сгорания на воде, выяснение природы гравитации, построение «теории всего» и т.д. В отличие от работ типа 1, некоторые из этих работ не стоят почти ничего, разве что денег на публикацию.
В целом псевдонаука базируется на двух психологических особенностях людей – стремлении получить что-то (деньги, почет), не прилагая усилий или узнать что-то, также не прилагая усилий («теория всего»). Люди особенно охотно верят во всякие чудеса (НЛО, мгновенные исцеления, чудо-оружие) в период неудач – или личных, или общественных. Когда сложность стоящих перед человеком или обществом задач оказывается выше обычной и многие люди чувствуют себя плохо. Человек в такой ситуации обращается либо к религии (как правило, к ее внешней атрибутике), либо к псевдонауке, либо к мистике. Например, сегодня по степени интереса к мистике Россия занимает одно из первых мест в мире, далеко обогнав живущие нормальной жизнью западные общества.
Есть ли вред от псевдонауки
Особого вреда, впрочем, непосредственно от веры в НЛО и растения, которые чувствуют на расстоянии, что их собрались сорвать, нет. Хуже другое – человек, приучившийся все воспринимать некритически, отучившийся думать своей головой, становится легкой добычей всяческих жуликов. И тех, которые обещают сделать несметные деньги прямо из воздуха, и тех, которые обещают построить завтра рай и решить все проблемы, и тех, которые берутся за тридцать часов научить его всему – хоть иностранному языку, хоть карате, хоть менеджменту.
Непосредственный вред приносит псевдонаука, пожалуй, только в одном случае – когда это псевдомедицина. Тех, кого лечили знахари, колдуны и потомственные ворожеи, обычно уже не удается спасти врачам. Иногда говорят, что знахари и колдуны излечивают путем внушения, гипноза и т.д. Это возможно, но, во-первых, это не доказано, а, во-вторых, внушением обычно достигается кратковременное улучшение, а болезнь идет своим чередом и приводит к закономерному итогу.
Как отличить науку и псевдонауку?
Или, хотя бы, физику и псевдофизику? Вспомним основные черты физики (да и науки вообще), перечисленные выше.
Первое. Физика создает знание о мире, увеличивающееся со временем. Причем не в виде отдельных откровений, а в виде системы связанных утверждений, причем достоверность каждого является следствием и причиной достоверности других. Любая физическая работа развивает какие-то результаты ранее выполненных работ (или используя, или оспаривая). Не могут игнорироваться результаты, полученные ранее в этой же области.
Второе. Физика позволяет делать «вещи» (например, строить мосты – через изучение свойств материалов и разработку новых). Поэтому достоверность современной физики мы проверяем каждый день по сто раз – без нее не было бы радио и телевидения, без нее не ездил бы автомобиль и метро, без нее не работал бы ни сотовый телефон, ни утюг.
Физика накапливает навык, технологию, аппарат познания, строит свой язык, в котором реализован этот опыт, и систему образования – и для тех, кто будет работать в физике и для тех, кто не будет.
Псевдонаука, удовлетворяющая амбиции ее создателей и тягу людей к простому «объяснению» всего на свете, отличается от науки во всех этих пунктах. Она не делает ничего из этого списка.
Причем в одном аспекте она подражает науке. Что такое «наука» для человека? Прежде всего – это много непонятных слов, некоторые из которых (голография, протон, электрон, магнитное поле, вакуум) часто повторяются в газетах. Кроме того, наука – это чины: академик, член-корреспондент, вице-президент и так далее. Поэтому псевдонаука употребляет много «научных слов», причем совершенно не к месту, и обычно ходит увешанная от шеи до колен званиями. Нынче каждый десяток честных сумасшедших и пяток нормальных жуликов, собравшись вместе, объявляют себя академией.
Почему физики не любят эту тему
Люди, которые хотят разобраться в вопросе и понять, существуют ли «солнечно-земные связи» или это просто некорректная обработка данных, обращаются к физикам с вопросами, а физики обычно уклоняются от ответов. На чем и расцветает пресса, публикующая миллионными тиражами фотографии «души, покидающей тело» (на снимке душа немного похожа на привидение – мультяшного Каспера, только полупрозрачного). Попробуем разобраться в психологии физиков, которые в нарушение традиций своей науки уклоняются от ясного ответа и, опустив глаза, бормочут что-то вроде «а может быть, там что-то и есть».
