«Научная культура и другие эссе»

Существует, конечно, два различных элемента либерального образования: один — приобретение полезных знаний, другой — тренировка или развитие интеллектуальных способностей. Первый должен быть как можно более широким, второй же, в нынешнем состоянии знаний, к сожалению, должен быть значительно ограничен. В то время как в упомянутом отрывке я утверждал, что в системе образования, основанной на науке, языки следует изучать просто как инструменты, г-н Мэтью Арнольд в лекции, которую он недавно неоднократно читал в этой стране и постоянным рефреном которой были уже процитированные мною фразы, утверждал, что, хотя ученые должны использовать результаты науки как литературный материал, им не нужно иметь ничего общего с ее методами. На мой взгляд, обе позиции по существу верны. Говорили, что кафедры греческого языка в наших колледжах могли бы обойтись без студентов-естественников гораздо лучше, чем ученые-естественники без греческого языка, и это замечание допускает очевидный ответ. Конечно, в наш век ни один профессионал не может позволить себе быть невежественным в отношении результатов науки, и он будет постоянно совершать ошибки, если не будет знать что-то о ее методах. Совершенно очевидно, что очень немногие из исследователей, создавших научные термины греческого происхождения, о которых так часто упоминают, могли бы прочитать страницу Геродота или Гомера в оригинале; и столь же верно, что г-н Мэтью Арнольд и его коллега лорд Теннисон, продемонстрировавшие столь глубокое знание результатов науки, не смогли бы интерпретировать сложные отношения, в которых простейшие явления Природы предстают перед наблюдателем. Большинство студентов Природы могут знать красоты греческой литературы лишь в том виде, в каком они слабо представлены в переводах, и точно так же большинство студентов-гуманитариев могут знать о чудесах Природы лишь в том виде, в каком они неадекватно описаны в популярных трудах по науке. Если требуются годы обучения, чтобы позволить студенту овладеть смыслом греческого предложения, можем ли мы ожидать, что за меньшее время студент сможет распутать сложности природных явлений? Говорили, что никакое греческое образование невозможно для студента, который начинает изучение этого языка в колледже. Предполагается ли, что научное образование более возможно при таких условиях?

Для успешного преподавания результатов науки студентам колледжа мне не нужно, чтобы у них была какая-либо предварительная подготовка. Более тридцати лет в мои обязанности входило представление основ химии младшему курсу одного из наших колледжей, и у меня никогда не было причин жаловаться на отсутствие интереса к предмету. Действительно, я считаю большой привилегией быть первым, кто указывает восторженным молодым людям на удивительные перспективы, которые открыла перед нами современная наука. Что касается их временного интереса, я бы предпочел, чтобы они никогда не изучали этот предмет до прихода в колледж. Но даже восторженный интерес к популярным лекциям — это еще не научная культура. Несколько человек на каждом курсе всегда были и будут настолько заинтересованы, что сделают развитие науки делом всей своей жизни. Но такие люди всегда работают в невыгодных условиях из-за отсутствия ранней подготовки, и эти препятствия отталкивают большое число тех, чьи природные склонности и способности в противном случае подошли бы для научной карьеры. Переход от одной системы культуры к другой в возрасте восемнадцати лет имеет все недостатки смены профессии в позднем возрасте. Тем не менее колледж всегда будет продолжать обучать некоторое количество ученых таким образом. Большинство из них становятся преподавателями, и никто не оспаривает, что их предыдущая лингвистическая подготовка делает их еще более убедительными толкователями научной истины. Я не желаю никаких изменений для таких людей. Однако я очень хочу, чтобы университет внес свой вклад в образование того важного класса людей, которые будут руководить промышленностью и развивать материальные ресурсы нашей страны. Таких людей можно привести к пониманию, и они найдут время, чтобы приобрести изящное владение языком, но они не посвятят четыре или пять лет своей жизни чисто лингвистической подготовке, и если мы не откроем перед ними наши двери, они будут вынуждены довольствоваться таким образованием, какое могут предложить средние школы или, в лучшем случае, технические училища. Но хотя они таким образом потеряют более широкие знания и большие возможности, которые дает университетское образование, университет также потеряет их симпатию и мощную поддержку. Такие студенты сейчас полностью отталкиваются от университета, а при более либеральной политике они составили бы важное и явное дополнение к нашему числу, и — как я уже говорил в другом месте — не уменьшая ни на одного человека число тех, кто приходит в колледж через классические школы.

