(а) Во-первых, давайте предположим, что некоторая сила F в два раза больше некоторой другой силы G, согласно нашему соглашению, потому что сила F производит в два раза больше скорости каждую секунду, чем сила G, когда одна, а затем другая из этих сил заставляют действовать на данное тело, например, кусок свинца. Тогда производит ли сила F в два раза больше скорости каждую секунду, чем сила G, независимо от природы и размера данного тела, будь то дерево, лед или сахар? Эксперимент показывает, что производит.
(б) Во-вторых, предположим, что у нас есть такие количества свинца, железа, дерева и т. д., что некоторая данная сила производит одинаковое количество скорости в секунду, когда она заставляется действовать как несбалансированная сила на то или иное из этих различных тел. Тогда какова связь между количествами этих различных веществ? Эксперимент показывает, что все они имеют одинаковую массу в граммах или фунтах, как определено с помощью весов. То есть данная сила производит одинаковое количество скорости в секунду в данном количестве граммов любого вида вещества. Таким образом, земля притягивает с определенной силой (в данной местности) M граммов любого вещества, и, если не считать сил сопротивления, вызванных трением воздуха, все виды тел приобретают одинаковое количество скорости в секунду, когда они падают под действием несбалансированного притяжения земли.
(в) В-третьих, какова связь между скоростью в секунду, производимой данной силой, и массой в граммах (или фунтах) тела, на которое она действует. Эксперимент показывает, что скорость в секунду, производимая данной силой, обратно пропорциональна массе тела, на которое действует сила. Говоря о массе тела в граммах (или фунтах), мы здесь имеем в виду результат, который получается при взвешивании тела на весах, и экспериментальный факт, о котором здесь идет речь, представляет собой очень важное открытие: а именно, когда одно тело имеет в два раза большую массу, чем другое, согласно методу измерения массы с помощью весов, оно ускоряется в два раза медленнее под действием данной несбалансированной силы.
Эффект несбалансированной силы в создании скорости может быть, таким образом, суммирован следующим образом: скорость в секунду, производимая несбалансированной силой, пропорциональна силе и обратно пропорциональна массе тела, на которое действует сила, и скорость, производимая несбалансированной силой, всегда направлена в сторону действия силы.
«Мы советуем всем людям, — говорит Бэкон, — думать об истинных целях знания и стремиться к нему не ради любопытства, споров или ради того, чтобы презирать других, и не ради репутации, власти или любого другого подобного низшего соображения, а исключительно ради нужд и пользы жизни». Трудно представить какое-либо другое основание, на котором можно оправдать изучение физики, кроме как ради нужд и пользы жизни; в определенном широком смысле, действительно, другого оправдания нет. Но подавляющее большинство людей должно быть практичным в узком смысле, и физика, как ее изучает подавляющее большинство людей, относится главным образом к условиям, которые были разработаны с помощью промышленных устройств, как это показано на наших мельницах и фабриках, в наших транспортных механизмах, в оптических и музыкальных инструментах, в средствах снабжения энергией, теплом, светом и водой для общего и бытового использования и так далее.
С этой узкой практической точки зрения может показаться, что в изучении физических наук не может быть ничего очень требовательного; но что такое физика? Вот в чем вопрос. Одно определение, по крайней мере, следует отвергнуть; это не «наука о массах, молекулах и эфире». Тела имеют массу, а железные дороги имеют длину, и называть физику наукой о массах так же глупо, как определять железнодорожное дело как практику длин, и ничего столь же разумного, как это, нельзя сказать в пользу концепции физики как науки о молекулах и эфире; это самое болезненное из возможных представлений о физике, тогда как самое здоровое представление, даже если студент не полностью его усваивает, состоит в том, что физика — это наука о способах захвата вещей и их толкания!
Бэкон давным-давно перечислил в своей причудливой манере вещи, которые казались ему наиболее необходимыми для развития обучения. Среди прочего он упомянул «Новый двигатель или Помощь уму, соответствующую инструментам для руки», и наиболее примечательным аспектом современной физической науки является тот аспект, в котором она представляет собой реализацию этого Нового двигателя Бэкона. Мы постоянно навязываем крайне скудным данным, полученным непосредственно через наши чувства, интерпретацию, которая по своей сложности и глубине кажется совершенно несоизмеримой с самими данными, и мы осуществляем над физическими вещами своего рода рациональный контроль, который значительно превосходит природную хитрость руки. Возможность этой принудительной интерпретации и этого рационального контроля зависит от использования двух комплексов: (а) Логическая структура, то есть совокупность математической и концептуальной теории, которая применяется к непосредственным материалам чувств, и (б) механическая структура, то есть либо (1) тщательно спланированное расположение аппаратуры, которое всегда необходимо при проведении физических измерений, либо (2) тщательно спланированный порядок операций, такой как последовательные операции растворения, реакции, осаждения, фильтрации и взвешивания в химии.
