Текст книги "Физика? Нет ничего проще! Возвращение физики"

2.3. Разделяй и властвуй

Итак, наука и научная работа – принципиально разные феномены. Но неразрывно объединенные научно-познавательной деятельностью человека. Проблема заключается в том, что общество на уровне коллективного бессознательного [10] «догадывается» насчет необходимости научности представлений о мире для своего выживания, то есть именно такие представления являются жизненно важными архетипами. Однако эти две грани неразрывного единства противоположны в сущности своей. Одна из них, наука, является результатом коллективной познавательной деятельности человечества. Поэтому она отличается надежностью, обобщенным характером понимания сущности наблюдаемых явлений, общедоступностью и принципиальной возможностью взаимопонимания людей в описании этих явлений. Последнее, в свою очередь, делает возможной трансляцию научных знаний, то есть, в конечном счете, науки в целом.

В отличие от этого научная работа, как было показано выше, является сугубо индивидуально-личностной формой деятельности. К тому же в отдельных своих аспектах – не всегда познавательной. Несомненно, опыт научной работы чрезвычайно ценен, но он в большинстве случаев связан с исследованием лишь конкретных явлений. Требуется репродуктивное ознакомление с большим объемом прецедентов или с большим числом деталей конкретного прецедента научной работы для того, чтобы соответствующий ее прием сам стал элементом научного знания.

Примерами в физике могут служить описания исследований Шарля Огюстена Кулона и Генри Кавендиша. Для измерения зарядов взаимодействующих тел Кулону пришлось сделать множество совершенно одинаковых сферических тел из сердцевины побегов бузины. Одинаковых – это значит заведомо имеющих одинаковые электрические свойства. Современному исследователю страшно даже подумать о потребовавшемся для этого адском труде методами того времени. Казалось бы, результаты этого труда были нужны только для исследования электростатического взаимодействия тел. Однако аналогичную работу пришлось, в частности, проделать Кавендишу с металлическими сферами при исследовании явления гравитации. Только здесь речь шла о гравитационных свойствах тел. На первый взгляд, эти фрагменты научной работы представляются разрозненными и чисто технологическими. Но, в сочетании с прецедентами других подобных опытов, они приводят к научному пониманию процедуры введения в физике меры определенного свойства тела через проявление этого свойства во взаимодействиях совершенно одинаковых тел.

В 1784 году Кулон использовал крутильные весы при исследовании электростатического взаимодействия тел для того, чтобы исключить в этом исследовании влияние притяжения тел Землей. Неясно, не сделал ли это раньше Кавендиш. Но вот в 1798 году уж точно Кавендиш воспользовался такими весами для измерения средней плотности Земли. И теперь крутильные весы прочно вошли в арсенал экспериментальной физики. Науке безразлично, при помощи каких весов получен удовлетворяющий ее требованиям результат. Но найденное в результате научной работы удачное аппаратурное решение привело к созданию достаточно универсального прибора, который может быть использован в широком круге физических экспериментов. Например, при исследовании Петром Леонидовичем Капицей сверхтекучести жидкого гелия [3].

Таким образом, результаты собственно научной работы, будучи освоенными и систематизированными, становятся устойчивой составляющей инструментария научного подхода к исследованию явлений. Это, как ни парадоксально, создает принципиальную возможность в цивилизационно необходимой трансляции такого подхода выделять из нетранслируемого множества прецедентов научной работы инструментально оформившиеся философские и аппаратурные методы, ставшие неотъемлемой частью научно-познавательной деятельности, обеспечивающие обоснование смысла и надежности транслируемых научных результатов. И потому являющиеся частью научного знания, частью науки.

Но в таком случае передача деталей указанных методов должна быть строгой и достоверной, иначе репродуктивно транслируемые научные результаты будут восприниматься как необоснованные и потому не подлежащие присвоению и усвоению. Негативным примером могут служить нелепые иллюстрации экспериментов в современных школьных учебниках физики.