Но есть и другой класс молодых людей, с которыми система образования, основанная на изучении Природы, была бы, как я убежден, более успешной, чем преобладающая система лингвистической культуры: я имею в виду тех, кто сейчас приходит в колледж, некоторые под влиянием семейной традиции, некоторые в ожидании социальных преимуществ, а еще большее число — из-за привлекательности студенческой жизни. Многие из них — люди, которые из-за плохой вербальной памяти или отсутствия способности распознавать абстрактные отношения никогда не смогут стать классическими учеными, сколько бы усилий они ни приложили, но которых часто можно успешно обучать через их перцептивные способности. Эти люди — «двоечники» на классическом отделении, они не добавляют ему силы и в любой классической школе являются помехой для лучших студентов; но некоторые из них могут стать способными и полезными людьми, если удастся пробудить их интерес к объективным реальностям. Из наших нынешних студентов только этот класс действительно затронули бы предлагаемые изменения. Те, у кого есть вкус и способности к лингвистическим исследованиям, продолжали бы приходить по старым каналам, и только из них могут получиться классические ученые.

Я очень хорошо знаю, что говорят, будто, хотя классическое отделение было бы радо избавиться от этого нежелательного элемента, изменение не могло бы быть сделано, не поставив под угрозу продолжение изучения греческого языка во многих наших классических школах. Но может ли университет быть оправдан в продолжении требования, которое, как признано, противоречит интересам важного класса его покровителей? И, конечно, нет необходимости защищать изучение греческого языка в этой стране какими-либо сомнительными средствами. У меня самого гораздо больше веры в ценность классического образования, чем, по-видимому, у многих моих коллег-классиков. От меня никогда не было слышно ни слова пренебрежения. Я чту истинное классическое образование так же сильно, как презираю подделку. Утверждать, что класс классических «двоечников», о которых я упоминал, ценит красоты классической литературы или извлекает какую-либо реальную пользу из этого изучения, — это, на мой взгляд, поддерживать явный абсурд. Столь же сильно заключенные на каторге наслаждаются красотами правового кодекса, по которому они вынуждены работать; и если, как недавно утверждал лорд-главный судья Кольридж в своей речи в Нью-Хейвене, классическое образование является лучшей подготовкой для высших отличий в церкви и государстве, то, конечно, его продолжение не зависит от минимального требования по греческому языку в этом университете. «Новая культура», хотя и является гораздо более «молодой индустрией», не просит никакой искусственной защиты. Она лишь просит возможности показать, чего она может достичь, а этой возможности у нее еще никогда не было. Даже если бы была предоставлена самая широкая свобода, те, кто стремится продвигать подлинное образование, основанное на естественных науках, работали бы в самых невыгодных условиях. Мало того, что аппаратура, необходимая для новой культуры, гораздо дороже, чем в обычной классической школе, но и каждому ученику должно уделяться больше личного внимания, а обычные трудосберегающие методы классной комнаты совершенно неприменимы. Перед лицом таких препятствий, которые создают эти условия, новая культура может продвигаться лишь очень постепенно; и в условиях соперничества со старой системой она может преуспеть, только поддерживая очень высокую степень эффективности. Новый путь, безусловно, не предложит более легкого способа поступления в колледж, чем старый; и если вспомнить, что классическая система контролирует все средние школы с целевым капиталом, имеет престиж прошлых успехов и поддержку самого мощного социального влияния, трудно понять, на чем основана оппозиция свободному развитию «нового образования». Не руководствуются ли джентльмены, говорившие о революции в образовании, скорее своими страхами, чем здравым смыслом; и не забывают ли они, что преподаватели естественных наук имеют такой же интерес в поддержании принципов здравого образования, как и их коллеги-классики? Конечно, не может быть сомнений в том, что в будущем, как и в прошлом, они всегда будут стремиться поддерживать целостность всех великих факультетов университета в неизменном виде. Случалось и раньше, что суждение даже умных людей искажалось их классовыми отношениями или предполагаемыми интересами; но поскольку в этой стране ученый класс не имеет контроля над правительственным патронажем, мы можем, по крайней мере, надеяться, что дискуссия о греческом вопросе никогда не примет у нас той большой горечи, которую вызвал подобный спор в Германии.

