Путевые заметки

В предисловии к одной из своих книг классик занимательной науки Я. Перельман пояснял, что она «написана не столько для друзей математики, сколько для её недругов», для читателей, «которые знакомились в школе (или сейчас ещё знакомятся) с этой наукой без особого интереса и одушевления, питая к ней в лучшем случае лишь холодную почтительность». Основная задача книги – «сделать геометрию для них привлекательной, внушить охоту и воспитать вкус к её изучению».
Сильно сказано, с вызовом!

Нам захотелось «написать» своё научно-познавательное представление и «отправить» его по тому же «адресу». Но «хотеть» и «сделать» не одно и то же. Получилось ли? Покажет время, и оценят зрители. А пока пишем свои «путевые заметки»…

В школьном возрасте я самонадеянно мечтал написать продолжение «Занимательной физики» – третью книгу. Было это давно, успел об этих юношеских фантазиях забыть. А сейчас вдруг пришло понимание, что этим и занимаюсь, только «книга» эта создаётся не в бумажно-печатном исполнении, а в формате ТЗН. И дело здесь не просто в переводе некоторых книжных экспериментов и историй на сценический уровень… Дело в полной преемственности целей и задач…

Премьера нашего представления состоялась в юбилейный (2013) год – спустя сто лет с выхода в свет «Занимательной физики» Якова Перельмана. Магия цифр придаёт этому событию какую-то значительность.

История, которую я услышал про легендарную личность физтеха – преподавателя физики Козела С.М., гласила, что однажды на экзамене он попросил одного абитуриента принести из соседней аудитории полное ведро ртути. Но тот огорчил преподавателя, согласившись помочь. История понравилась. В нашем исполнении она превратилась в «Ограбление не по-физически» и вошла в сюжет.

После одного из выступлений ко мне подошла девушка и, представившись театральным критиком, сразу начала воинственно критиковать один эксперимент: – Замените «божественную силу» на «волшебную» или «чудесную». Вы обижаете чувства религиозных людей! Не имело смысла спорить (?), но мысленно я ответил: – Чем? Тем, что «божественной силе» не нашлось места среди четырёх типов взаимодействия? Учёным она без надобности. Для них даже божественная сила есть произведение божественной массы на ускорение. Кстати, ваши данные не верны, не был Эйнштейн верующим. А наука и религия по определению отрицают друг друга, несовместимы. По мне, что «божественность», что «волшебство» – одно лукавство. Так что, театральный критик, попрошу вас не обижать моих научных чувств, театр-то у нас научный… И на последок совет – позаботьтесь о своём научном образовании, это всё-таки часть нашей культуры.

Как не берегли мы трубки Ньютона – разбивались: при демонстрациях и перевозках. Штук шесть прошло через наши руки, добротных трубок кировского завода учебных приборов. Последние два года мы используем их по прямому назначению в сказе «По следам Галилея» нашего представления – показываем, что в вакууме тела разной формы и массы падают с одинаковым ускорением. Но кировский завод больше своей продукции не поставляет, а то, что пришло на смену после перестроек и кризисов, мягко говоря, не радует. Оцените сами наши дорогостоящие приобретения и связанные с ними проблемы. Покупка первая (две стеклянные, укороченные, меньшего диаметра и тонкостенные трубки) – после первого же эксперимента, металлический шарик, упавший в трубке разбил её! Покупка вторая (подобные трубки, но дно в них металлическое) – пробка, шарик и пёрышко до начала падения в верхнем положении удерживаются магнитом. Убрал магнит, и все тела отправились в полёт. Вроде бы хорошая задумка, но у зрителей возникают ненужные вопросы – почему пробка и пёрышко магнитятся? А вставленная в пёрышко железная иголка превращает её в тяжесть, которая падает в воздухе примерно так же, как и шарик! Покупка третья (трубка из оргстекла, закрытая с двух сторон резиновыми пробками) с рекламными обещаниями: не бьётся, как стекло; при извлечении пробок, трубка может быть использована для других экспериментов. На деле оказалось, что стенки трубки сжимаются пальцами (результат экономии), пробки фиксируются шурупами (не для многократной трансформации), а при перевороте трубки два тела из трёх не желают падать вниз под действием силы тяжести. Они просто прилипают к стенке из-за чудесной электризации оргстекла! И смех и слёзы.

Мы сделали огромный, в человеческий рост, водяной манометр и залюбовались им. Теперь в сказе о «Большом ба-бахе» по разности водяных столбов будем измерять давление. Водяной, а не металлический манометр – это принципиально. Должна быть наглядность и понимание. Упоённые красотой содеянного начинаем эксперимент. Первоначально уровни жидкости, согласно закону сообщающихся сосудов располагаются по обе стороны от цифры «0». Повышаем давление воздуха над одной из трубок и жидкость в ней послушно опускается на 30 см, а в другой соответственно поднимается на … 35 см. Не может быть! Но так есть. Мы понимаем, что ничего не понимаем, потому что этого просто не может быть… (Догадаетесь о возможной причине?..) В конце концов, практика согласуется с теорией, и мы ликуем, подобно Архимеду, выскочившему из ванной. Это наша красота, для зрителей она останется «за кадром».