Соотношение науки и научной работы может быть проиллюстрировано следующей схемой.

Рис. 2.1. Схема, иллюстрирующая взаимосвязь науки и научной работы

Итак, подведем итоги.

1. Научное знание отчуждено от своих создателей, неэмоционально и безлико. Именно поэтому возможна его трансляция, порождающая однозначное взаимопонимание субъектов познавательной деятельности и возможность практического приложения научного знания к реализации социально значимых процессов.

2. Научная работа является глубоко индивидуально-личностной и потому принципиально субъективно окрашенной формой познавательной деятельности. В связи с этим ее сущность и детали, в том числе – мотивационный аспект, не могут быть переданы в процессе обучения. Более того, такие попытки могут привести к психологическому блокированию у обучающихся инициативных и творческих подходов к научной работе.

3. Разработанные в процессе научно-познавательной деятельности, инструментально оформившиеся в результате научного обобщения прецедентов философские и аппаратурные методы, приемы и способы могут сами стать элементами научного знания и, соответственно, предметами изучения и обучения.

4. Обобщенная человечеством вплоть до отчуждения от человеческого и, тем более, от конкретных проявлений конкретного человека наука с ее научными результатами и глубоко человеческая и человечная научная работа совершенно равноценны и равнопочетны в деятельностных проявлениях. Они неразрывно связаны, и эта связь может быть реализована в деятельности как одного человека, так и разных людей, в том числе – их групп.

Возвращение обществу физики как элемента общечеловеческой культуры возможно только путем трансляции этому обществу ее научной сущности. Ввиду принципиальной простоты физических моделей именно физика в системе образования и вообще в представлениях людей является важнейшим носителем структуры научного мышления и научно-познавательной деятельности. Поэтому, рассмотрев далее природу и содержание этой структуры, мы перейдем к рассмотрению ее реализации именно в физике.

Литература к главе 2

1. Бартон, В. Рост кристаллов и равновесная структура их поверхностей [Текст] / В. Бартон, Н. Кабрера, Ф. Франк // Элементарные процессы роста кристаллов. – М.: Мир, 1959. – С. 11—109.

2. Илларионов, С. В. Теория познания и философия науки [Текст] монография / С. В. Илларионов. – М.: «Российская политическая энциклопедия» (РОССПЭН), 2007. – 535 с.

3. Капица, П. Л. Эксперимент, теория, практика [Текст] / П. Л. Капица. – М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы. – 1981. – 496 с.

4. Маклаков, А. Г. Общая психология [Текст]. Учебник / А. Г. Маклаков. – СПб.: Издательство «Питер», 2001. – 592 с.

5. Новоженов, Ю. И. Филетическая эволюция человека [Текст] / Ю. И. Новоженов. – Екатеринбург, 2005. – 112 с.

6. Фролов, А. А. Технология интеллектуального образования [Текст] монография / А. А. Фролов. – Екатеринбург: Издательство «Раритет», 2015. – 180 с.

7. Фролов, А. А. Огранение кристаллов силицидов и германидов при выращивании из расплава [Текст] / А. А. Фролов // Рост кристаллов, том 17. – М.: Наука, 1989. С. 216—237.

8. Фролов, А. А. Соотношение алгоритмизации и эвристики при формировании и трансляции научного знания [Текст] / А. А. Фролов, Ю. Н. Фролова // Образование и наука. – 2007. – №5 (47). – С. 11—21.

9. Фролов, А. А. Язык, закон, задача в курсе физики средней школы [Текст]: учебно-методическое пособие для учителей и учащихся старших классов / А. А. Фролов. – Екатеринбург: Банк культурной информации, 2003. – 96 с.

10. Юнг, К. Г. Архетип и символ [Текст] / К. Г. Юнг. – М.: Ренессанс, 1991. – 304 с.

