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.