Перед вами приземлённая история двухнедельного творчества без границ: Мы делаем «неправильные весы». Вместо рычага – клюшка, вместо чаш – кастрюля и валенок. Но как убедить зрителей, что наши неравноплечные весы, хоть и находятся в равновесии – «неправильные». Можно положить на «чаши» одинаковые грузы, тогда они и выйдут из равновесия! Положили, отклонение – малозаметно. Надо сделать разницу плеч максимальной. Для этого – утяжелим валенок! Чем и как? Оптимальное решение – использовать галошу. Ищем галошу в количестве 1шт. (нужна новенькая). Нашли, но чтобы «поймать равновесие» приходится прятать в неё металлические пластинки – утяжелители. Спрятали. Оказалось, что держать конструкцию на весу за верёвочку неудобно. Меняем верёвку на проволочную ручку. Клюшка с такой ручкой приобретает неэстетичный вид. Вновь возвращаемся к верёвочному подвесу, делаем для него съёмную ручку. Разновесы? Пусть это будут коробочки от «киндеров», утяжелённые до 20г. Многовато получилось коробочек. Сократили количество, утяжелив каждый до 50г. Настал черёд заняться взвешиваемым грузом. Идея: использовать для этого тяжёлую стеклянную банку. Удобно внутри спрятать бумажку с надписью истиной массы, для последующей проверки результата. Сделано. Проводим несколько демонстраций перед зрителями. Вердикт: при падении стеклянная банка может разбиться, да и вид не презентабелен. Ищем замену. Может быть матрёшка? Лучше, чем банка, но трудно обосновать логику измерения её массы. Вырисовывается история: Рыбак поймал рыбу и желает измерить её массу. Зрители помогают ему сделать весы из подручных материалов, убеждаются в их неправильности и производят на них правильное измерение. К месту будет анекдот про хвастливого рыболова и пойманную им рыбу «вот с таким глазом». Выпилили из фанеры плоскую модель рыбы. Утяжелили до нужной массы. Раскрасили с одной стороны, с другой сделали надпись о её массе. Проверка показала: плавники чересчур топорщатся. Из-за этого рыба плохо и только наполовину входит в валенок. При случайных поворотах валенка становится видна надпись её массы. Укоротили плавники так, чтобы из валенка торчал только хвост. Вновь добились, чтобы масса рыбы была кратна массе грузов. Подкрасили. Сейчас она сохнет, а завтра мы будем отрабатывать методику показа, и вполне возможно, что возникнут новые непредсказуемые осложнения и замечательные идеи. P.S. Надо не забыть предусмотреть что-либо против моли, которая способна «съесть» часть экспоната ТЗН.

Пройдя с нашими зрителями «По следам Галилея» мы разобрались в особенностях падения тел. Казалось бы… А по сему – парадокс. Лёгкая фигурка матрёшки, кувыркаясь с гвоздика на гвоздик, обгоняет в своём движении к земле тяжёлую соперницу. Остановиться на самом интересном, и пригласить к самостоятельному творчеству – приём, который мы стали в последнее время частенько использовать.

Сообщаем нашим зрителям научный факт, что по Ньютону и пушинка и дробинка на Луне упадут одновременно, а затем предлагаем отгадать, что находится в продолговатой коробке (7см×7см×110см) – посылке, полученной нами от великого учёного для проведения экспериментов. Как не улыбнуться, услышав в ответ: – пушинка и дробинка; его портрет; то самое яблоко; лунный грунт; невесомость; вакуум...

«Большой ба-бах» за раз требует в жертву два десятка воздушных шариков, но дань оправдана, ведь мы подтверждаем теорию расчёта практикой. К тому же надо оправдывать название эксперимента.

Поскрипывает насос, откачивая воздух из трубки Ньютона. Стрелка манометра медленно ползёт от единицы к нулю. А Ведущий поясняет маленьким человечкам-зрителям, находящимся за стеклом: – Мы поднялись с вами на высокую гору, наденьте кислородные маски. Поднимаемся выше. Смотрим сверху вниз на пролетающие самолёты. Выше. 20км! Пора кидать дробинки и пёрышки. А потом поворот вентиля и шипенье врывающегося в пустоту воздуха. – Поздравляю, вы снова на земле, атмосферное давление – нормальное. – «Ух, ты!» – Услышали мы сегодня искреннее восхищение вернувшихся путешественников.

Седьмой показ – успешно опробовано игровое начало – вытаскивание пригласительного билета из-под стопки кирпичей. Но сначала мы коллективно осмысливаем истину P = m(g± a).

Едва появившись на сцене, Ведущий возмутился, что демонстрационный стол поставлен не в центре, а с краю. Да так натурально это сыграл, что несколько педагогов из зрителей поспешили на помощь. – Давайте лучше подумаем, как переместить этот стол с ПОМОЩЬЮ ВОЗДУХА и силою двух человек? – еле успел он перенаправить их усилия.