Глава 3. Алгоритмическая структура научного мышления

На стенах школьных кабинетов физики и вузовских аудиторий висят портреты людей, чаще всего пожилых, в буклях или стоячих воротничках. Ну, иногда – в тогах. Они сурово взирают на обучающихся. Они – великие. Что-то там открыли, и теперь остальные почему-то должны это учить. Прямо-таки наизусть, потому что остальным не дано открывать и быть великими. Эта избранность всегда меня смущала. Что же такое было в головах у великих, если они с такой легкостью открывали невидимые дверцы и доставали оттуда величины, законы и решения? К университету непонимание стало нестерпимым. Появились первые подозрения, что не в одной физике чудят такие загадочные личности. И что, наверное, есть что-то общее в ходе их мыслей. Тем более, что некоторые из «открывателей» много чего понатворили в разных отраслях науки. Похоже, вся наука устроена определенным образом и имеет структуру, отраженную в способе мышления. Или какой-то определенный способ мышления отражается в структуре научного знания и метода его формирования. Но тогда возникает крамольная мысль: значит, эту структуру можно выяснить и, пользуясь ею, совершать научные подвиги не хуже великих. Вот и займемся выяснением.

Во второй главе книги мы пришли к тому, что наукой называется система постоянно развивающихся знаний о реальном окружающем мире и внутреннем мире человека. Для того, чтобы знания постоянно развивались, необходимо, чтобы и они сами, и способы их добывания, обработки и практического применения становились достоянием всего общества, то есть всей человеческой популяции. Здесь необходимо напомнить, что знания есть следствие познавательной деятельности человека именно в популяционном смысле, на популяционном уровне. В какой-то мере аналогом этой ситуации была история развития хоккея в нашей стране. В хоккей играли все – от мала до велика, во дворах и на стадионах – кто с фирменной клюшкой, кто с выломанной в сквере изогнутой палкой. И сборная страны стала знаменитой, великой, непревзойденной «Красной машиной». Сейчас же играют только избранные и только в приличных секциях – мастера есть, а машины нет. Одни велосипеды. Уровень задан, а развивать некому. Вот и ждите, Демокрит с Левкиппом, прихода Ломоносова… сотни лет. Знание распределено в обществе, рабовладельческое оно или коммунистическое. Только характер распределения разный, а природа – одна.

Следовательно, перед обществом возникли как минимум две задачи. Во-первых – решить, что именно нужно транслировать на все человечество в первую очередь. Человечество решает эту задачу на уровне коллективного бессознательного, путем больших и малых проб и ошибок, совершаемых отдельными людьми или какими-то группировками. Чем мельче становятся со временем пробы и ошибки, тем точнее мы узнаем, что транслировать. Хотя узнаем порою с опозданием и очень дорогой ценой. Во-вторых – обществу необходимо решить, какими средствами и способами знание транслировать. С тем, чтобы обеспечить результат популяционного масштаба.

В решении этих задач чрезвычайно важную роль играет наличие у науки уже упомянутой структуры, отражающей структуру научно-познавательного мышления и вообще научно-познавательной деятельности. Чем четче проявляется структурированность знания, тем более оно готово к трансляции и тем приоритетнее для нее. Поэтому для обсуждения физики как отрасли науки, в которой наиболее ярко проявляются простота и красота научного подхода к видению мира, необходимо представить и понять исторически сложившуюся последовательность этапов такой деятельности. То есть как она складывалась, почему сложилась в современном виде и что это за вид. Конечно, на математическом или, по крайней мере, математизированном уровне понимания. Так уж надежнее и технологически воспроизводимее. В сущности, основой любой адекватной трансляции может быть только математика того или иного уровня сложности. Здесь имеется в виду принцип, сформулированный мне в ходе коррекционных занятий одним учащимся шестого класса: «Математика – это язык, язык – это математика». С этим трудно не согласиться. Однако надо отметить, что если первое утверждение, дословно повторяющее высказанное Ф. Бэконом, несколько метафорично, то второе, обратное, надо понимать буквально. Возникновение знаковых систем в процессе построения движений [2] в принципе математично, и это возникновение, по-видимому, можно рассматривать как один из первичных этапов собственно возникновения и развития математики. Вне зависимости от того, осознаем мы именно эти, первичные, этапы или не осознаем. Вырастающие из этого математические описания явлений разного уровня сложности могут приобретать различные конечные формы. В том числе – речевые. Необходимо понимать, что при серьезном научном анализе описания явлений, которые мы относим, например, к «гуманитарным», требуют математического обеспечения, несравнимо более сложного, нежели имеющегося, например, у физика-теоретика.

Адекватная трансляция чего угодно вне языка как знакового средства общения между людьми невозможна. Таким образом, транслировать надо, в первую очередь, структуру научно-познавательной деятельности, причем на математически обеспеченном процессуальном уровне.

С другой стороны, трансляция научного знания и средств его формирования имеет целью развитие у отдельных членов общества научно-познавательного мышления. И, как следствие, на статистическом уровне – становление у общества в целом научно-познавательного подхода к восприятию мира и его преобразованию. Это означает, что нам необходимо выявить конкретный вид современного представления о структуре процесса научно-познавательного мышления и понять динамику этого процесса. Корректное воспроизведение такой динамики должно обеспечить столь важную для нас трансляцию процессуальной структуры научно-познавательной деятельности. Следовательно, обеспечить обучение субъектов познавательной деятельности самостоятельному получению научного знания о мире, прежде всего – в области простейших модельных представлений о нем. То есть, математических и строящихся на их основе простейших представлений любых научных дисциплин. И, после математики, в первую очередь – физики как наиболее наглядной в отношении модельных представлений исследуемых явлений. В связи с этим необходимо понять, «как думает» физика и как должны думать физики, чтобы быть физиками.

3.1. Продуктивный характер научного мышления

Под мышлением принято понимать процесс познавательной деятельности, при котором субъект оперирует различными понятиями, образами, ассоциациями, обобщая, классифицируя и структурируя их. В этом процессе познавания мира и трансляции людьми друг другу средств и результатов познавания мы в операциональных проявлениях сталкиваемся с двумя видами мышления.

Практическое мышление – это «процесс мышления, совершающегося в ходе практической деятельности. В отличие от теоретического мышления, направленного на решение отвлеченных теоретических задач, опосредованно связанных с практикой, практическое мышление включено в решение практических задач» [4, С. 316]. В ходе такого процесса не ставится задача создания новых методологических средств, которые можно переносить в принципиально иные ситуации, в том числе – передавать другим людям.

При реализации практического мышления в его чистом виде неопределенными (следовательно, неизмеримыми) и непередаваемыми (поскольку неизмеренными) оказываются его главные элементы: сам предмет трансляции; уровень и качество его понимания транслятором; восприятие и качество усвоения обучающимся. Блестящим примером практического мышления я считаю следующий. Однажды к воротам моей усадьбы (а я живу в лесу) подъехал на квадроцикле знакомый. Человек с недюжинной изобретательностью, предприниматель и носитель так часто упоминаемого ныне «инженерного мышления». То есть могущий самостоятельно построить вездеход или неузнаваемо модернизировать в нужном направлении какую-нибудь другую технику. И вот мы решили все наши дела, и я провожаю его к немолодому квадроциклу. А тот отказывается заводиться. Тогда товарищ запускает руку в недра двигателя, уставившись в пространство, некоторое время роется там, выдергивает какой-то проводок и, не глядя, кладет его в карман. Квадроцикл успешно заводится с первой попытки и радостно ревет. Пораженный, я спрашиваю: «Что это за проводок и почему ты его удалил?» И получаю ответ: «Не знаю… просто так надо было сделать».

