Наблюдения не предусмотрены

Американский поэт Роберт Фрост, автор «Звездокола» и «Начитанного фермера и планеты Венеры», астрономией увлекался с детства. И других старался увлечь – сетовал, что в школе нет телескопа, предлагал проводить некоторые уроки под открытым небом. Было это в конце XIX века. Тогда еще не свирепствовало световое загрязнение и общаться со звездами можно было прямо на школьном дворе. Зато сегодня прогулки по звездному небу легко совершать, не выходя из класса.

Астрономия возвращена в школу как отдельный предмет. Но с губительной оговоркой: наблюдения не предусмотрены. Буквально следуя античному идеалисту Платону: «Если мы намерены изучать астрономию… мы должны изучать ее как геометрию, работая над математическими задачами и не тратя времени на наблюдение неба».
Поскольку наблюдения – основа астрономии, обойти их нельзя, и о них рассуждают. Но не практикуют. Обещано лишь «описание астрономической картины мира». А так как картина сама есть описание, выходит, что ученики получат «описание описания» мира. Напрашивается ассоциация: в блокадном Ленинграде в Эрмитаже висят пустые рамы, но посетители есть, они слушают описание спрятанных картин. Но мир-то – вот он, его не спрячешь.

…На черных вербах висит Вселенна,
Как на просушке рыбачья сеть.
(А.Радковский)

Именно в астрономии, как ни в каком другом школьном предмете, объекты изучения доступны для прямого контакта, не говоря о косвенном…

Пусть не все могут сказать,
подобно Фету:
Я долго стоял неподвижно,
В далекие звезды всмотрясь, –
Меж теми звездами и мною
Какая-то связь родилась, –

но на первый урок астрономии каждый ученик принесет свой запас впечатлений о дневном и ночном небе – уже есть на что опереться.
Недавний пример – лунное затмение в конце июля 2018 года, совпавшее с противостоянием Марса. Красный диск рядом с ярко-красной звездой – впечатление сильное, манящее взглянуть на небо и в следующие вечера. Луна, сбросив окраску, успевает удалиться от Марса, а он, оставшись в одиночестве, тоже почему-то «линяет», это уже не Красная планета, разве что бледно-розовая. Там разыгралась пылевая буря. О ней сообщают астрономы из обсерваторий и прямо с Марса заброшенные на него «марсоходы», а мы, оказывается, увидели ее невооруженным глазом. Сегодняшние и будущие школьники увидели и еще кое-что из того, о чем им предстоит услышать на уроках и прочесть в учебнике. В частности, глядя в маленький школьный телескоп, повторили открытие Галилея: звезды остаются точками, а планеты оказываются шариками.
А что мешает активно пополнять наблюдательный багаж в течение учебного года, когда темного времени больше, чем светлого? То, что оно не очень темное? Действительно, одно дело наш маленький поселок в горах, другое – большой город. Да, сильная засветка крадет звезды с неба, зато сама-то уж не ускользнет от наблюдений – в глаза бросается. Световому загрязнению должно найтись место в программе астрономии. Пусть ученики оценят его уровень – вот и звезды увидят! Обсерватории в программе есть, нужно упомянуть и парки темного неба.
Ну, и сумерки, даже дневное небо. Солнце, Луна, при чистом воздухе еще и Венера в элонгациях – все это ведь тоже астрономия. Чикагохендж, Манхэттенхендж (см. снимки в Интернете) привлекают толпы наблюдателей. Там, где «на север с юга идут авеню, на запад с востока стриты», в равноденствия Солнце садится точно в просвет между стенами городского «каньона».
Наконец, мы можем просто поделиться нашим небом с городскими школьниками. Имеются в виду ночные пейзажи, выложенные, например, на сайте NIGHTSCAPE.RU. Ученики могут даже полюбоваться роскошным небом над высокогорной пустыней Чили и увидеть альфу Центавра, Южный Крест, Магеллановы Облака. А могут и сами сфотографировать звезды с помощью обычной цифровой камеры на штативе. Такие снимки «вытягивают» недоступные глазу детали и показывают ночное небо в цвете (синие и красные сверхгиганты в ассоциации Персея, разноцветные звездные облака Млечного Пути: Большое облако в Стрельце – желтое, Малое – голубое). Только демонстрировать их бессмысленно в светлом классе на маленьком экране – нужны плотное зашторивание окон и проекция на всю стену.
Разумеется, красота ночных пейзажей не мешает их использованию для упражнений: в отождествлении созвездий и звезд, в оценках глубины снимков, в описании строения Галактики и т. п. Вообще следует широко использовать наглядность, «доходчивость» астрономических снимков как больших участков неба, так и отдельных объектов. Р.Фейнман говорил о снимке шарового скопления: «Кто не видит здесь действия тяготения, у того нет воображения!» Богатая коллекция полезных снимков имеется на сайте astronet.ru, в разделе «Картинка дня».
Кроме самих наблюдений, конечно, важны их непосредственные продукты, наблюдательные данные. Их-то и надо предъявлять ученику вместо или хотя бы прежде абстрактных схем, следуя принципу: сначала наблюдаем, моделируем потом.
Например, обсуждаются прямые и попятные движения планет по небу. Сначала рассмотрим составной снимок «петли Марса» (astronet.ru – Картинка дня – 16.12.2003). Ценна содержащаяся в нем подсказка: в петле Марс ярче, значит, ближе к Земле. Затем представим движения Земли и Марса по их орбитам графически – построим модель, объясняющую наблюдаемую картину. Сложнее, казалось бы, с движением Солнца. Эклиптика в словаре В.Даля – «солнопутье, воображаемый на земле нашей круг». А сегодня его можно увидеть и прочертить: по снимкам из архива космического аппарата SOHO, показывающих Солнце, прикрытое «искусственной Луной», в окружении звезд.
Неплохим подспорьем при подготовке уроков может послужить учебное пособие «Программа STAR – буковский вариант»: www.sao.ru/hq/ssl/Chen/Chentsov.pdf. Это собрание практических работ, придуманных школьными учителями США и адаптированных для школьников Букова, поселка Специальной астрофизической обсерватории РАН.
Вот некоторые из них:
Вычерчиваем орбиту Земли по изображениям Солнца, полученным в разное время года с одним и тем же инструментом. Их можно взять в Интернете, в частности с сайта tesis.lebedev.ru/sun_flares.html (он будет полезен и при изучении солнечной активности). Диаметр солнечного диска измеряется линейкой, обратная ему величина принимается за радиус земной орбиты. Точность достаточна, чтобы увидеть, что в январе мы ближе к Солнцу, чем в июле.
На том же рисунке внутри земной орбиты строим орбиты Венеры и Меркурия по таблице их элонгаций. Измеряем их радиусы, сравниваем с теми, что приведены в учебнике. Убеждаемся (а не просто принимаем к сведению!), что у Венеры орбита круговая, а у Меркурия сильно вытянутая.
С помощью «нулевого фотометра» («сэндвич» из двух пластинок парафина с фольгой между ними) и 100‑ваттной лампочки измеряем расстояние до Солнца.
А с помощью белого светодиода – расстояние до Сириуса. В классе обрабатываем результаты вечерних наблюдений, выполненных учителем с группой учеников.
Важно, чтобы ученик увидел в науке не только результаты, но и процесс. Раздел в программе курса школьной астрономии: «Модели устройства мира по Птолемею, Копернику, Ньютону, Эйнштейну». Вот он, вроде бы процесс. Скорее лишь перечень результатов, единственный из них наблюдатель – Птолемей.
Слабость астрономии без наблюдений и работы с наблюдательными данными еще и в том, что для сегодняшнего школьника она легко смыкается с «просветительскими» телевизионными передачами, дерзающими дополнить учебник. Если в школе достаточно запомнить список планет Солнечной системы, то почему бы не поверить, что он не полон и за Солнцем прячется еще одна, не названная в учебнике?
В одной из передач на канале РЕН ТВ речь шла об «Антиземле», которая якобы находится в противоположной точке земной орбиты и якобы была замечена в XVII веке Кассини. Почему же ни слова в этой «шокирующей гипотезе» не было о том, что этот астроном открыл несколько спутников Сатурна, о «Щели Кассини» в его кольце и о том, что его именем назван космический аппарат, посланный к Сатурну и ставший его искусственным спутником? Ведь это придало бы веса ему как свидетелю. Потому что именно с «Кассини» передан знаменитый снимок затмения Солнца Сатурном, на котором с одной стороны от него отлично видна Земля, а с противоположной никакой «Антиземли» нет.
Кстати, снимок этот очень информативен, на уроке астрономии ему самое место. Он не оставляет сомнения в том, что земные астрономы поняли далеко не сразу: кольца Сатурна состоят из мелких частиц. В контровом свете хорошо видно внешнее туманное кольцо – шлейф из водяных льдинок, тянущийся за спутником Сатурна Энцеладом по его орбите. Если добавить к снимку фильм, снятый с «Кассини», ученики увидят гейзеры, бьющие из трещин в ледяной крыше океана, покрывающего Энцелад, а это подведет их к объяснению его разогрева и поиску в нем жизни…
Школьная астрономия считает одной из своих задач научить «критически воспринимать и развеивать типичные заблуждения, связанные с астрономией и космосом». «Шокирующие гипотезы» – неплохой материал для отработки этого умения.
Как сказал один педагог, «мы пичкаем и пичкаем их информацией, а потом требуем ее отрыгнуть». Вот образчик «отрыжки» одного выпускника школы, отказавшегося опознать Венеру в сияющей перед ним вечерней звезде: «Венера – планета, а планеты не светят!»