Катушка-ползушка. или Как утопить водолаза?

Свое выступление в 1951 году Карл Дарроу начал с кейса о физике как науке и искусстве. По определению Американского института физики тех лет, специалист в этой области тот, кто использует свое образование и опыт для изучения и практического применения взаимодействий между материей и энергией в области механики, акустики, оптики, тепла, электричества, магнетизма, излучения атомной структуры и ядерных явлений. Формулировка, явно рассчитанная на людей, знакомых с понятием «энергия», подразумевает, что материя четко отличается от энергии. Но въевшееся в сознание со школьной зубрежки уравнение Е=mс2 и твердая уверенность, что именно оно помогло овладеть человечеству тайной атомной бомбы, начисто опровергает процитированное определение. В этой науке всегда так: первое дисквалифицирует второе, третье сводит на нет все предыдущие изыскания. Что держит нас на Земле: сила ее притяжения или то, что Вселенная отталкивает тела так мощно, что приходится упираться ногами в твердь попавшейся по пути планеты? Физики спорят. Физики шутят. Физики участвуют в конкурсах «Педагог года Подмосковья» и побеждают.

Вадим Муранов хотел быть «чистым физиком». Стал учителем. Мечтал бороздить небесный океан. Теперь запускает космические корабли, мастеря их из коробочки из-под фотопленки, начиненной аспирином. Получается эффектно. И эффективно. Потому что десятки девчонок и мальчишек, очарованные его попытками увеличить массу вещества согласно закону Фарадея для усиления электрического заряда и поэкспериментировать с выталкиваемыми из воды предметами, – факт, заставивший Архимеда сделать открытие, влюбляются в научную дисциплину, способную разложить общие свойства материального мира по полочкам и обозначить свойства и строение материи, формы ее движения и изменения.

Приборы и механизмы иллюстрируют физические законы, которые в свою очередь объясняют работу приборов и механизмов. Преподаватель физики не только объясняет ученикам их устройство, он дарит им возможность творить, чтобы расширить знания о природе.

Муранов проучился в Московском энергетическом институте три года. Любовь поставила его перед выбором, сделав который, он пришел в педагогику. Случайность? Невероятное? Очевидная закономерность. Мама-химик давно говорила: быть тебе учителем. Наверное, равняясь на бабушку, работавшую в интернате.

Жена Марина – охотовед. Долго не могла найти работу по специальности, на ее запросы удивленно пожимали плечами, мол, неженское это дело. Помог папа ученицы Муранова, его должность позволила устроить дипломированного биолога туда, где она, любящая природу, может заниматься ее охраной и думать о рациональном использовании ее богатств.

Шестиклассник Сережа занимается в музыкальной школе, играет на фортепиано. Он умница, занял 3-е место в областной олимпиаде по сольфеджио. Поет в хоре. Ходит в бассейн. И увлечен историей, особенно древней, его завораживают археологические раскопки и исследования морского дна. Подумывает покопать там как следует, когда вырастет.

Пятиклассница Варя пошла на подготовительное отделение в художественную школу: она воображает, что знает, какие эмоции доверить холсту. И способности у нее есть.

Шустрый трехлетний Никита воспитывает бабушек, благо те во внуке души не чают.

Семейная жизнь, словно дрейф на волнах, ветер, поможет прибиться к нужному берегу. Несколько школ сменил Вадим Александрович в попытках осесть и насладиться новой жизнью, это позволило попробовать себя в разных ролях и ипостасях. Начинал он математиком, предложение вести еще и физику получил в интернате для трудных подростков. Ох, права была методист Ольга Дмитриевна, сказав тогда ему: «Попробовав преподавать физику, к математике не вернешься». Увлекла она его, таинственная и фееричная. Ведь исследование – это поиски, когда не знаешь, что найдешь; а если знаешь, значит, это уже найдено, и данную изыскательную деятельность нельзя назвать исследовательской. А уж сколько интересненького можно показать на уроках физики: заставить ползти катушку от ниток, утопить в склянке водолаза из пипетки, прилепить стакан к воздушному шарику. Муранов всегда ищет фишку, элемент неожиданности, чтобы удивить, поразить, увлечь.