В этой дискуссии много говорилось о «гуманитарных науках», и предполагалось, что, хотя анализ греческого глагола «гуманизирует», анализ явлений Природы «материализует». Я не могу обнаружить ничего гуманизирующего ни в том, ни в другом, кроме духа, с которым они изучаются, и я знаю по опыту, что дух, с которым часто навязывается изучение латинской и греческой грамматик, является крайне деморализующим. Те, кто родился со способностью к языкам, могут посмеяться над этим утверждением; но мальчик, которого высмеивали за отсутствие хорошей вербальной памяти, не данной ему Творцом, долго помнит угнетающий эффект, если не злобу, вызванную этой жестокостью. Многие люди, ныне выдающиеся как в литературе, так и в науке, испытали на себе тиранию классической школы, так ярко описанную в «Автобиографии» Энтони Троллопа; и многие мальчики, которые могли бы получить высшее образование, если бы их перцептивные способности были развиты, закончили свою карьеру ученых из-за той же тирании.

Опять же, много говорилось о специализации в раннем возрасте, как будто изучение Природы — это специализация, а изучение латинских метров и греческих ударений — это либерализация. Но как можно более поразительно проиллюстрировать специализацию, чем системой, которая ограничивает внимание мальчика в возрасте от двенадцати до двадцати лет лингвистическими исследованиями почти до полного исключения знаний о той вселенной, в которой ему предстоит жить, и которая настолько ограничивает его интеллектуальную подготовку, что его способности к наблюдению остаются неразвитыми, суждения относительно материальных отношений — несформированными, и даже его естественные представления об истине — искаженными? Теперь, хотя специальная культура, имеющая такие пагубные результаты, может быть необходима для того, чтобы овладеть той властью над языком, которая отличает высочайшее литературное мастерство, и хотя университет должен поощрять эту культуру всеми законными средствами, навязывать ее каждому мальчику, который стремится стать ученым, каковы бы ни были его природные таланты, так же жестоко, как китайская практика бинтования ног у женщин, чтобы соответствовать традиционному идеалу красоты. Действительно, у преподавателя естественных наук возникают почти те же трудности при обучении классических ученых наблюдению, что и у учителя танцев при обучении класса китайских девушек вальсу.

Опять же, говорили, что, хотя возможности для научной культуры в колледже достаточны, никто не будет возражать против такой модификации требований к поступлению, которой требуют условия этой культуры, при условии, что мы пометим продукт такой культуры описательным названием. Назовите продукт вашей научной культуры бакалаврами наук, говорили нам, и вы можете устанавливать требования к поступлению на свои курсы, как пожелаете. Я вынужден сказать, что этот аргумент, как бы он ни был благовиден, не является ни искренним, ни милосердным. Если вы пометите продукт чисто лингвистической культуры столь же описательным названием; если, следуя французскому обычаю, вы назовете таких выпускников бакалаврами словесности, мы не будем возражать против термина «бакалавр наук»; или, не делая столь большого нововведения, я, например, не имел бы возражений против различия между бакалаврами искусств в словесности и бакалаврами искусств в науке. Но совершенно понятно, что в этом сообществе степень бакалавра искусств является для большинства людей единственным важным условием приема в благородное братство ученых, в то, что называют «Гильдией ученых». Отказать в этой степени определенному классу наших выпускников — значит исключить их из таких ассоциаций и из привилегий, которые они предоставляют; и именно это и имеется в виду. Поэтому я говорю, что аргумент не является искренним, и он не является милосердным, потому что он подразумевает, что класс людей, которые заявляют, что любят истину как свою жизнь, стремятся появиться под ложными знаменами. Приводя примеры только из моей собственной профессии, я всегда утверждал, что такие люди, как Дэви, Дальтон и Фарадей, были столь же истинно учеными, столь же высококультурными и столь же способными выражать свои мысли на соответствующем языке, как и самые выдающиеся из их литературных коллег, и я буду продолжать отстаивать это положение перед нашим американским сообществом, и у меня нет сомнений, что рано или поздно мое требование будет удовлетворено, и двери «Гильдии ученых» будут открыты для всех ученых, которые приобрели путем самосовершенствования ту же силу, которой эти великие люди обладали в столь превосходной степени по дару Природы.

Наконец, я убежден, что в таком большом политическом организме, как наш, неразумно и в конечном итоге бесполезно пытаться защищать одну особую форму культуры за счет другой. Если страдает один член, страдают с ним все члены; и то, что в интересах целого, в конечном счете всегда в интересах каждой части. Я бы приветствовал любую форму культуры, которая доказала свою эффективность и ценность, и, делая это, я чувствую, что лучше всего продвигал бы интересы того специального отделения, которое находится в моем ведении.

XI.

