Михаил, расскажите, пожалуйста, как будет устроен ваш курс о физике? О чем вы будете рассказывать?

Начнем с задачки. В университетской библиотеке на полке стоят строго по порядку десять томов полного собрания сочинений Пушкина. Каждая книжка состоит из ста листов и обложки. Толщина листа — полмиллиметра. Обложки — два миллиметра. И так случилось, что под обложку первого тома забрался жук, который поедает бумагу. И за некоторое время он прогрыз дыру от первой страницы первого тома включительно до последней страницы последнего тома включительно. Сколько миллиметров длиной была дыра?

Эта задача потрясающая. Ее очень любят математики, но я всегда предлагаю ее на первом уроке физики. Большинство учеников обычно предлагают взять и сосчитать все страницы. У школьников восьмого-девятого класса я правильных решений вообще не видел. У более младших детей и у взрослых — как повезет. Самый потрясающий ответ мне дал один мальчик в гуманитарной школе, который на меня посмотрел и сказал: «А в каком городе находится университет?». Я говорю: «А что ты имеешь в виду?» — хотя я уже понял, что он имеет в виду. «Ну, не в Иерусалиме часом?».

Вопрос, конечно, в том, почему эта задача по физике. Ответ такой: физика — наука не о том, как что-то сосчитать, для этого есть математика. Физика — наука о том, как что-то происходит на самом деле, что можно потрогать. Поэтому правильный ответ дают те, кто не поленился, взял в руки две книжки или нарисовал эти книжки, стоящие на полке, а не просто прочитал условие. И вот он увидел, что если книги стоят по порядку, значит, первый том стоит слева от второго и первая страница первого тома отделена от последней страницы второго только двумя обложками.

Вы говорите, что физика — это о том, что можно потрогать. Однако взять ядерную физику и адронный коллайдер — там же ничего нельзя потрогать. Как физика, о которой пойдет речь на вашем курсе, соотносится с тем, что потрогать нельзя?

Я рассказываю детям про разную физику, и ядерную в том числе, потому что, вообще говоря, я — специалист по термоядерному синтезу и кое-что весьма существенное в этой области когда-то сделал. И, конечно, когда я говорю «потрогать» — это в кавычках.

Все, что мы знаем об атомах — на самом деле наша интерпретация того, что мы наблюдаем. Однако это не полностью наша фантазия. Например, мы придумали, что мир устроен вот так, так и эдак. И мы это придумали, чтобы с помощью такой картинки объяснить все то, что мы наблюдаем, то есть измеряем реальными приборами — камерами, счетчиками и датчиками. Да, мы не видим, что там внутри коллайдера пролетело, но мы видим результат того, как эта пролетевшая частица, невидимая, сверхмаленькая, во что-нибудь там ударила. То есть в каком-то смысле это все равно «потрогать руками». И для физики «правильно» и «неправильно» предполагает не точный ответ, а факт того, измерили мы что-нибудь реально или нет. На этом стоит вся квантовая механика.

В школе все решают задачи, начиная с примеров на движение и заканчивая задачами про электричество. И в одном случае мы какие-то силы (например, силу трения) учитываем в решении, а в другом — совсем не учитываем, потому что нам это не нужно или неудобно. Но мир же не меняется, и силы эти никуда не деваются. И такой подход нередко вводит ученика в ступор: как же так получается? И что с этим делать, как понять, когда что учитывать?

Это не в физике так получается, это получается при не очень хорошем преподавании. И в результате для детей очень часто в школе «понять» становится равно «сосчитать ответ». Но, ребята, сосчитать может компьютер, причем гораздо быстрее нас. Однако и без сложных вычислений вы всегда можете прикинуть, что больше — одно или другое. И понять, что нужно учитывать в этой задаче, а чем можно пренебречь. Если мы инженеры и проектируем космический корабль, который с огромной точностью должен пристыковаться, мы будем учитывать каждую пылинку в наших расчетах. А если мы физики и хотим в общем понять, почему Луна крутится именно по такой орбите, то мы можем очень много чем пренебречь. Только вот этот момент понимания — зачем мы делаем наши расчеты, для чего, — он постоянно во всех учебниках пропускается.

Именно поэтому я всегда говорю детям, что для физика главное — понять, как все работает. И до того, как они пойдут в школу и там узнают, что сила Архимеда — это F A = ρ жидкости ⋅ g ⋅ V тела, или еще какие-нибудь дурацкие формулы из учебника (которые сами по себе ничем не плохи, но в голове ребенка заменяют настоящее понимание), я показываю все буквально на пальцах.

Давайте приведем какой-нибудь пример?

Например, у нас есть природное явление: если поместить что-нибудь в воду, вода этот предмет начинает выдавливать. Давайте подумаем, как это работает. Мы на уроке рисуем на доске воду: она состоит из маленьких частичек, которые поднимаются вверх, когда мы в них что-то погружаем — потому что куда же им еще деваться? То есть чтобы запихнуть, например, мяч в воду, нам нужно этим мячом освободить в воде место, и значит, частицы воды должны куда-то раздвинуться. Для многих детей становится откровением, что нам тяжело погрузить мяч в воду не потому, что он куда-то там рвется в небо, а потому, что этим засовыванием мы, сами того не замечая, поднимаем вверх довольно большое количество воды, которая много весит.

Будут ли у вас на курсе практические занятия, эксперименты?

У нас будут практические задачи про объемы-площади, плавание, разное давление, всякие простые штуки с нагреванием и охлаждением. Может быть, про уравновешивание на рычаге, может быть, про силу трения, которая очень простая штука, но на самом деле совсем нет.

Я пытаюсь в каждом законе физики найти два-три действительно ключевых слова, причем это не физические термины, не «Там возрастает давление» или «Увеличивается электрическое напряжение», а вот именно описание процесса. И на примере нескольких простых законов природы учу детей смотреть на вещи определенным образом.

Но для меня важно, что мы будем не просто смотреть, а именно решать задачи — пусть и на основе полусловесных рассуждений. Этим мой подход отличается от научно-популярных рассказов — потому что без задач, конечно, всем будет классно, интересно и весело, но с большой вероятностью ребенок все забудет. А мне бы хотелось, чтобы из моего курса в «Марабу» дети унесли с собой определенный взгляд на мир и стремление разобраться, как все работает.