Представление о «продуктивности» мышления связано с получением в результате мыслительной деятельности определенного продукта, который может быть в дальнейшем осознанно преобразован и/или передан другим людям. Как, например, пакет молока. Продуктивное мышление обычно отождествляется с творческим – «связанным с решением проблем: новых, нестандартных для субъекта интеллектуальных задач» [4, С. 316]. Полагаю, что такое отождествление неверно: творческие решения характерны и для практического мышления, что проявляется, в частности, в деятельности политиков, государственных деятелей, полководцев [8]. А история с квадроциклом? Это ведь явно творчество! Кроме того, «творческих деятельностей просто не бывает. Известно, что в так называемых творческих профессиях есть как художники, так и ремесленники» [3, С. 191]. Данное высказывание Д. Б. Богоявленской явно направлено против деления мыслительной деятельности на творческую и нетворческую: мышление, как процесс создания моделей, в которых мы отражаем мир, уже в любом случае творчество. Поэтому продуктивное мышление отличается от практического возможностью передачи и процесса такого творчества и его результата другим мыслящим существам как продукта деятельности. Вне трансляции результат продуктивного мышления может маскироваться под результат практического. Если полководец помалкивает о том, как он пришел к решению, это не означает его практического мышления. А вот практическое под продуктивное не замаскируешь. Разве что в школьном образовании.

Общий характер основ продуктивного мышления при всей индивидуальности его личностного содержания и проявлений безусловно обязывает к понятийному характеру трансляции. Трансляцию следует понимать как обсуждение с другими людьми (да и вообще мыслящими существами) процесса и результатов мышления индивидуального или коллективного субъекта этой деятельности и вытекающих отсюда практических действий. А согласно одному из возможных определений понятия – оно есть единица знания о наиболее общих, существенных и закономерных признаках явлений. Это означает необходимость понятийного обеспечения коммуникации субъектов мыслительной и, тем более, познавательной деятельности. Поскольку продуктивное мышление, при котором сама мысль является продуктом, опирается как на предметную деятельность (то есть на осуществление субъектом воздействий на материальные объекты в окружающем мире), так и на средства языка, понятийное мышление – это всегда осознанное вербализованное мышление. Согласно А. Р. Лурии [6, С. 310], операция продуктивного мышления сводится к тому, чтобы усвоить логическую систему, заключенную в речевом сообщении или в силлогизме, и чтобы сделать научный логический вывод, исходя из сформулированных в силлогизме отношений. Этот вывод «однозначно определяется алгоритмом (системой операций), заключенным в силлогизме». А воспроизводимое и транслируемое достижение выводов нужно для того, чтобы в конечном итоге надежно обеспечить адекватность практического взаимодействия с окружающим миром, традиционно называемого «предметной деятельностью».

Творческое мышление не обязательно является понятийным. Продуктивное понятийно в обязательном порядке. Теоретическое мышление, являясь продуктивным, методологично в своей сущности. Эта методология лежит в основе любого научного исследования и, в первую очередь, физического. Последнее утверждение обосновывается уже отмеченной наглядностью физического мышления в отношении модельных представлений исследуемых явлений.

Здесь нельзя не коснуться одного важного обстоятельства. Речь идет о соотношении практического и продуктивного мышления в интеллектуальной деятельности профессионального научного работника. Очень часто говорят о непонятности и непознаваемости путей, которыми научный работник приходит к «озарению». Во-первых, озарение – очень редкое явление, и если уж оно и проявляется, то исключительно в связи с выделением из мира, из потока сознания необычного явления. Или необычного выделения привычного явления. А дальше – кропотливая системная пошаговая работа без всяких озарений, являющаяся уделом успешных профессионалов. Например, Ньютона, без устали работавшего, погрузив ноги в таз с холодной водой. Во-вторых, «озарение» всегда касается лишь деталей какого-то из шагов осознанной познавательной деятельности. Как все те же кварцевые нити Петра Леонидовича Капицы.

