Воспитание к свободе

В данной эпохе мы все время имеем дело с полярностями: электричество никогда не проявляется односторонне. Оно всегда полярно, мы называем это плюс и минус, электричество стекла или затвердевшей смолы (Фарадей). Переменные электрические и магнитные поля обусловливают друг друга, постоянно взаимодействуя и воспроизводя друг друга. Частица и волна выступают как полярности, емкость и индуктивность тоже полярны. Большое впечатление производит электрический колебательный контур — резонанс, получаемый в результате полярности индуктивности и емкости, с помощью которого мы и ловим (например по радио) из миллиона электромагнитных колебаний одну, нужную нам волну. Или полярность металлов, создающая напряжение в гальваническом элементе, фотоэлементе или термоэлементе.

Учение об электричестве — это эпоха напряжения, двойственности и полярности. Открытия Эрстеда и Фарадея конкретны, их можно «ощутить» в микрофоне и в телефонной трубке или в полярности мотора-генератора.

У электричества многосторонняя и глубокая сущность. Что мы измеряем, например, электрическими измерительными приборами? Все что угодно, но только не электричество. Мы измеряем теплоту, точнее говоря, расширение нагретой проволоки или магнитную силу, образующуюся благодаря электричеству. Электричество исчезает здесь в тот же момент, в какой оно проявляется. Оно превращается в теплоту и силу. Оно невидимо, не существует в чистом виде, его нельзя почувствовать, мы не обладаем органом его восприятия, и в момент проявления оно тут же превращается в другие физические формы. Электрические поля статического электричества проявляются тоже не как электричество в чистом виде, а как механические силы. В батарее тоже нет электричества, нет его и в так называемой электрической искре, там есть только раскаленная светящаяся материя. Нельзя не показать учащимся одиннадцатого класса такую противоположность, как феномен-модель. Мы должны четко различать такие эксперименты, которые имеют дело с непосредственно ощущаемым миром, и такие, которые отражают наши представления, идеи, гипотезы и модели. В учениках часто нет этого четкого различия, опыт и представления часто смешиваются, и при описании проведенных опытов мы должны ясно показать, где истинное наблюдение, а где теория. На уроках в старших классах всегда перекликаются два момента: рабочий метод исследователя и физическое мировоззрение естествознания.

В одиннадцатом классе уже полностью теряется единство и гармония десятого класса, их сменяет полярность, двойственность, напряжение. Что же, значит, о сущности электричества нельзя ничего сказать однозначно и окончательно? Может быть, этим вопросом и стоит завершить эпоху физики в одиннадцатом классе.

Двенадцатый класс

Приблизительно четырехнедельная эпоха начинается с явлений геометрической оптики и механических колебаний. Отражение, преломление, дифракция, поляризация и интерференция — это все свойства света, которые помогают нам понять ряд обыденных, окружающих нас явлений. Одновременно эти феномены являются основой для понимания той значительной роли, которую двойственная трактовка света сыграла в истории физики. Такой ученый, как Ньютон, довольно долго придерживался так называемой корпускулярной теории, хотя большинство ученых в то время уже признавали теорию волн Гюйгенса. И только после того, как Френель и другие ученые обосновали явления дифракции и интерференции, ученики Ньютона окончательно отказались от представления, что свет — это частицы.

Итак, «свет — это волна». Но в какой среде? Ведь волна ассоциируется у нас всегда с волной в воде. Поэтому изобрели эфир. Но человеческий дух никак не хотел признавать себе это невидимое, невесомое «вещество», пока наконец не пересеклись дороги электричества и оптики: Максвеллу удается рассмотреть свет как электромагнитное колебание и, тем самым, включить свет в область уже познанного — волн. А после того, как удалось обнаружить интерференцию рентгеновского излучения, наконец стало возможным классифицировать все известные явления колебаний и включить их в шкалу электромагнитных колебаний.

Но такое однозначное представление просуществовало в науке недолго.