Наивная физика Аристотеля

Аристотель, например, считал, что предметы продолжают движение только в том случае, если какая‑то сила двигает их. Современные же физики утверждают противоположное: предмет продолжает движение, если ему не мешает какая‑то другая сила. Это первый закон Ньютона, который существенно повлиял на развитие современной физики. Однако тот, кто когда‑либо толкал тяжелый ящик по полу или пробирался по пересеченной местности, знает, что Аристотель был прав: если не прилагать усилий, движение прекратится. Конечно, И. Ньютон и его последователи предполагали отсутствие силы трения и сопротивления воздуха. Аристотель же жил далеко не в таких идеальных условиях. Противодействуя силе трения, предмет постепенно останавливается. Возможно, взгляды Аристотеля вовсе не имеют отношения к физике, но они описывают то, что мы наблюдаем в реальном мире. Попробуйте ответить на следующие вопросы.

1. Я беру пистолет и, направив его на цель, стреляю строго в горизонтальном направлении. В другой руке я держу пулю так, чтобы пуля в пистолете и пуля в руке были на одинаковом расстоянии от земли. Эту пулю я роняю одновременно с выстрелом. Какая из них упадет на землю первой?

2. Представьте бегущего человека с шаром в руках. Продолжая бежать, он отпускает шар. По какой траектории: А, Б или В (рис. 2.1) полетит шар?[9]

Рис. 2.1. Бегущий человек с шаром. По какой траектории полетит шар: А, Б или В? Когда этот вопрос был задан шестиклассникам школ Бостона, только 3 % учеников выбрали ответ А, остальные же примерно поровну разделились между ответами Б и В. С этим вопросом не справились и ученики старших классов, которые изучали ньютоновскую механику полтора месяца: только 20 % (вопрос задавался 41 ученику) выбрали правильный ответ, остальные опять же разделились между ответами Б и В. (Исследование проводилось агентством White & Horwitz в 1987 году. Рисунок взят из книги: McCloskey (1983). Intuitive Physics, Scientific American, Inc. Все права защищены)

Физик скажет, что задача с пулями проста: обе они упадут на землю одновременно. Тот факт, что скорость пули, двигающейся по горизонтали, намного больше, абсолютно не влияет на скорость ее вертикального падения. Правилен ли этот ответ? А если учесть тот факт, что пуля немного поднимется вверх (как самолет) вследствие сопротивления воздуха? Таким образом, она продержится в воздухе немного дольше. Кто знает? Физика базируется на законах, в которых не учитывается сопротивление воздуха. Популярное заблуждение вообще заключается в том, что пуля, выпущенная из пистолета, упадет намного позже. Но это заблуждение не так уж и необычно.

В случае с падающим шаром мы можем предположить, что шар упадет вертикально. Но на самом деле шар будет падать по траектории А (рис. 2.1). Бегущий человек несет шар, поэтому тот получает горизонтальное ускорение. Если человек его отпустит, шар сохранит направление движения, но будет неизменно приближаться к земле[10].

Наивная физика, как и наивные взгляды в психологии и других науках, во многом разумна, хотя теоретически неверна. Но порой эти взгляды становятся источником наших неприятностей. Несмотря на это, мы должны найти способ «переварить» неизвестную информацию, ибо человек – существо мыслящее.