Эти два комплекса действительно составляют Новый двигатель, который помогает уму так же, как инструменты помогают руке; именно благодаря обогащению материалов чувств работой этого Нового двигателя становятся возможными сложные интерпретации физических наук, и изучение элементарной физики призвано привести к реализации этого Нового двигателя: (а) Путем построения в уме логической структуры физических наук; (б) путем обучения проведению измерений и выполнению упорядоченных операций, и (в) путем упражнений в применении этих вещей к реальным явлениям физики и химии на каждом шагу и все время с любыми возможными вариациями.
Это, безусловно, достаточно требовательная программа; и единственная альтернатива — поместить студента под руководство Жюля Верна, где ему не нужно беспокоиться об основах, а можно приятно следовать за своим учителем в беззаботное путешествие на Луну или с легкой беспечностью отправиться в плавание на двадцать тысяч лье под водой.
Что означает изучение физической науки, можно объяснить далее, упомянув основные трудности, возникающие при преподавании этого предмета. Одна трудность заключается в том, что природное восприятие большинства людей прискорбно неадекватно без стимуляции и направления для предоставления чувственного материала, на котором логическая структура науки призвана работать. Вторая трудность заключается в том, что человеческий ум настолько привык рассматривать практические дела жизни, что его трудно обратить к тому детальному рассмотрению кажущихся незначительными подробностей, которое так необходимо в научном анализе даже самых практических вещей. Каждый знает способность индейца к длительному и серьезному усилию в его примитивном образе жизни, и все же трудно убедить индейца-«фермера» пахать. Каждый также знает, что типичный студент колледжа не глуп, и все же трудно убедить молодых людей с практическими и деловыми идеалами в наших колледжах и технических школах изучать абстрактные элементы науки. Действительно, так же трудно заставить среднего молодого человека удерживать в уме абстрактные вещи, как заставить молодого индейца пахать, и почти по той же самой причине. Научные детали любой проблемы сами по себе лишены человеческой ценности, и это качество отстраненности является самым серьезным препятствием для молодых людей в изучении наук.
Третья трудность, которая действительно проходит через весь фронт прогресса человеческого понимания, заключается в том, что примитивный ум молодого человека должен быть реабилитирован в совершенно новых отношениях, чтобы подготовить его к условиям современной жизни. Каждый учитель естествознания знает, сколько принуждения требуется для такой небольшой реабилитации; но сама возможность этого процесса — примечательный факт, и то, что это возможно до такой степени, что из охотничьего и рыболовного происхождения выходит Ньютон или Пастер, действительно удивительно. Каждый знаком с историей жизни бабочки, как она живет сначала гусеницей, а затем претерпевает полную трансформацию в крылатое насекомое. Конечно, очевидно, что органы тела гусеницы совсем не подходят для нужд бабочки, сама пища (у тех видов, которые принимают пищу) совершенно иная. На самом деле почти каждая часть структуры тела гусеницы растворяется, так сказать, в бесформенную мякоть в начале трансформации, а организация летающего насекомого затем вырастает из центрального ядра очень похоже на то, как цыпленок растет в питательной среде яйца. Так же обстоит дело и с развитием молодого человека. В раннем детстве индивид, если ему благоприятствовала судьба, упражняет и развивает более или менее широко примитивные инстинкты и способы поведения расы в свободной жизни на открытом воздухе, и результатом является некий материал ума, который должен быть растворен и преобразован с большим или меньшим принуждением и под большим или меньшим ограничением в эффективный ум типа двадцатого века.
Четвертая трудность заключается в том, что возможность реабилитации материала ума развилась как человеческая способность почти исключительно на основе языка, и суть этой реабилитации заключается в формировании идей; тогда как очень большая часть физической науки — это корреляция в механизмах.
Лучший способ справиться с этой четырехкратно сложной ситуацией в преподавании элементарной физики — это максимально связать преподавание с непосредственно практическими и интимными вещами жизни и сделать ставку на наводящие идеи как на единственный способ избежать полного подавления чувств, с которыми рождается молодой человек. Такой метод, безусловно, рассчитан на то, чтобы размять наши теории и заставить их все работать — прагматический метод, как называют его наши друзья-философы, метод, который претендует на завоевательную судьбу.