НАУЧНАЯ КУЛЬТУРА;

ЕЕ ДУХ, ЕЕ ЦЕЛЬ И ЕЕ МЕТОДЫ.

Я исхожу из того, что большинство тех, к кому я обращаюсь, — преподаватели, и что вас привлекло сюда желание получить наставления в лучших методах преподавания физических наук. Поэтому мне показалось, что я мог бы оказать реальную услугу в этой вступительной речи, поделившись результатами моего собственного опыта и размышлений по этому предмету; и мои мысли в последнее время были особенно направлены на эту тему дискуссией относительно требований к поступлению, которые в течение прошлого года активно занимали внимание факультета этого колледжа.

В самом начале этой дискуссии мы должны быть осторожны, чтобы провести четкое различие между обучением и образованием — между приобретением знаний и развитием способностей ума. Наши знания должны быть как можно более широкими, но за короткий срок человеческой жизни, как правило, не представляется возможным развивать интеллектуальные способности для эффективной полезности более чем в одном направлении.

Позвольте мне проиллюстрировать, что я имею в виду, на примере той области знаний, которая является одновременно самой фундаментальной и самой важной. Я имею в виду изучение языка. Ни один человек не может считаться всесторонне образованным, если он не обладает способностью говорить и писать на своем родном языке точно, изящно и убедительно; и ученые сегодняшнего дня должны также в значительной степени владеть французским и немецким языками. Эти три языка, по крайней мере, являются необходимыми инструментами американского ученого, какой бы ни была специальная область его науки, и его цель достигнута, если он приобрел полное владение этими инструментами. Но если он идет дальше и изучает филологию этих языков, их структуру, их происхождение, их литературу, то изучение может занять всю жизнь и стать основой суровой интеллектуальной подготовки. Чаще, и, как думает большинство ученых, более эффективно, такая лингвистическая подготовка получается путем изучения древних языков, особенно латыни и греческого, и никто не ставит под сомнение ценность и эффективность этой формы умственной дисциплины. Но очевидно, что такая подготовка не является необходимой для использования современных языков в качестве инструментов или для приобретения знаний по древней истории, способам древней жизни или результатам древней мысли. В недавних дискуссиях много говорилось о ценности классического образования, и утверждалось, что ни один человек не может считаться всесторонне образованным, если он никогда не слышал о Гомере или Вергилии, о Марафоне или Каннах, об Акрополе в Афинах или Форуме в Риме. Конечно, нет. Но все эти знания можно приобрести, не тратя шесть лет на изучение чтения латинских и греческих авторов в оригинале или на написание латинских гекзаметров или греческих ямбов. Дисциплина, приобретенная этим долгим изучением, несомненно, имеет высочайшую ценность, но ее ценность зависит от интеллектуальной подготовки, которая является существенным результатом, а не от знания древней жизни и мысли, которое является лишь случайностью.

Теперь это же различие, которое я пытался проиллюстрировать на знакомой почве, нельзя забывать при рассмотрении отношений физической науки к образованию. Физическую науку также можно изучать с двух совершенно разных точек зрения: во-первых, чтобы приобрести знание фактов и принципов, которые являются одними из важнейших факторов современной жизни; во-вторых, как средство развития и тренировки некоторых из важнейших интеллектуальных способностей ума — например, способностей к наблюдению, концепции и индуктивному мышлению.

Экспериментальные науки часто должны изучаться главным образом с первой точки зрения. Если ни один человек не может считаться всесторонне образованным, если он невежественен в основах римской и греческой истории, то тот, кто ничего не знает о принципах паровой машины или электрического телеграфа, безусловно, столь же неполноценен. Я не оспариваю, что в наших средних школах физические науки должны преподаваться по большей части как запас полезных знаний, и в отношении такого преподавания у меня есть лишь несколько замечаний. Предполагая, что информация является целью, которую необходимо достичь, лучший метод обеспечения желаемого результата — это представление фактов таким образом, который заинтересует ученика и, таким образом, обеспечит удержание этих фактов его памятью. Я считаю очень серьезной ошибкой пытаться преподавать такие предметы путем заучивания наизусть из учебника, как бы хорошо он ни был подготовлен. Этот метод сразу делает предмет задачей; и если, кроме того, подготовка к экзамену является главной целью, удивительно, как мал остаток после того, как работа сделана. Такие предметы всегда можно сделать чрезвычайно интересными, если они представлены лекциями с необходимыми иллюстрациями, и я не верю, что процесс «зубрежки», необходимый для сдачи экзамена, добавляет много к знаниям, полученным ранее. Многие учителя, обнаружив, что заучивание учебника как попугаем не приносит пользы, пытаются сделать упражнение более ценным с помощью задач — обычно простых арифметических задач, — зависящих от принципов физики или химии. И нет сомнений, что такие задачи действительно служат для закрепления принципов, которые они иллюстрируют; но я боюсь, что они также чаще, вызывая отвращение у студента, стоят на пути к приобретению желаемых знаний.