Первая и главная причина такого поведения – физику гораздо интереснее исследовать природу, чем иметь дело с сумасшедшими, жуликами и одураченными ими людьми.
Вторая причина – если человек безнадежно болен, то (в российской культуре, но не в западной) принято говорить ему неправду и, тем самым, утешать. Если людям плохо и они обращаются к вере в отворот, приворот и сильнейших колдунов в третьем поколении, то как-то нехорошо у них это отнимать.
Третья причина. Нежелание идти на конфликт из-за «ерунды». Ты ему скажешь, что мыши не испускают в момент гибели гравитационных сигналов или что дыр в ауре нет просто потому, что нет ауры, а он начнет обвинять тебя в преследовании и подавлении ростков нового знания?
Четвертая причина. Нежелание прослыть ретроградом, цензором, цербером, деспотом и т.д. Физики помнят советские времена, когда ни одно слово не могло быть опубликовано без разрешения – и поэтому не хотят даже отдаленно быть похожими на цензоров.
Пятая причина – нечистая совесть. Передний край науки углубляется в природу, как горнопроходческий комбайн. Длина тоннелей растет, общество отрывается от науки, а зазор заполняют шаманы. И это происходит не только в России, но и в других странах. Может быть, ученые должны были бы больше заниматься популяризацией науки и образовательной деятельностью? Тогда и шаманизма стало бы поменьше.
Шестая и последняя причина – а вдруг там действительно что-то есть? Рассмотрим эту ситуацию подробнее.
А вдруг там действительно что-то есть
Конечно, когда начинаются рассказы о левитирующих лягушках, все становится ясно. Но в физике часто бывает, что данные новых измерений «не лезут» в старую теорию. Вопрос в том, в какую именно теорию и насколько не лезут. Если они не лезут в теорию относительности, которая многократно подтверждена экспериментально (достаточно сказать, что без нее не было бы телевидения и радиолокации), то говорить не о чем. Если же речь идет о необычных магнитных свойствах или об аномально низком сопротивлении образца, изготовленного из окислов меди и лантана, то это странно и надо бы разобраться тщательно и перемерить семь раз. И те, кто разобрались (а не прошли мимо), открыли высокотемпературную сверхпроводимость. А информацию о веществе, вдвое более твердом, чем алмаз, надо перепроверять не 7, а 77 раз, поскольку это, как нам кажется, противоречит другим, надежно установленным вещам.
Согласитесь, что информация о том, что в вас влюбился сосед или соседка по парте, удивит вас меньше, чем информация о том, что в вас влюбился Чак Норрис или Шарон Стоун. Такую информацию вы будете проверять гораздо тщательнее. Как уже говорилось, физика – это не список откровений, а система знаний, в которой каждое утверждение связано с другими и с практикой.
Второе важное свойство – это управляемость эффекта. Если во дворе мяукнула кошка, а у меня зашкалил вольтметр, то это случайность. Когда это повторилось семь раз, то это повод задуматься. Но вот я спускаюсь во двор, делаю так, чтобы она мяукала и записываю время мявов, другой человек, не знающий, что я это делаю, записывает показания прибора, а третий, не общающийся с нами двумя, анализирует записи, видит совпадения и говорит – да мы сделали открытие! Если с точностью 0,1 сек семь раз совпало то и это, причем ни одного мяу без дерганья стрелки и ни одного дерганья без мяу – это и будет открытие. Заметим, что управляемость эффекта позволяет увеличивать надежность наблюдений и точность измерений. Например, совпадения могут быть не во всех случаях, и все это придется долго и тщательно изучать.
Таким образом, мы видим, что физика – как, впрочем и вся наука – это работа; много-много работы. Удовольствие знать, как устроен мир, даром не дается. И особенно не дается даром то потрясающее ощущение, которое переживает исследователь, только что узнавший о мире что-то новое – то, чего еще не знает никто. Кроме него.