Совершенно очевидно, что даже для просто выживания человека его мозг должен быть в состоянии обеспечивать выполнение законченных последовательностей некоторых действий. Это, в частности, следует из работы Н. А. Бернштейна «О построении движений» [2], посвященной биомеханике и физиологии движений. То есть мозг в любом случае самостоятельно строит программы мышления различной сложности. Такие программы, в отсутствие направленного социального воздействия – обмена достижениями в области продуктивного мышления – чаще всего фрагментарны и обеспечивают лишь отдельные реакции и их адекватность реальным ситуациям. Эти программы не осознаются, и отсюда представление об «озарениях» различного масштаба в случаях успешного решения возникающих перед человеком задач. Так работает практическое мышление в определенном выше его смысле. Надо отметить, что преимущественно такое мышление характерно для подавляющего большинства людей. Вряд ли можно найти человека, не произносившего ключевой фразы: «Знаю [понимаю], но сказать не могу». «Знаю, но сказать не могу» – это формула уклонения от ответа по различным причинам, включающим в себя и непонимание. «Понимаю, но сказать не могу» – может быть декларацией субъекта о владении невербализуемой информацией.

Практическое мышление, обусловленное случайными комбинациями фрагментарных программ, делает такое мышление «в чистом виде» недостаточным даже просто для выживания и уж, тем более, успешной жизни. Поэтому социальная форма существования личности, требующая согласованности действий на основе обмена информацией, с необходимостью приводит к появлению продуктивной составляющей мышления. Доля такого вклада различна у разных людей, но, по-видимому, для большинства она достаточно мала. Более того, этот вклад в процессе развития личности чаще всего в конечном итоге оказывается узко специализированным. Отсюда и хорошо известная общежизненная неприспособленность многих выдающихся специалистов, решающих свои задачи за пределами профессиональной деятельности на основе практического мышления. Вытекающая из сказанного выше неприспособленность большинства людей к общей жизни маскируется социальными представлениями, уходящими корнями в локальные проявления эволюционного процесса. Этот аспект требует отдельного исследования и выходит за рамки настоящей книги.

Однако эволюционное развитие продуктивного мышления, необходимого для выживания вида, привело к его формированию у определенной части людей на уровне преимущественного. По достаточно произвольным оценкам, концентрация в обществе людей, мышление которых является наиболее полно продуктивным, составляет от 10^—4 до 10^—5. Это значит, что таких людей приходится от единицы на десять тысяч до единицы на сто тысяч представителей вида. Не густо. Эта концентрация на уровне коллективного бессознательного контролируется обществом в целях сохранения его устойчивости. Станет меньше – в пещеры. Больше – опасно снизится управляемость. Но факт остается фактом: такие люди есть, и они в своем мышлении отчетливо проявляют его структурированную продуктивность. Как сложилось, сформировалось мышление таких людей в известных случаях – непонятно. Слишком много случайных факторов. И уж точно: если здесь как-то и замешана генетика – то далеко не в первую очередь [14].

У людей с так или иначе сформированной и устоявшейся структурой продуктивного мышления она начинает работать в автоматическом режиме – на других, более высоких скоростях и без «выдачи промежуточных отчетов». При решении практических задач это выглядит как проявление практического мышления. Однако это есть не что иное, как определенная «свертка» продуктивного мышления, представляющая собой эффективную упаковку его во времени за счет увеличения скорости протекания процессов на уровне подсознания. Можно предположить, что формирование программы продуктивного мышления осуществляется преимущественно левым полушарием мозга, а систематическое функционирование «отлаженной» программы – правым. По-видимому, именно с такой ситуацией мы сталкиваемся, пытаясь анализировать мышление систематически успешных полководцев, предпринимателей, изобретателей и иных ярких представителей высокоскоростного эффективного преобразования результатов мышления непосредственно в практику.

Научное мышление характеризуется осознанностью, последовательностью, адекватностью действительности (выраженной в появлении в результате научного мышления адекватных моделей) и неотвратимостью завершенности его процесса. А эти условия могут осуществляться и контролироваться исключительно в режиме продуктивного мышления.