Физика - интересная наука! Много чудес слышат школьники о физике: об атомном ядре, о космосе и нейтрино, о лазерах и сверхпроводниках. Но, приступая к серьезному изучению физики, многие испытывают разочарование. Физика предстает перед ними в виде скучных задач, которые ни в какое сравнение не идут с эффектными, хотя порой и трудными задачами по математике.
Оказывается, для того, чтобы постигнуть красоту физики, обучиться тонкому искусству эксперимента, увидеть своеобразную логику формул теории, надо сначала пройти тяжелую ремесленную школу; надо научиться ремеслу физика.
Что же это такое - ремесло физика? Что должен уметь физик?
Когда шар катится по столу, его движение совсем не такое, каким его представляет первый закон Ньютона. Шар не катится по инерции, а останавливается, пройдя не очень большой путь. Шар нагревается и теряет кинетическую энергию, переходящую в тепло и т.д. С шаром происходит многое такое, чего нет в уравнениях Ньютона. Надо было быть хорошим физиком, чтобы увидеть когда-то в этом простом опыте проявление закона инерции. Так же надо было владеть физикой, чтобы увидеть в запутанном движении планет на небе стройные и простые законы Кеплера.
Надо было быть физиком, чтобы из опыта Майкельсона вывести законы теории относительности; но надо было быть физиком и для того, чтобы придумать и осуществить сам опыт Майкельсона.
Но чтобы делать открытия и не столь великие, надо овладеть многим. Надо научиться владеть математикой; надо, что еще труднее, научиться применять абстрактные математические модели к изучению явлений природы и уметь оценивать ту степень приближения, которую таит выбранный математический аппарат, для предсказания результатов физического опыта.
Физик-экспериментатор должен уметь придумать опыт. Он должен уметь оценить точность результатов опыта и построить приборы так, чтобы проверка исходной идеи была как можно более убедительной.
Кроме всего, физик должен накопить у себя много сведений о природе, чтобы видеть связи между явлениями, которые представляются совсем разными непосвященному наблюдателю.
Самое трудное для физика - это понять, когда можно сказать, что фактов накопилось уже достаточно, чтобы теория могла считаться правильной. Доказательства в физике не обладают логической законченностью математического доказательства. Человеку, не знающему физики, невозможно объяснить, почему бессмысленно пытаться опровергнуть квантовую механику, но можно было опровергнуть "закон сохранения четности". Это уже есть "искусство физики", которое может постичь лишь тот, кто обучился ее ремеслу.
Этому всему (и еще многому другому) научиться трудно. Уже в школе надо начать серьезную подготовку. К сожалению, опыт обучения физике в школе очень мал. Даже в нашей школе еще нет хороших мастерских, где ученики могли бы делать приборы, недостаточно развиты лаборатории для того, чтобы в них можно было ставить многие хорошие опыты. Это все будет, я надеюсь, скоро.
Опыт наш показал, что школьники даже не очень хорошо умеют решать задачи и почти совсем не умеют разговаривать на языке физики. Педагоги стараются найти лучшие способы обучения. Но многое зависит от школьников. Наша школа будет отличаться от обычных только для тех школьников, кто будет активно стремиться к обучению физике. Лишь те школьники, для которых задачи делятся на "легкие" и "трудные", идут по правильному пути. Те же, для кого задачи бывают лишь "скучные", должны остановиться и подумать, правильно ли они выбрали дорогу.