ДИСЦИПЛИНА ТРУДА.
Первая цель всякого труда — не главная, но первая и необходимая — это получение пищи, одежды, жилья и топлива.
Но вполне возможно иметь слишком много всех этих вещей. Я знаю множество джентльменов, которые едят слишком обильные обеды; множество дам, у которых слишком много одежды. Я знаю, что в Лондоне есть свободное жилье, ибо у меня самого там несколько домов, которые я не могу сдать. И я знаю, что топливо есть везде в избытке, поскольку мы разводим пары, чтобы грохотать по дорогам, в то время как наши люди стоят без дела; или пьют, пока не могут стоять, бездельничают или что-то еще.
Раскин
Два поколения назад школа дополнялась бесконечной возможностью для игр, и детям приходилось все больше и больше работать по дому и на ферме по мере взросления. Игры и труд в те дни были так же обильны, как солнечный свет и воздух, и неудивительно, что образовательные идеалы развивались, не принимая их в расчет. Но мы цепляемся за эти старые идеалы в настоящее время, когда у детей нет возможности играть, когда почти полностью отсутствуют старомодные домашние обязанности, когда мальчики никогда не видят своих отцов за работой, и когда единственная возможность для мальчиков и девочек работать вне дома — это столкнуться с уверенностью в безрассудной эксплуатации! Какая глупость! Вся наша система образования, начальная и средняя, университетская и техническая, больна бессмысленной книжностью, а школьная работа стала самой неэффективной из всех организованных усилий людей.
Да, но у нас есть наши школы трудового обучения и наши университетские курсы по цеховой работе и инспекции цехов. Долой такие схоластические обманы! Начала трудового обучения действительно должны быть обеспечены в школе; вырезание из бумаги, шитье и вырезание из дерева. Но от абсурда Академического Эпитома Индустрии да избавит нас Господь! И Он избавит нас, не бойтесь, ибо закон экономии — это тоже Его закон.
Величайшая образовательная проблема нашего времени — как использовать коммерческие и промышленные предприятия в качестве школ в той мере, в какой они являются школами.
Первая цель всякого труда — действительно получение пищи, одежды, жилья и топлива, но суть труда — это человеческая дисциплина, такая же добрая и благотворная, как солнечный свет и дождь, и величайшая потребность нашего времени — чтобы дисциплина труда снова заняла свое место во всей нашей системе образования.
Эта книга посвящена тому виду образования, который доказывает свою состоятельность в Университете Цинциннати.
Напротив страницы 60 и вырезание из дерева. Но от абсурда Академического Эпитома Индустрии да избавит нас Господь! И Он избавит нас, не бойтесь, ибо закон экономии — это тоже Его закон. Величайшая образовательная проблема нашего времени — как использовать коммерческие и промышленные предприятия в качестве школ в той мере, в какой они являются школами. Первая цель всякого труда — действительно получение пищи, одежды, жилья и топлива, но суть труда — это человеческая дисциплина, такая же добрая и благотворная, как солнечный свет и дождь, и величайшая потребность нашего времени — чтобы дисциплина труда снова заняла свое место во всей нашей системе образования.
Эта книга посвящена тому виду образования, который доказывает свою состоятельность в Университете Цинциннати.
ЧАСТЬ ОБРАЗОВАНИЯ.
Рожденный в прериях;
Однажды коснувшись склона Западной горы,
Он навсегда отвергнет ровную дорогу.
Если однажды он напьется из чистого, как снег, хрустального источника,
Его жажда будет вечно, все сильнее, гореть,
Требуя глубоких глотков из обычного ручья.
Однажды увидев проблеск более существенной славы,
Чем горизонт прерий, высоко нагроможденный облачной пеной,
Его ожившее стремление вдохновит старую историю
О безграничных, бессмертных царствах за закатом — Домой!
Нас было двое: новичок, рожденный в прериях, в лице шестнадцатилетнего студента второго курса колледжа, и автор. После месяцев предвкушения и планирования мы поспешили прочь по окончании семестра, оставив прерии Айовы, чтобы провести короткий отпуск в горах; и мы прибыли в Денвер в идеальное, безоблачное июньское утро.
