Сбитые с толку
Шрифт:
Здесь можно провести аналогию с конструктором Лего. Базовый набор состоит из строго прямоугольных деталей. Имея их в достаточном количестве, можно построить что угодно – от жирафа до статуи Конана О’Брайена [16] в натуральную величину (и то и другое, кстати, уже сделали). Но некоторые структуры, например машину с вращающимися колесами, самолет с крутящимся винтом и кран с поднимающимся крюком, построить не получится. Для этого нужно расширить набор прямоугольных элементов новыми, особыми деталями: колесами, осями, шестеренками и коленчатыми валами. Любое транспортное средство, построенное без них, будет неэффективным и неполным. Можно изобразить что-то похожее на автомобиль, но не более того.
16
Конан
Рис. 1.2. Из базового набора Лего можно собрать примерно такой трехколесный велосипед в натуральную величину. Однако чтобы построить настоящий, движущийся аналог, потребуются специальные детали
Формирование научного понимания мира во многом похоже на сборку действующей модели машины из конструктора. Оно требует ресурсов, недоступных новичку, то есть ребенку. К ним относятся такие понятия, как «электричество», «плотность», «скорость», «планета», «орган», «вирус», «общий предок». Концепции являются строительными элементами мышления в довольно буквальном смысле и, как настоящие кирпичи, обладают своими структурой и функциями. Осознать, что у людей и нарциссов есть общий предок, невозможно, если не представлять, что такое «общий предок», а мысль о том, что вода плотнее льда, не получится принять без понятия плотности. Эти концепции не входят в набор врожденных знаний и не вытекают из повседневного взаимодействия с физическим миром. Они требуют концептуального изменения.
Концептуальное изменение – редкое, трудно дающееся достижение. Его сложно инициировать и довести до конца: я попытаюсь показать это на конкретных примерах в каждой главе книги. Пока же, надеюсь, мне удалось объяснить, что интуитивные теории и концептуальные изменения связаны между собой. Мы строим интуитивные теории естественных явлений, потому что построение научных теорий требует концептуального изменения. Но для концептуального изменения нужно пересмотреть интуитивные теории, сложившиеся в отсутствие научной теории. Неправильное восприятие мира (интуитивные теории) возникает из-за того, что для правильного восприятия нужны концептуальные изменения, а для правильного восприятия сначала приходится воспринимать мир неправильно. Это порочный круг, хотя и не безнадежный. В конце концов человек способен из него выйти.
Интуитивные теории – очень важный, но не единственный источник ложных представлений. Большинство из них – это просто фактические ошибки, огрехи разума. Многие уверены [17] , что человек использует всего 10 % головного мозга или что вкусовые сосочки на языке разделены на отдельные секции, хотя и то и другое неверно. Такого рода ложные представления не означают глубоко ошибочного восприятия работы головного мозга и языка: это просто побочный продукт дезинформации.
17
Jarrett, 2014; O’Connor, 2008.
Отличать фактические ошибки от укоренившихся неправильных представлений крайне важно. Многие психологи ломали голову над этой проблемой и выделили три характерных признака интуитивных теорий. Во-первых, они связные, то есть представляют собой логически согласующийся между собой набор убеждений и ожиданий. Во-вторых, они широко распространены. Их разделяют люди разных возрастов, культур и исторических периодов. В-третьих, интуитивные теории устойчивы [18] . Они противятся изменениям под влиянием доказательств и обучения.
18
Chi, 2005; Vosniadou, 1994a.
Чтобы лучше почувствовать эти признаки, проведите два мысленных эксперимента, которые должны проверить ваши интуитивные представления о движении. Сначала представьте себе, что вы стоите в чистом поле и держите в руке пистолет. Целясь в горизонт, вы нажимаете на спусковой крючок и стреляете строго параллельно земле. Одновременно вы роняете вторую пулю с высоты пистолета. Какая пуля упадет на землю раньше: та, которой вы выстрелили, или та, которую уронили? Теперь представьте, что вы стоите в «вороньем гнезде» на мачте корабля, который на всех парусах плывет в открытом море. Рядом с вами пушечное ядро. Вы толкаете его вниз и смотрите, как оно падает. Где оно окажется: на палубе или в воде за кораблем?
Большинство людей скажут, что пуля, которой вы выстрелили, окажется на земле позже, поскольку толкающая вперед сила будет дольше удерживать ее в воздухе. Пушечное ядро же упадет за кормой, так как корабль успеет отплыть, пока оно будет лететь вниз. Ни то ни другое не соответствует действительности.
На вылетевшую из ствола пулю не действует какая-то дополнительная сила, удерживающая ее в воздухе. Обе пули под действием гравитации упадут на землю одновременно, хотя и в сотнях метров друг от друга. Что касается ядра, то оно ударится о палубу прямо под «вороньим гнездом», так как будет иметь ту же горизонтальную скорость, что и корабль. Корабль действительно успеет отплыть от того места, где вы столкнули ядро. Однако ядро будет падать не по прямой, а опишет параболу по направлению движения корабля, которая складывается из горизонтальной скорости и ускорения свободного падения под действием гравитации.
Как правило, люди решают эти задачи неправильно. Дело не в том, что эти ситуации какие-то необычные: в обоих случаях речь идет просто о падающих предметах. Проблема в том, что предсказания вытекают из интуитивной теории движения, согласно которой объекты движутся тогда и только тогда, когда им передалась внутренняя «сила», импульс. Термин «сила» я взял в кавычки, потому что интуитивное представление о силе не совпадает с тем, что под этим термином подразумевают ученые (произведение массы и ускорения). Силы могут изменить движение предмета, но не являются его свойствами. Это взаимодействия между предметами (это будет рассмотрено в пятой главе).
При этом ненаучные представления о силе и отношениях между силой и движением очень связанные. Возьмем, например, изложенные выше примеры: ложный прогноз, что предмет, движущийся горизонтально (пуля), будет дольше противиться гравитации, чем при отсутствии такого движения, и неверное представление, что перемещаемый предмет (ядро) не наследует горизонтального движения носителя (корабля). Может показаться, что эти ответы не связаны между собой, однако они порождены тем же самым основополагающим убеждением: силы передаются брошенным телам. Мы приписываем толкающую вперед силу пуле, вылетевшей из пистолета, но не свободно падающему пушечному ядру или пуле. Кажется, будто сила, которую мы приписали пуле после выстрела, будет удерживать ее в воздухе дольше, в то время как из-за отсутствия такой силы ядро будет падать прямо вниз.
Эти рассуждения не соответствуют действительности, но при этом внутренне непротиворечивы. А еще они невероятно популярны [19] . Ложные представления, основанные на импульсе, были обнаружены у учащихся всех возрастов – от дошкольников до старшекурсников. Их выявили в Китае, Израиле, Мексике, Турции, на Украине, Филиппинах и в Соединенных Штатах. От них не были избавлены даже люди, несколько лет изучавшие физику в вузе. Можно иметь степень бакалавра по физике и все равно хранить в душе теорию импульса.
19
Clark, D’Angelo and Schleigh, 2011; Eckstein and Kozhevnikov, 1997; Halloun and Hestenes, 1985; Howe, Tavares and Devine, 2012; Kaiser, Proffitt and McCloskey, 1985; Kaiser, McCloskey and Proffitt, 1986; Liu and MacIsaac, 2005.