Как стать Эйнштейном

А ведь правильно! Я стала вспоминать другие случаи, и, действительно, такой механизм запоминания и усвоения незнакомых имен, слов, номеров телефонов оказался для меня органичным.

То, что человеческая психика на пути к новым понятиям опирается на усвоенные старые, подтверждается всем ходом развития науки. Изучая электричество, ученые опирались на свойства жидкостей. Действительно, представив себе, как вода просачивается сквозь песок, легко перейти к тому, как электроны просачиваются между атомами вещества, образуя электрический ток. Законы движения жидкостей легли в основу расчетов электрических проводов.

Как видно, человеческое соображение, мышление все время опирается и оглядывается на уже знакомые вещи. И вся классическая физика - особенно выразительный тому пример. В течение двадцати веков она развивалась на основе уже усвоенных и изученных моделей, образов, аналогий. Если открывалось новое явление, для его объяснения создавалась модель, или схема, или чертеж. Реальным и конкретным еще со времен Декарта считалось лишь то, что можно изобразить «посредством фигур и движений».

И вдруг в конце XIX века случилось непредвиденное. Максвелл вырвал физику из мира наглядных представлений и вверг ее в мир чистой абстракции. Он сказал, что вся Вселенная пронизана электромагнитными волнами, и записал их свойства с помощью четырех удивительно простых на вид уравнений. Но парадокс заключался в том, что даже через 20 лет после создания новой теории электричества в ее смысл проникли лишь несколько физиков. Остальным она оставалась чуждой. И даже в наши дни, когда ученые давно освоили максвелловский математический аппарат, асе равно никто из ученых не может ответить на вопрос, что же такое электромагнитные волны.

Луи де Бройль прекрасно сформулировал это положение: «Современные представления не могут служить основой для понимания этих электромагнитных колебаний, которые не сводятся к классическому и наглядному представлению о колебаниях материального тела. Висящие в пустоте, если можно так сказать, они выглядят для непосвященных (а может быть, даже и для физиков) чем-то довольно таинственным».

Что же было требовать от современников Максвелла! Они не могли понять гениального открытия именно потому, что оно не покоилось вопреки многовековым традициям и идеалам на механических движениях и силах.

Величины, изображавшие в математическом аппарате Максвелла электромагнитные поля, не могли быть выражены никакими моделями и были крайне абстрактны. В арсенале своего мозга ученые не находили опоры для понимания этих абстрактных величин, не могли почувствовать их физического смысла. И самое курьезное в этой истории то, что сам гениальный Максвелл не осознал полностью того, что совершил, и тоже ломал голову над созданием подходящей модели!

И такую шутку формулы и уравнения играли с учеными не раз. Они уводили их в глубокий тыл «противника» - мир загадок и шарад - и бросали там на произвол судьбы. Так было с Дираком в 1928 году, когда созданное им волновое уравнение подкинуло ему первую античастицу, и та ввела Дирака, первого на Земле человека, в антимир.

Так было с Максом Планком, который в 1900 году написал формулу, трактующую процесс передачи энергии от нагретого тела в пространство не сплошным потоком, каким реки несут свои воды в океан, а отдельными порциями - квантами. Квант энергии стал каким-то пугалом, до конца непонятным ни Планку, ни другим ученым.

«Невозможно избавиться от ощущения, что эти математические формулы существуют независимо от нас и живут собственной разумной жизнью, что они умнее нас и умнее даже их создателей, ибо мы извлекаем из этих формул даже больше того, что было в них заложено поначалу» - так выразил свое изумление Генрих Герц, открывший радиоволны и тем самым подтвердивший реальную жизнь четырех уравнений Максвелла.

Итак, разум человека вторгся в мир абстракции, где не всякому понятию можно было придать наглядный смысл, где из-под ног ученых уплыла опора в виде известных образов, аналогий, моделей. Квантовая физика увела ученых из мира понятных вещей, мира, где изучаемые предметы можно было увидеть, потрогать или представить.

Что же удивительного в том, что даже великие физики хватались за голову?.. Гейзенберг недоумевал: «Когда я после обсуждений предпринимал прогулку в соседний парк, передо мной снова и снова возникал вопрос, действительно ли природа может быть такой абсурдной, какой она предстает перед нами в атомных экспериментах».

Шредингер ворчал: «Если мы собираемся сохранить эти проклятые квантовые скачки, то я жалею, что вообще имел дело с квантовой теорией».