С самого рассвета мы с нетерпением смотрели на запад через ровные равнины, чтобы поймать первый проблеск великого Фронт-Рейнджа Скалистых гор с его покрытием из летнего снега, и, закупив припасы для лагеря, мы поднялись на Кэпитол-Хилл в Денвере, чтобы увидеть, как предгорья смягчаются до пурпура, а снежные поля тают в жидкое золото, когда хрустальный день превращается в малиновую славу с заходом солнца.
Это земля, которую омывает закат,
Это берега Желтого моря,
Откуда оно возникло и куда устремляется,
Это западная тайна.
Поздно вечером мы сели на поезд до Лавленда, откуда должны были начать пеший поход до Ларами, в Вайоминге.
В Лавленде мы купили пони и вьючное седло. Пони никогда не был приучен к седлу, и поскольку искусство вьючения всегда приходится осваивать заново, если не практиковал его несколько лет, оба мы были в некотором отношении такими же «зелеными», как пони, и, естественно, немного нервничали, когда отправлялись из Лавленда. Однако пони служил нам хорошо и в худшем случае только дал нам название для перевала Бакинг-Хорс, когда мы пересекали хребет гор Медисин-Боу от вод реки Гранд до вод Норт-Платт.
Из Лавленда мы добрались до ранчо Спрэга в Эстес-Парке, расположенного в тридцати пяти милях, за два дня легкого пути по хорошей почтовой дороге, столкнувшись со снежным шквалом в высоких предгорьях, который оставил нас холодными и мокрыми на закате первого дня. В Эстес-Парке мы пробыли три дня, рыбача, совершая пробежки до линии леса в качестве предварительной тренировки и написания писем. Автор провел два предыдущих лета в Эстес-Парке недалеко от ранчо Спрэга в компании друзей из Канзасского университета.
Лагерь. Акклиматизация;
21 июня.
Мой дорогой маленький друг:
Д. и я добрались до этого места позавчера. Вчера я видел Фреда Спрэга. Он уже узнал о нашем присутствии в парке, заметив наши характерные следы от подбитых гвоздями сапог, и, как передает его мать, увидев их, заметил, что «пришли люди Божьи», имея в виду канзасских парней, с которыми он познакомился в 86-м и 89-м годах.
С тех пор как мы покинули Лавленд, мы прошли мимо тысяч цветов: белых маков, кактусов, колокольчиков, водосборов и других, всех и не перечислить. Колокольчики здесь такие же, как те, что мы с тобой нашли недалеко от Блумингтона несколько недель назад. Было бы очень здорово, если бы мы могли совершить несколько наших субботних вылазок в этих краях.
Жаль, что не могу рассказать тебе больше о нашей поездке. Конечно, она едва началась, но я довольно хорошо представляю, какой она будет: во-первых, трудной, одинокой, но странно притягательной. Мы уже начинаем относиться к природе так, как, я полагаю, относятся индейцы, а именно — с желанием добыть что-нибудь съестное из всего, что видим. [М. написала своему брату Д. в почтовое отделение Морейн о пирогах и кексах, которые они пекли дома.] Это отнюдь не жадность, ибо умеренный аппетит по сути несовместим с условиями индейской жизни. На самом деле, единственные дикие животные, которые не бывают обжорами, — это те, что едят траву. Конечно, мы в лучшем случае лишь «агентские» индейцы, но скоро мы покинем нашу резервацию.
Мало кто осознает полное запустение многих частей Скалистых гор; и часто в моих горных походах, голодный и сбивший ноги, я вспоминал то, что рассказывал мне мой друг «Грик» [8] о совершенно пустынных горах Фьюнерал, граничащих с Долиной Смерти в южной Калифорнии, и о бесконечном солнце там. Что бы ты подумал, мой маленький друг, даже сейчас, среди комфорта и радостей дома, если бы услышал достоверный рассказ о настоящем путешествии через те страшные горы и в ту ужасную долину?
Надеюсь, что карта с прилагаемым описанием поможет тебе узнать географию и геологию этого края. Передавай привет отцу и матери.
Твой друг, Ф.
Отправившись из парка Эстес в сторону Гранд-Ривер, мы остановились на ночь в лагере «Запустение» в Ветреном ущелье — огромном амфитеатре, возвышающемся над границей лесов на севере, востоке и западе и открывающемся на юг в каньон Биг-Томпсон. Устье ущелья перегорожено боковой мореной древнего ледника Томпсон, а за этой плотиной находится ровный болотистый участок с несколькими зелеными елями и зарослями осины, черной ольхи и горной ивы. У границы леса также виднеется редкая зеленая кайма с белыми точками. Все остальное — пустынный участок выгоревшего леса.