Сбитые с толку - Эндрю Штульман Страница 7

* * *

Атомы — это составляющие материи, из которых образованы все твердые тела, жидкости и газы. «Не доверяйте атомам, — предупреждает интернет-мем. — Они во всем замешаны». Дети не видят и не ощущают атомов, поэтому даже не подозревают об их существовании [39]. В схожей ситуации пребывало все человечество вплоть до пионерских работ ученых XIX столетия — например, Джона Дальтона, сформулировавшего принципы химического синтеза, и Джозефа Томсона, открывшего электроны. Ничто в нашем восприятии не указывает на то, что окружающая нас материя образована из каких-то частиц. В основном она представлена дискретными, связными «пакетами»: камнями, деревьями и бревнами, кирпичами, столами, стульями, ботинками, шапками, карандашами, молотками. Эти предметы не проявляют признаков молекулярного строения. Они кажутся непрерывными и целостными.

Мы не только не осознаём микроскопические компоненты макроскопических объектов, но и неправильно воспринимаем свойства самих этих объектов. Материя имеет вес и объем, но человек от природы не умеет определять их. Он может только прикинуть тяжесть (ощущаемый вес) и величину (видимый объем). В тяжести сливается собственно вес и плотность: одинаково весящие предметы будут восприниматься по-разному, если плотность у них разная (например, пятикилограммовый стальной брусок кажется тяжелее, чем пять килограммов пенопласта). Величина отличается тем, что объем в нем сочетается с площадью поверхности. Предметы с тем же объемом, но с разной площадью поверхности могут показаться разными по величине: скомканная простыня выглядит больше, чем аккуратно сложенная. Из-за своей субъективной природы тяжесть и величина меняются не так, как измеряемый вес и объем. У любой материи есть вес, но не у всякой есть ощущаемый вес (пример — снежинки и пыль). Аналогично объем есть у любой материи, но он не всегда видимый (пример — гелий и пар). Эта группа восприятий [40] — то, что материя непрерывна, обладает тяжестью и величиной, — образует основу «холистической» теории материи, которая появляется в детском возрасте и у старших подростков сменяется «корпускулярной теорией».

Ошибки сохранения не противоречат холистической теории материи, поскольку изменение внешнего вида вещества — его высоты, ширины и площади — представляется синонимом изменения самого вещества. Однако такие ошибки не единственный пример действия холистических теорий. Они проступают и в детских суждениях о том, что является материей, а что — нет. Когда дошкольников и учеников младших классов спрашивают, состоят ли твердые предметы (например, камни, деревья, бревна и кирпичи) из материи, они единодушно отвечают утвердительно. Еще они соглашаются, что из материи состоят те нетвердые вещества, которые можно увидеть и потрогать (например, вода, соль, сок и желе). Но в том, состоят ли из материи менее осязаемые материальные вещества, например пыль, тучи, кляксы, пузыри, они уже не так уверены. Дети колеблются и в отношении видимых, но нематериальных сущностей — тени, радуги, молнии, солнечного света [41]. Наибольшее смущение у них вызывает воздух. Они знают, что воздух их окружает, что они вдыхают его в легкие, но считают его нематериальным. Еще они утверждают, что у воздуха нет объема, то есть, например, внутри пустой коробки он не занимает вообще никакого места [42]. Воздух противоречит самой сути детской холистической теории материи, так как имеет объем, но при этом невидим и не имеет величины, обладает весом, но неощутимым, без тяжести.

Холистические теории явно проявляются в детских предположениях о том, какие предметы пойдут ко дну, а какие — останутся на плаву. Основным фактором здесь является плотность, однако у ребенка нет органов чувств для ее оценки. Судить он может только о тяжести и величине, и это приводит к систематическим ошибкам. В одном из исследований четырехлетним малышам показывали кубики разного веса и размера и просили угадать, утонут они или нет [43]. Большинство выбрало критерий, основанный на весе: кубики, весящие меньше 100 граммов, должны плавать, а более тяжелые — утонуть независимо от того, больше или меньше их плотность по сравнению с плотностью воды. Таким образом, прогнозы оказывались верны для легких кубиков с плотностью ниже пороговой и для тяжелых кубиков с плотностью выше пороговой, но ошибочны, если плотность легкого кубика превышала пороговую, а у тяжелого оказывалась меньше. Другие исследования показали, что детей можно побудить учитывать и вес, и размер, то есть приблизительно оценивать плотность, но сами они делают это редко [44]. Плотность просто не проявляется в холистической теории материи.

Рис. 2.2. Сначала дети определяют материю по ее ощутимости. Они правильно оценивают, что кирпичи состоят из материи, а мысли — нет, но не уверены в отношении полуощутимых сущностей, например пузырей или тени

В еще более чистой форме детские холистические теории проявлялись, когда детям предлагали поразмышлять над преобразованием материи, которое не поддается восприятию, — микроскопическим делением [45]. Им показывали кусок пенопласта и просили представить, что произойдет с его массой, весом и объемом, если делить его напополам до бесконечности. Ниже — беседа между исследователем и третьеклассником. Именно так обычно отвечают дети младше десяти лет.

Ученый: Давай представим, что этот маленький кусочек можно разделить пополам, а потом еще раз пополам. Если мы будем его делить и делить, исчезнет ли материя пенопласта совсем?

Ребенок: Да. Через год ее уже не будет. Ничего не останется.

Ученый: Тогда давай представим очень маленький кусочек пенопласта — такой крохотный, что его не видно. Он будет занимать какое-то место?

Ребенок: Нет, не будет. Если на столе лежит что-то очень большое, а потом убрать это в угол, оно не будет занимать никакого места.

Ученый: А у такого маленького кусочка будет вес?

Ребенок: Нет, тоже не будет.

Ученый: Ноль граммов?

Ребенок: Да. Если берешь что-то маленькое, чувствуешь только свою кожу, потому что оно ничего не весит.

Обратите внимание, что ребенок явно приравнивает объем к величине (этот крохотный кусочек можно «спрятать в угол»), а вес — к тяжести («чувствуешь только кожу»). У более старших детей результаты совершенно другие: