Сбитые с толку. Эндрю Штульман
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.
Такая последовательность простирается и назад во времени. В прошлых столетиях люди, в том числе ученые-физики, всегда были приверженцами теории импульса. Галилей, например, приводил следующие объяснения движения: «Тело движется вверх при условии, что приложенная к нему сила больше, чем сопротивляющийся ей вес. Эта сила непрерывно слабеет и, наконец, уменьшается настолько, что уже не может преодолеть вес тела»[20]. Это объяснение связано с понятием импульса, а не инерции, и сегодня, четыре века спустя, большинство людей сказали бы что-то подобное. Мысль о «влиянии движущей силы», скорее всего, выразили бы другими словами, например «внутренней энергией» или тем же «импульсом». Для физика импульс – это произведение массы и скорости, но для обычного человека это что-то вроде толчка.
В неувядающей популярности теории импульса и других интуитивных теорий со времен Галилея до наших дней примечательно то, что всегда есть причина в них усомниться. Предсказания, сделанные на основе теории импульса, не сбываются, поскольку предметы движутся не так. Если выстрелить ядром из пушки, оно опишет полноценную параболу, а не будет падать прямо вниз из-за того, что в конце концов потеряет импульс и поддастся гравитации. И тем не менее, если попросить нарисовать траекторию вылетевшего из пушки ядра, многие нарисуют параболу с отвесным участком в конце, хотя это невозможно и не происходит в реальной жизни[21]. Теория импульса успешно объясняет некоторые аспекты реальности, но делает человека слепым в случаях, которые объяснить не может.
Теория импульса в этом не уникальна. Все интуитивные теории внутренне связны, популярны среди самых разных людей и устойчивы по отношению к опровержениям. Эти черты придают им поразительную живучесть. Даже узнав новые, более точные объяснения явлений, человек не может дистанцироваться от своих интуитивных теорий. Они будут выглядывать из уголков сознания и после того, как их заменили чем-то более предпочтительным, и незаметно, но ощутимо влиять на мысли и поведение.
Рис. 1.3. Живший в XVI веке ученый Вальтер Герман Рифф изобразил ядро, падающее вертикально вниз после того, как исчезла его «внутренняя сила», то есть импульс. В действительности
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.
Galilei, 1590/1960.
Kaiser, Jonides and Alexander, 1986; McCloskey, Caramazza and Green, 1980.