– Кто читал эту книгу? – интересуемся мы, указывая на обложку «Занимательной физики» (кн. 1) на экране. По нашей задумке далее должен следовать тест «Когда она написана?» Но в зрительном зале поднятых рук нет… На память приходят воспоминания юности – школьная библиотека, в которой я частый гость, с нетерпением ожидающий возвращения книги. И вот потрёпанное чудо в моих руках. Жадно читаю и делаю те, что могу опыты (их там около 85). И страшно расстраиваюсь, когда обнаруживаю, что кто-то поленился выписать и вырвал из книги несколько самых важных страниц. Помню, как бегал по книжным магазинам в поисках своего экземпляра. А потом по инерции не мог остановиться и покупал каждое новое издание... Из прошлого в настоящее выжидающе смотрит на нас с экрана обложка той самой книги.

В предисловии к «Занимательной ядерной физике» её автор подметил: «Конечно, не все школьники, прочитавшие «Занимательную физику» Я.И. Перельмана, стали физиками. Но, по-видимому, все физики в школьные годы читали книги Перельмана». Мы желаем, чтобы наши зрители, побывав «В гостях у дедушки Перельмана» расширили спектр своего мироощущения. «Лирики» – убедились, что «сухая» наука может быть «мокрой» и эмоциональной. Будущие «серьёзные физики» – посетили нашу научную игротеку. «Физики шутят» – не нонсенс! Некоторые признаются, что всю жизнь играли в науку. И им веришь, ведь не случайно их гармоничный «Понедельник начинается в субботу».

Каждый раз поражаюсь, как простенький эксперимент вращения ведра с водой над головой восхищает зрителей. Наверное, из-за личного участия. Мы же постарались его превратить в настоящую занимательную историю.

– Где золото? – тычет стволом в бок Ведущего похититель в сценке «Ограбление не по физически», но, не добившись признания, он самостоятельно находит по компасу целый чемодан драгметалла и играючи его уносит. – Какие грубые физические ошибки совершил грабитель? – начинаем мы своё дидактическое расследование. Один юноша оценивающе смотрит на спортивную фигуру Ведущего и безапелляционно заявляет: – Зря он к нему со своим оружием так близко подошёл…

– Прошу встать тех, кому не посчастливилось ни разу побывать в невесомости. На этот призыв откликается половина присутствующих. – Несчастные… По моей команде подпрыгните, хоть на несколько сантиметров оторвитесь от пола. Раз, два, три… – Поздравляю! – радуется Ведущий, – ваша мечта осуществилась!

А что, если накупить побольше «Занимательной физики», и после представления дать зрителям возможность приобрести её по себестоимости?

«Большой ба-бах» – наш вызов и лакмусовая бумажка. Мы пытаемся увлечь зрителей научным расчётом – предсказанием судьбы подопытных воздушных шариков. Ради смещения акцента отказались от соблазнительного «ба-баха», решив не превращать эксперимент в ожидаемую забаву. А спасённые шарики мы дарим под занавес нашим помощникам.

Всё гениальное – проще простого (чего не скажешь о непростом пути к задумке). Пакет, чулок, шарик и модель готова. На ней хорошо видно, как по пищеводу проходит волна сжатия и в желудок проталкивается (а не проваливается за счёт тяготения) пища. – Очевидно? Тогда объясните факт из мира ядерной физики ☺: желудок у котёнка не больше напёрстка, следовательно, те два литра молока, которые он способен выпить за час, находятся в его желудке под давлением пятьдесят тысяч атмосфер, что соизмеримо с давлением в эпицентре ядерного взрыва.

Вспомнилось, как когда-то я давал своим ученикам на каникулы задание прочитать «Занимательную физику»… Есть такая присказка «разбег на рубль, удар на копейку». В данном случае всё наоборот, ведь от учителя требуется копеечная трата сил. Главное – понимание необходимости.

– Желаете стать свидетелями падение пера и ядра в вакууме?.. Вдохните поглубже, мы запускаем насос, откачивающий воздух из зрительного зала, производительностью 6×10²³ молекул в час. Кто за подобный эксперимент?.. Прекрасно, что находятся бесстрашные знатоки закона Авогадро.

Хотели смазать так громко скрипящую ручку насоса, но передумали и стали ссылаться на историческую ценность устройства, мол, сам сэр Ньютон её крутил…

Встретившая нас на пороге школы завуч, с гордостью поведала о проводимой ими неделе высоких технологий. Она: – А какие опыты вы будете показывать нашим детям? Мы: – Например, самодельные весы из клюшки, кастрюли и валенка. Она: – Вы можете говорить со мной серьёзно, у меня техническое образование. В этой ситуации нас поддержал Я. Перельман: – Прежде чем изучать свойства тяжёлой воды и рентгеновских лучей, необходимо изучить свойства обычной воды и обычных лучей.

Из ведёрка с водой, вращаемого в вертикальной плоскости, на голову экспериментатора не выливается ни капельки. Для зрителей причина очевидна – в верхнем положении центробежная сила, действующая на воду, компенсирует силу тяжести. Тогда Ведущий «по секрету» на ушко (и в микрофон) шепчет экспериментатору, что центробежной силы в природе не существует (т.к. сила есть результат действия одного тела на другое, а последнее как раз и отсутствует).