Теперешняя работа Вадима Муранова в школах №19 как основной и №2 по совместительству позволила совершить дебют в качестве участника конкурса «Учитель года Подмосковья». Начальник методического кабинета Комитета по образованию администрации Ногинска Ольга Васильева не только поддержала учителя, а стала ему настоящей наставницей, направляющей маршрут экспериментатора. Ольга Викторовна настраивала Муранова на конкурс, и этот настрой привел Вадима Александровича к победе. В следующем году область выставит его на всероссийский суд. И физик-лирик, поющий под гитару романтические песни Окуджавы и борющийся за возрождение заповедника «Волхонка», постарается объяснить уже гораздо большей аудитории, что теория раскрывает нам глубинную простоту и стройность мироздания. Она должна дать возможность рассчитать результат эксперимента за более короткое время, чем понадобится для проведения самого эксперимента. Вообще-то упомянутый ранее Карл Дарроу говорил, что теория – это интеллектуальный собор, приносящий глубокое удовлетворение как архитектору, так и зрителю. Но средневековые соборы никогда не достраивались до конца. Это же можно сказать и про физические теории. То деньги кончались, то архитектурная мода менялась. В последнем случае старая часть собора иногда разрушалась, а иногда к ней просто пристраивалась новая. Можно найти строгие и массивные римские хоры в мирном соседстве с парящей готической аркой, которая близка к границе опасной неустойчивости. Римские хоры – это классическая физика, а готическая арка – квантовая механика. Арка собора в Бовэ обрушивалась несколько раз, прежде чем архитекторы пересмотрели свои планы и построили нечто, способное не упасть. Собор состоит обычно из нескольких часовен. Часовня физики твердого тела имеет лишь самое отдаленное отношение к часовне теории относительности, а часовня акустики вообще никак не связана с часовней физики элементарных частиц. Люди, молящиеся в одной из часовен, вполне могут обходиться без остальной части собора; их часовня может устоять, даже если все остальное здание рухнет. Сам собор может казаться величественным даже тем, кто не верит в Бога, да и тем, кто построил бы совсем другое здание, будь он в состоянии начать все сначала. Мы восхищаемся величественным собором. Как заразить молодежь этим восхищением? Как заманить в физику будущих Ферми, Капиц, Резерфордов?

Обычный в этих случаях метод – удивить, потрясти. Беда в том, что человека нельзя удивить, если он не знаком с той ситуацией, в которую ваш сюрприз вносит решающие изменения. Невозможно представить себе физика, который пытается удивить аудиторию, состоящую из дилетантов, сообщением о том, что сейчас вместо двух элементарных частиц мы знаем целую дюжину или что олово совсем не оказывает сопротивления электрическому току при температурах ниже некоторой, а новейший циклотрон разгоняет протоны до энергии 500 МэВ. Ну и что? Это просто не дает эффекта!

Ошибочно также мнение, что аудиторию можно потрясти, продемонстрировав решение какой-нибудь загадки. Беда здесь в том, что никто не заинтересуется ответом на вопрос, которого он не задавал. Автор детективных рассказов всегда создает тайну, прежде чем ее решать. Можно было бы последовать его примеру, но труп неизвестного человека, с которого обычно начинается детектив, – зрелище существенно более захватывающее, чем труп известной теории, с которого должен начать физик.

Можно пообещать любому вступающему в собор, что там он найдет удовлетворение своему стремлению к чему-то неизменному, постоянному, вечному и бессмертному. Это фундаментальное стремление, поскольку оно постоянно фигурирует в произведениях мистиков, поэтов, философов и ученых. Лукреций считал, что он удовлетворил это желание, сказав, что атомы вечны. Это была прекрасная идея, но, к несчастью, Лукреций понятия не имел о том, что такое атомы. Представлениям древних об атомах ближе всего соответствуют, по-видимому, наши элементарные частицы, но – какая неудача! – ни один из членов этого беспокойного и таинственного семейства не является бессмертным, пожалуй, за исключением протона, но и его бессмертие висит на волоске: как только где-нибудь поблизости появится антипротон, он в самоубийственном столкновении сразу же прикончит соседа. Наши предшественники столетиями пытались найти этот «вечный атом», и теперь, докопавшись до того, что они считали гранитной скалой, мы обнаружили, что по-прежнему стоим на зыбучем песке.

Величие мира, пожалуй, бесспорно для каждого, но простота его устройства, очевидная Ньютону и Лапласу, ушла вдогонку за «вечным атомом» Лукреция, она утонула в волнах квантовой механики. Но практически в каждой отрасли физики можно показать новичку хорошую, поучительную и соблазнительную картину, показывающую, что есть еще над чем думать.