Откуда мы это знаем?

Мастер-класс «Откуда мы это знаем» посвящен методам исследовательской деятельности в науке и в искусстве. По ходу мастер-класса ведущий работает с двумя фокус-группами (по два человека) и с аудиторией. Отправной точкой для постановки проблемы становятся методы исследований, сложившиеся в химии и физике.

В начале занятия участники фокус-групп получают задание – провести исследование образца вещества (предложены образцы природного минерала – исландского шпата). Одной из групп предложено о результатах исследования отчитаться вербально (при этом в качестве инструментов исследования им выданы молоток и стакан с водой), другой – с помощью рисунка (выданы бумага и фломастеры). Поскольку для работы в фокус-группах приглашаются педагоги, не связанные с естественными науками, то решение предложенной задачи они осуществляют, исходя из самых общих соображений. Результаты представляют доступными всем средствами: одна из групп перечисляет обнаруженные свойства минерала (твердость, растворимость, цвет), другая группа представляет изображение, которое копирует внешние качества образца (форму, цвет, рисунок поверхности).Ведущий обращает внимание зала на то, что обе группы интуитивно выбрали один и тот же метод исследования – наблюдение, а в качестве инструментов исследовательской деятельности использовали органы чувств, дополненные, где необходимо, простейшими приборами.Далее ведущий ставит перед участниками фокус-групп проблемный вопрос: «А почему у исследуемого вещества проявляются именно эти свойства?» После обсуждения участники приходят к выводу, что свойства должны быть связаны со строением вещества. Тогда ведущий задает следующий вопрос: «А как устроено вещество?» Причем обеим фокус-группам опять предложено ответить на этот вопрос разными средствами: первой группе – вербально, второй – с помощью изображения. Используя ресурсы памяти и общую эрудицию, участники фокус-групп (напоминаем, что они принципиально не имеют прямого отношения к естественным наукам) формулируют ответы. Участники одной группы вспоминают представления о молекулах, атомах и вообще микрочастицах, лежащих в основе строения вещества, другая группа представляет это в виде рисунка (как правило, получается рисунок, отдаленно напоминающий кристаллическую решетку). Ведущий спрашивает: «Решая первую задачу – исследуя вещество, вы использовали метод непосредственного наблюдения и могли для этого пользоваться органами чувств. Но отвечая на вопрос о строении вещества, вы не могли пользоваться органами чувств, так как внутренняя структура материи не дана нам в непосредственных ощущениях. Каким же образом вы пришли к своим заключениям?»Участники фокус-групп отвечают, что они использовали для этого знания, полученные в школе, и общую эрудицию. Ведущий обращает внимание, что в этом случае они использовали опыт других людей. Но ведь эти представления о строении вещества должны были когда-то появиться впервые. То есть должны были быть люди, которые впервые сформулировали представления об устройстве материи. Каким же образом они смогли выдвинуть идеи об устройстве принципиально невидимых объектов – микрочастиц вещества?В ходе эвристической беседы участники мастер-класса приходят к выводу, что в этом случае исследователь пользуется особым методом исследовательской деятельности – моделированием, привлекая в качестве ресурса для такой деятельности собственную фантазию. Именно в этом и заключалась задача первой половины мастер-класса – сформулировать представление о двух совершенно разных подходах к осуществлению исследовательской деятельности: методе наблюдения и методе моделирования. При этом если наблюдение преимущественно нацелено на получение ответа на вопрос, каким является объект исследования, то моделирование ищет ответ на вопрос, почему он является таким.  Ведущий также обращает внимание аудитории на принципиальные отличия в рисунках, сделанных фокус-группами. Один из рисунков изображает результаты наблюдения за веществом, другой представляет попытку отразить его внутреннее строение. В первом рисунке объект копируется с фотографической точностью, но передает только внешние, видимые черты объекта исследования. Во втором рисунке наблюдаются черты абстрактности, так как он отражает определенную фантазию авторов, проявленную в попытке показать невидимое – внутреннюю структуру объекта исследования. При этом, несмотря на совершенное различие этих двух рисунков, на них представлен один и тот же объект! Но изображенный с использованием двух различных методов исследования: наблюдения и моделирования. И что крайне важно, у рисунков различная цель. Первый показывает нам, каким является объект исследования, а второй пытается объяснить, почему он является таким.Ведущий рассказывает, что в истории науки качественный скачок в переходе от методов наблюдения к методам моделирования при осуществлении исследовательской деятельности произошел на рубеже XIX-XX веков в связи с обращением физики и химии к изучению микромира. Именно в начале XX века складываются первые модельные представления об устройстве принципиально не данных человеку в непосредственных ощущениях объектов – микрочастиц вещества – и складывается новая наука – квантовая механика.Далее ведущий предлагает обратиться к совершенно иной области человеческой деятельности – живописи. На слайде демонстрируются два рисунка, изображающие одного и того же человека – Амбруаза Воллара, сделанные одним и тем же художником – Пабло Пикассо. Ведущий обращает внимание на абсолютное несходство изображений (один выполнен в реалистической манере, другой – в кубистической), несмотря на то что у них один прототип и один автор. Ведущий обращается с вопросом к участникам мастер-класса: зачем художник пытается изобразить Абруаза Воллара в странной кубистической манере, если реалистический рисунок и так очень точно передает черты прототипа. В ходе эвристической беседы участники мастер-класса приходят к выводу, что художник использует разные подходы к исследованию объекта. Реалистический рисунок передает внешние черты, кубистический рисунок пытается постичь невидимое – в какой-то степени передать сущность объекта исследования. Можно считать, что художник в этих двух рисунках, так же как и ученый в своей деятельности, использует разные методы исследования – наблюдение и моделирование. И если результат наблюдения может вызвать споры только в относительной верности кисти мастера, то результат моделирования (в данном случае это кубистический портрет) всегда очень спорен, так как автор вынужден полагаться только на свою фантазию. Ведущий формулирует представления о двух разных направлениях в живописи (и в искусстве вообще): реалистическом и абстрактном. Но что самое важное, различия между ними не только в методах, но и в целях. Так же как при научном исследовании у реалистической школы стоит задача наиболее полно отразить наблюдаемые признаки объекта (ответить на вопрос «Какой?»), а у абстракционистов главная цель – познать невидимое, ответить на вопрос «Почему?». На основе состоявшейся дискуссии ведущий далее представляет (или напоминает) участникам мастер-класса некоторые работы создателей жанра абстрактной живописи: Василия Кандинского, Пита Мондриана и Казимира Малевича. Каждый раз при этом внимание заостряется на целях, которые стоят перед автором произведения: ведущий пытается представить их как исследователей, пользующихся в своей деятельности методом моделирования. Ведущий обращает внимание на то, что, по сути, в первой половине мастер-класса его участники сами перешли от реалистической живописи к абстрактной, когда вместо натуралистического изображения образца вещества попытались рисунком передать его внутреннюю сущность. Именно это и делают абстракционисты – пытаются передать сущность! Особое внимание ведущий уделяет произведениям русского художника Павла Филонова, автора концепции «аналитического искусства», который прямо формулировал в качестве целей своей деятельности попытку постигнуть сущность материи, исследуя ее строение так же, как наука исследует микрочастицы вещества. Ведущий обращает внимание участников мастер-класса на то, что глобальные изменения в методах исследовательской деятельности (от наблюдения к моделированию) произошли в науке и в искусстве удивительно синхронно: в начале XX века, отражая фундаментальные изменения в представлениях об устройстве мира. Первая квантовая модель строения атома Нильса Бора датируется 1912 годом, кубистический портрет Амбуаза Воллара (Пабло Пикассо) – 1910 годом, продемонстрированные абстрактные работы Малевича, Кандинского и Филонова – соответственно 1912, 1916 и 1917 годами.В заключение ведущий предлагает всем участникам мастер-класса поупражняться в исследовании методом моделирования. Для этого предлагается решить так называемую задачу черного ящика. Аудитории демонстрируется поведение некого физического объекта, внутреннее устройство которого неизвестно и не может быть обнаружено методом наблюдения. Участники исследования строят несколько возможных моделей внутреннего устройства объекта и проверяют их истинность, наблюдая за поведением объекта. В решении этой задачи методы наблюдения и моделирования пересекаются и дополняют друг друга.Владимир ГОЛОВНЕР, учитель химии школы №1259, заслуженный учитель РФ