И снова вопросы. Как же расчищают себе место в мозгу человека новые идем? Как лучше учить им новые поколения? Надо ли начинать от царя Гороха, учить все то, что учили отцы и деды? В последнее время все больше ученых высказывается за то, что начинать надо не с арифметики, а с алгебры. Чтобы обучать новой, квантовой физике, надо ли ученику проходить тот же путь, что прошло человечество? И не получится ли так, что, воспитывая мышление на старых образах, на декартовских положениях апробирования новых идей посредством «фигур и движений», мы искусственно создаем трудности, от которых могли бы легко избавить новые поколения? Не должны ли ученью в корне пересмотреть методы и порядок преподавания физических дисциплин? Нужно ли подводить учеников к новой физике, обучив приемам старой, классической, или делать это надо как-то иначе? И, несмотря на то, что теорию относительности, квантовую физику ученые переваривали с трудом, физики уверяют, что со временем основным идеям квантовой механики можно будет обучать школьников. Они станут вполне привычными для широкого общества.

«Преподавая квантовую механику, - рассказывает Дайсон, - я сделал одно наблюдение (знакомое мне, впрочем, и по собственному опыту изучения квантовой механики). Студент начинает с того, что обучается приемам своего труда. Он учится делать вычисления в квантовой механике и получать правильные результаты. На то, чтобы выучиться математическим методам и научиться правильно их применять, у него уходит примерно шесть месяцев. Это первая стадия в изучении квантовой механики, и она проходит сравнительно легко и безболезненно. Потом наступает вторая, когда он начинает терзаться потому, что не понимает, что же он делает. Он страдает из-за того, что у него в голове нет ясной физической картины. Он совершенно теряется в попытках найти физическое объяснение каждому математическому примеру, которому он обучился. Он усиленно работает и все больше приходит в отчаяние, так как ему кажется, что он уже просто не способен мыслить ясно. Эта вторая стадия чаще всего тоже длится месяцев шесть или даже дольше. Потом совершенно неожиданно наступает третья стадия. Студент говорит самому себе: «Я понимаю квантовую механику», - или, скорее, он говорит: «Я теперь понял, что здесь нечего понимать». Трудности, которые казались такими непреодолимыми, таинственным образом исчезли. Дело в том, что он научился думать непосредственно и бессознательно на языке квантовой механики и больше не пытается объяснить все с помощью доквантомеханических понятий».

И тут я невольно обращаюсь мыслью к работам советских психологов Леонтьева, Гальперина, Талызиной и других. Не это ли они имеют в виду, когда предлагают свой метод «подведения под понятие»? Они говорят: да, теории обучения еще нет, теории мышления нет, и, может быть, потребуется еще сотня лет, чтобы людям стали понятны законы человеческой психики. Да, несомненно, в своем движении человеческая мысль опирается на известные образы и понятия, но мы не знаем, как они образуются. Поэтому важно найти метод выработки понятий.

И они предлагают метод, состоящий из целого ряда умственных действий, с помощью которого они вырабатывают в сознании ученика нужное понятие. Пусть это будет понятие «перпендикулярности» или «параллельности», пусть это будет понятие «млекопитающее», пусть это обучение пилке дров или обработке деталей на станке, анализ предложений или анализ художественного произведения, - во всех случаях предлагают составить программу, то есть последовательный ряд умственных действий, в результате которых (вначале пусть бессознательно) ученик навсегда и безошибочно усваивает понятие. Психологи этого направления пробовали такой метод обучения в некоторых школах, и оказывалось, что и он способствует не только повышению успеваемости, но и экономии времени в два раза!

Пока трудно сказать, насколько такой метод обучения может быть универсальным (кстати, этот метод имеет очень много противников: одни психологи его отвергают, другие не понимают), но обещанный им выигрыш во времени - это уже существенно. А ведь длительное время обучения в школах и вузах - это драматическая проблема современности. Темп развития науки так высок, что объем научных работ каждые пять лет удваивается. И это настолько несоизмеримо со временем обучения в вузе, что окончивший вуз буквально тут же должен начинать сначала, чтобы угнаться за развитием той области знаний, в которой он собирается работать.

Как сократить время обучения? Вот еще один трагический вопрос, остающийся пока без ответа. И то, что психологи предлагают пусть спорный, пусть не всеми разделяемый метод обучения, обещающий сократить срок учебы, очень обнадеживает. И еще один момент: они работают над новыми программами обучения, над алгоритмами умственных действий, а это, как мы скоро узнаем, имеет значение для важного начинания.

Говоря об обучении, нужно помнить, что все большее количество людей включается в поиски. Если появление Эйнштейна в начале XX века было редким исключением, то на фоне большого количества физиков-теоретиков рождение нового гения - гораздо более вероятное явление, чем полвека назад.