Нам сегодня предстоит с вами начать курс общей физики. Это курс, который является для вас основным — если вы возьмёте название факультета, то физика в нём стоит на первом месте, стоит как его основное название. Физика для вас является основным предметом, а остальные предметы — это помощь для изучения физики. Физика — это тот предмет, на котором зиждется работа, которой вы будете отдавать всю вашу жизнь, ваше будущее, и поэтому к этому предмету надо отнестись особенно серьёзно. Я чувствую на себе большую ответственность, взявшись руководить преподаванием физики на вашем факультете.
Вам предстоит стать молодыми учёными, исследователями, вас специально отбирали, сделали вам очень строгий экзамен, вы это почувствовали. Многие из вас удачно его прошли и здесь присутствуют. Курс общей физики рассчитан на два года, и после двух лет будет экзамен, от результатов которого будет зависеть ваше дальнейшее пребывание на этом факультете, будет решено, могут ли из вас выйти учёные, или нет. Факультет готовит научных работников, и изучение физики, умение её понимать и ею владеть решает вопрос, может ли из вас выйти научный работник.
Что такое физика, вы все представляете: вы её изучали уже в средней школе и примерно предмет этот вам известен. Дать строгое определение — довольно трудно, так как теперь к физике относится всё: радиотехника, оптика — это развитие одной из глав физики, так же и астрономия, акустика, и т. д. Всё, что касается изучения неодушевлённой природы, в основном, исходит из физики. Взять такой предмет как химия, так химия тоже возникла из физики.
Что же такое общая физика? Каждый раздел физики обычно развивается на определённых основных законах, эти основные положения, которые являются фундаментом для изучения каждого отдела физики, и составляют общую физику. Поэтому чрезвычайно важно хорошо и полно освоить эти основные положения физики. От того, как вы освоите эти основы физики, будет зависеть ваша дальнейшая работа. Умение пользоваться этими основными законами необходимо как при изучении физики, так и при работе в её конкретных областях, по которым вам придётся специализироваться.
Поэтому мне, как человеку, уже свыше 30 лет работающему в области физики, хотелось бы на первой лекции высказать ряд советов, как лучше всего изучать физику и как лучше всего разобраться в её основных законах. Может быть, мои советы вам помогут и сэкономят ваше время.
Физика состоит из ряда отдельных разделов, таких как механика, акустика, электричество, оптика и др. Строгое разграничение между разделами физики трудно установить, начальные разделы физики захватываются дальнейшими, например, электричество нужно знать, изучая почти любой отдел физики. Таким образом, границы между отделами провести трудно и поэтому, когда вы изучаете физику, приходится идти концентрическими кругами. Сначала физика в первом приближении, затем в более точном приближении, которое более глубоко захватывает предмет, наконец, третье приближение — и вы уже можете специализироваться и двигаться далее по той специальности, которую вы выбрали.
Первый круг вы прошли в средней школе, теперь вы пройдёте второй круг. Вам сейчас нужно изучить в курсе общей физики все основные законы во всех основных физических областях, это необходимо знать каждому из вас, чтобы успешно специализироваться в той области, в которой вам придётся работать уже самим, как молодым учёным.
Как физика воспринималась вами раньше, и как вы будете воспринимать её теперь? В средней школе всегда учили так: давали общий закон и смотрели, как этот общий закон осуществляется в природе. Наука создавалась иначе. Наука не создаётся из общих законов; общие законы нужно найти и их ищут учёные. Таким образом, наука обычно преподаётся не так, как она создаётся, а переворачивается наизнанку.
Когда в учебниках излагают законы общей физики, обычно их постулируют, принимают, а потом из них выводят различные явления. Так излагается обычно физика и так вы найдёте её изложенной в большинстве учебников. Для вас — будущих учёных, это не подходящий способ, вам самим придётся делать опыты, вам нужно знать путь, каким создавались эти законы и разбираться в процессе нахождения закона.
Для людей, которые не будут работать в области физики, такое, дедуктивное восприятие вполне правильно, — знать законы и знать, как ими пользоваться, — это хорошо для инженеров и т. д., но молодым учёным необходимо знать и тот путь, который был проделан наукой, который делается физикой.
Когда мы ищем общие законы механики, электротехники, электричества, первым делом нужно изучать явление, например, человек впервые увидел электрическую искру и ему захотелось изучить электричество. Он видит: происходит разряд электричества, а он ничего по электричеству ещё не знает. Как он подойдёт к вопросу? Конечно, ему нужно связать это явление с другими явлениями. Он начинает обращать внимание, что электричество возникает при трении, начинает обращать внимание, что можно заряжать тела электричеством, возникает идея ёмкости, потом появляется измерительный аппарат — электроскоп.
