Найти в Дзене
⚡ Инженерные Знания

Как один барометр поставил профессора физики в тупик на экзамене?

Этот сюжет часто гуляет по учебникам, лекциям и всему интернету, и каждый раз вызывает улыбку. За анекдотичной формой скрывается очень точная и глубокая мысль о природе науки, образования и самого научного мышления как способа познания мира. История почти наверняка является апокрифом (учебным анекдотом), а не реальным эпизодом из жизни того или иного ученого. Но это не отменяет ценности и не делает вопрос менее значимым. А потому перенесёмся на мгновение в атмосферу экзамена по физике времён молодости Нильса Бора. В центре внимания сам будущий великий учёный. Профессор задаёт Бору, казалось бы, простой вопрос - как определить высоту здания с помощью барометра? Ожидаемый ответ очевиден. Нужно измерить разницу атмосферного давления у основания и на крыше и перевести её в метры. Всё по учебнику и без сюрпризов. Но студент выбирает другой путь. Сначала он предлагает поднять барометр на крышу, привязать к верёвке, опустить вниз и просто измерить длину верёвки. Несмотря на ошибочный ожидаем

Этот сюжет часто гуляет по учебникам, лекциям и всему интернету, и каждый раз вызывает улыбку. За анекдотичной формой скрывается очень точная и глубокая мысль о природе науки, образования и самого научного мышления как способа познания мира.

История почти наверняка является апокрифом (учебным анекдотом), а не реальным эпизодом из жизни того или иного ученого. Но это не отменяет ценности и не делает вопрос менее значимым.

Вероятно, история была с другим студентом. А это Нильс Бор
Вероятно, история была с другим студентом. А это Нильс Бор

А потому перенесёмся на мгновение в атмосферу экзамена по физике времён молодости Нильса Бора.

В центре внимания сам будущий великий учёный. Профессор задаёт Бору, казалось бы, простой вопрос - как определить высоту здания с помощью барометра?

Ожидаемый ответ очевиден. Нужно измерить разницу атмосферного давления у основания и на крыше и перевести её в метры. Всё по учебнику и без сюрпризов. Но студент выбирает другой путь.

Сначала он предлагает поднять барометр на крышу, привязать к верёвке, опустить вниз и просто измерить длину верёвки. Несмотря на ошибочный ожидаемый контекст, ответ абсолютно корректный - высота здания действительно равна длине верёвки. Профессор недоволен, но соглашается.

Ошибка вроде есть, а вроде бы её и нет. Студент
не использовал ожидаемую физику, но был полностью прав. Несмотря на комичность ситуации, это большая проблема как всей идеологии общества, так и современной науки в частности. Учёные очень не любят, когда кто-то переворачивает устоявшиеся представления, хотя и не делает принципиальной ошибки, вместо того, чтобы мыслить по некоторому шаблону.

Распределение давления по высоте
Распределение давления по высоте

Само собой, профессор делает замечание Бору и говорит, что нужно бы использовать другие подходы к вопросу. Более эффективные и подходящие.

На это студент предлагает сбросить барометр с крыши и вычислить высоту по времени его падения или превратить барометр в маятник и определить длину подвеса по периоду колебаний (который меняется на высоте). Ещё можно воспользоваться тенями и подобием треугольников, как это делал Фалес Милетский или измерить здание "шагами барометра", отмечая его длину на стене.

Был и ещё один занятный вариант - просто отдать барометр консьержу в обмен на информацию. С точки зрения науки это тоже неплохо. Это минимизация затрат, оптимизация ресурсов и даже использование социального канала измерений. И, что важно, это тоже корректный способ получить знание в некотором доверительном интервале.

В конце беседы Бор действительно предлагает использовать барометр именно как барометр, измерив разность давлений на разных высотах.

Каждый из предлагаемых методов действительно физически корректен, логически обоснован, демонстрирует понимание законов природы, но профессора не утраивает не один ответ, кроме использования барометра так, как предполагает рассматриваемый раздел физики.

Но конфликт тут вовсе не в физике, а в ожиданиях. Профессор хочет видеть правильный метод, а студент демонстрирует умение мыслить, а не угадывать ожидаемый ответ и это изрядно злит экзаменатора.

Пусть в реальности эта история могла никогда и не существовать или, может быть, в центре внимания был не сам Нильса Бор, а другой известный физик (я слышал, например, тоже самое про Ландау), но ценность её велика в любом варианте исполнения.

Это классический разрыв между алгоритмическим знанием (что нужно ответить) и научным мышлением (как можно подойти к задаче). И проблема демонстрирует, как негативно обычно воспринимается именно научное знание.

Наука — это не знание ответов. Наука — это умение задавать вопросы и находить решения. Первично именно мышление. И, возможно, главный урок здесь в том, что хороший физик — это не тот, кто знает “как надо”, а тот, кто понимает, “почему можно иначе”.

⚡ Ещё больше интересного в моём Telegram

Физики
7453 интересуются