Радуга. Наше сознание воспроизводит реальный мир, опираясь на анализ ощущений

​Зачем мы преподаем физику в школе? Конечно, ребятам, которые собираются связать свою жизнь с техникой, естественно-научными исследованиями, полезно уметь вычислять центростремительное ускорение или решать задачи на расчет электрических цепей. Но таких учеников сегодня не так уж много, а физика обязательна для всех. Почему?

Дело в том, что наука о наиболее общих законах природы, составляя фундамент естествознания, легла в основу нашей современной цивилизации. Зародившаяся на протяжении XVII-XVIII веков классическая физика произвела настоящую революцию в представлениях человека об устройстве мира. С каждым новым открытием природа шаг за шагом утрачивала роль средства для воплощения воли Бога, постигаемой только через теологию. Научный метод познания, основанный на наблюдениях и экспериментальной проверке теории, отодвинул суеверия на второй план и вооружил человечество иным мировоззрением. Согласно этому мировоззрению природа подчиняется простым и универсальным законам, которые человек может познавать и выражать на языке математики. Ключом, открывающим тайны природы, стали эксперимент и количественное изучение физических величин. Физика дает нам метод постижения мира, и опыт его применения оказывается полезен не только при решении физических задач. Научный метод познания помогает нам сориентироваться в многообразии явлений окружающего нас мира и попытаться понять, как формируется наше представление об этом мире.Фундаментальному понятию «метод» и посвящен мастер-класс.В начале мастер-класса аудитории демонстрируются фотографии (цветные и черно-белые) с различными изображениями радуги. Предлагается ответить на вопрос: что изображено на этих фотографиях? Слушатели без труда распознают радугу и в черно-белом варианте, и на тех снимках, где она зафиксирована фрагментарно. Здесь мы останавливаемся и обсуждаем вопрос о том, как такая разнородная аудитория в столь непохожих друг на друга изображениях сумела распознать один и тот же образ. Попутно обсуждается вопрос о содержании термина «образ».В ходе эвристической беседы выясняем, что познание окружающего мира начинается с наблюдения и анализа полученной информации, выделения существенных признаков наблюдаемого явления, сопоставления этих признаков с имеющейся в памяти информацией и синтеза соответствующего образа. Становится понятно, что синтез субъективен. Вместе с аудиторией мы выясняем, какие обстоятельства оказывают существенное влияние на результат этого синтеза. Для этого участникам мастер-класса предлагается несколько простых экспериментов, наглядно демонстрирующих, как внешние условия, окружение, установка, физиологическое состояние и культурно-образовательный ценз воспринимающего влияют на формирование его представления об окружающем мире. В конце этой части мастер-класса мы совместно со слушателями акцентируем внимание на том, что осознанный нами мир не более чем субъективная модель реальности. И здесь возникает вопрос: насколько адекватна эта модель, что может послужить критерием ее истинности?Для выяснения этого вопроса мы возвращаемся к радуге. Участникам мастер-класса предлагается объяснить, что такое радуга. Совместными усилиями выясняется, что радуга представляет собой разложение белого света в спектр в результате преломления световых лучей в каплях дождя. Интересно, что абсолютное большинство участников мастер-класса не наблюдало воочию эксперимента по разложению света, а упомянутое представление о радуге почерпнуто из книг, популярных программ, общепринятой точки зрения и школьного курса физики (часто не сопровождающегося демонстрациями). Здесь обращаем внимание на то, что ровно те же источники информации (книги, средневековые популярные лекции, общепринятая точка зрения и, если можно так выразиться, средневековая школа) давали средневековому крестьянину совсем другую модель реальности. Тогда считалось, например, что радуга – мост, по которому души праведников поднимаются на небо. В процессе совместного обсуждения вопроса о том, какая из версий вызывает сегодня у нас больше доверия и почему, мы приходим к выводу о необходимости экспериментальной проверки гипотезы и о результатах этой проверки как о критериях, позволяющих из множества субъективных моделей реальности выбирать наиболее адекватную. Далее мы вместе осуществляем эту проверку, демонстрируя эксперимент Ньютона по разложению белого света в спектр с помощью стеклянной призмы. Демонстрацию сопровождает короткий рассказ об истории и обстоятельствах постановки эксперимента.Получив на экране спектральную полоску, предлагаем аудитории сосчитать количество цветов в радуге и обнаруживаем, что широко распространенное представление о семи цветах радуги не имеет отношения к действительности. Оказывается, что даже такая, казалось бы, сугубо научная идея, как спектральный состав белого света, не лишена мистических оснований: само слово «спектр» буквально переводится как «призрак», а представление о семи цветах радуги Ньютон ввел по аналогии с божественной музыкальной гармонией (семь нот), которая в свою очередь восходит к мистическим представлениям пифагорейской школы и обожествлению древними наблюдаемых на небе невооруженным глазом семи подвижных светил (Солнце, Луна, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн).Хорошая модель мира должна не только объяснять наблюдаемые явления. Идея в том, чтобы с помощью модели можно было предсказать еще неизвестные факты и таким образом продвинуться глубже в понимании мироустройства. Идея разложения света в спектр с этой точки зрения оказалась весьма продуктивной. Для подтверждения ее ценности в этом месте мастер-класса приводится рассказ об открытии инфракрасного света, неизвестного ранее на земле гелия, исследовании химического состава звезд и планетных атмосфер и других неоспоримых успехах спектрального анализа. Подводя итоги мастер-класса, мы приходим к выводу о том, что наше сознание постоянно воспроизводит для нас реальный мир, опираясь на анализ ощущений и синтез образов; что синтезированных миров может быть бесконечное множество, и только экспериментальная проверка позволяет сделать разумный выбор из этого множества; что эти миры управляют нашим поведением и таким образом оказывают непосредственное влияние на реальность; что миров столько же, сколько наблюдателей, и что образование и культура – ключевые инструменты, позволяющие нам синхронизировать наши миры и понять друг друга.Юрий БОБРИНЕВ, лауреат конкурса «Учитель года Москвы-2009», учитель физики гимназии №1514