Первым делом при изучении природы является необходимым научиться делать опыты, определить, что мерить и научиться, как мерить. Это трудно найти. Для этого человечеству понадобилось много времени, чтобы подойти к физическому измерению. Я привёл пример с искрой, — пока люди не научились, как подготовиться к измерению, пока не была изобретена Лейденская банка — электричество нельзя было изучать, потому что сначала нужно было суметь накопить его, создать электрический конденсатор в самой элементарной форме.
Когда это было создано, можно было начинать мерить и только тогда начали производить измерения. Провели целый ряд опытов, из них старались вывести законы электростатического поля, закон Кулона, таков был ход. Постепенно, из опытов, из их обобщений — переходили к физическому закону, таков есть ход развития науки, ход индуктивный; путём индукции осознают и находят законы природы.
Восприятие всякой науки, всяких знаний у каждого человека происходит по-своему. Один человек лучше мыслит математическими символами, какой-нибудь закон он всегда воображает себе в виде математической формулы. Другой — склонен к модельному мышлению, для него закон связан с известным опытом, с известным процессом, который он наблюдал. Каждый человек представляет себе и воспринимает физику по разному. Так что бывает разное восприятие науки, её законов и вам не надо заставлять себя стремиться представить что-то обязательно математически, если вам это легче представить образно. Каков будет ваш метод восприятия науки — это не так важно; важно, чтобы вы умели применять все те знания, которые вы имполучите.
Можно привести такую аналогию. Положим, вам нужно ориентироваться в городе — скажем, вам нужно в определённое время попасть на Красную площадь из какой-нибудь части Москвы. Один из вас возьмёт план и по плану будет ориентироваться или, чтобы попасть туда, запомнит названия улиц, будет смотреть, искать эти названия и идти по таким-то улицам — это формальное восприятие. Другой запомнит расположение улиц, а не сможет запомнить их названия и будет ориентироваться по зрительной памяти. Третий просто запомнит направление и, посмотрев на Солнце, тоже может прийти на Красную площадь, ещё один интуитивно чувствует направление, пойдёт в определённом направлении и дойдёт, чутьём дойдёт! Всё, что требуется от каждого — вовремя попасть на Красную площадь.
Так и вам требуется понять законы физики, но как вы будете себе представлять эти законы, как будете «ориентироваться» в них — это ваше дело. А моё дело, дело наших преподавателей — дать вам полную свободу воспринять науку физику так, как каждому из вас легче. В конце концов, если ты добился известной цели в изучении науки — это всё, что от тебя требуется, а как ты это сделал, — это не так важно! Не так важно, как вы дошли до «великих знаний», главное, чтобы вы их достигли, чтобы вы умели ими пользоваться. Это для вас будет играть большую роль.
Поэтому всякий должен помнить, что изучение науки он должен осуществлять так, как она ему легче даётся, никогда не нужно насиловать себя. Если ты больше, например, мыслишь образами — пользуйся этим методом. Книги по физике и механике подбирай, которые больше по вкусу, так как те, которые тебе больше по вкусу, являются лучшими для тебя. Одному одна книга нравится, другому другая. Та, которая легче всего воспринимается, и является наилучшей для вас книгой.
Продолжая аналогию следует упомянуть ещё об одном способе «ориентироваться» в городе: это просто взять нанять такси, сказать адрес и поехать на такси — воспользоваться чужим умом. Так тоже можно приехать вовремя к центру города, но этот «метод» передвижения мы не будем поощрять, ибо он сводится к тому, чтобы воспринимать науку зубрёжкой, без понимания. Такое восприятие может быть и в науке, если вы возьмёте какой-нибудь учебник, заучите его наизусть, воспользуетесь чужим умом не поняв существа, и будете думать, что вы овладели этой наукой.
Вот с таким методом мы будем серьёзно бороться. В известных областях, где есть учебники, вы ещё сможете разобраться, но как будущим молодым учёным, которым предстоит работать в областях, где нет определённых указаний, где вам придётся жить своим умом, как бы успешно вы ни отвечали на экзамене по заученному таким путём, учёными вы никогда не станете! Если такой человек окажется без учебника, без книги, он уже не сможет ориентироваться без помощников, он будет предоставлен самому себе и из него ничего не выйдет.