Не следует забывать при изучении результатов науки, что факты никогда не усваиваются полностью, если учащийся не понимает доказательств, на которых эти факты основываются. Ребенок, который читает в своей физической географии, что мир вращается вокруг своей оси, узнает то, что для него является лишь формой слов, пока он не свяжет этот астрономический факт со своим собственным наблюдением, что солнце восходит на востоке и заходит на западе; и так же ученый, который читает, что вода состоит из кислорода и водорода, не приобрел никаких реальных знаний, пока не увидел доказательств, на которых основывается этот фундаментальный вывод. Пусть же науки преподаются так, как они преподавались в школах, как важные части полезных знаний, но пусть они преподаются так, чтобы вовлечь интерес ученика и направить его внимание на явления Природы.

Все это, однако, не является научной культурой в том смысле, в котором я постоянно использовал этот термин, и не дает никакой специальной тренировки для интеллектуальных способностей. Что касается меня, я не желаю никакого изучения естественной истории, химии или физики с этой точки зрения в качестве подготовки к колледжу; просто потому, что с большой аппаратурой университета все эти предметы могут быть представлены более эффективно и сделаны более интересными, чем это возможно в школах. Что я желаю видеть достигнутым нашими школами, так это подготовку по физической науке, сравнимую по объему и эффективности с той, которую они сейчас осуществляют по древним языкам. И это подводит меня к другой теме, а именно к научной культуре как системе умственной подготовки.

Прежде чем пытаться сформулировать, из чего состоит научная культура, нам будет полезно, даже ценой некоторого повторения, показать, что то, что часто выдается за научную культуру, сильно отличается от системы образования, которую мы так постоянно отстаивали. Приобретение научных знаний, как бы обширно оно ни было, само по себе не составляет научной культуры, и способность воспроизводить такие знания на конкурсном экзамене не является проверкой реальной научной силы. Тем не менее экзаменационные работы, опубликованные университетами Англии и этой страны, показывают, что это единственный тест научной образованности, на который полагается большинство этих университетов при присуждении своих высших наград студентам в области физических наук. Способность настолько овладеть предметом, чтобы быть в состоянии воспроизвести любую его часть с точностью, полнотой и изяществом на письменном экзамене, является нормальным результатом литературной, а не научной культуры, и эта способность одного порядка, будь то филология, литература, искусство или наука. Действительно, научные предметы, как правило, гораздо менее приспособлены, чем литературные, для развития этой способности. Более того, также верно, что ученые, достигнув очень высокой степени образованности, могут не обладать этой способностью ясно и кратко излагать знания, которыми они действительно обладают. Мы все знали выдающихся людей, обладающих в очень высокой степени способностью исследовать Природу, которые были совершенно неспособны ясно изложить знания, которые они сами открыли. Большой вред был нанесен делу научной культуры попытками адаптировать хорошо проверенные методы литературной образованности к научным предметам: ибо, как я уже говорил в другом месте, конкурсные экзамены не являются проверкой реальных достижений в физической науке.

Пусть меня не поймут так, будто я преуменьшаю значение цепкой памяти и способности к концентрации, которые позволяют студенту воспроизводить приобретенную информацию с точностью, быстротой и изяществом. Это способность самого высокого порядка, и она является результатом развития в высокой степени многих благороднейших способностей ума. И я хочу подчеркнуть, что успех на таких экзаменах не является показателем научной культуры, собственно так называемой.

Каковы же тогда тесты истинной научной образованности? Ответ может быть сделан совершенно ясным и понятным. Реальный тест — это способность изучать и интерпретировать природные явления. Как в классической образованности истинным тестом достижений является способность интерпретировать тонкие оттенки смысла, выраженные классическими авторами, так и в науке истинным тестом является способность читать и интерпретировать Природу; и эта последняя способность, как и другая, как правило, может быть приобретена только путем тщательной и систематической подготовки. Как некоторые люди имеют замечательную способность к изучению языков, так же есть люди, которые кажутся прирожденными исследователями Природы; но большинством людей такие способности могут быть приобретены только через тщательную тренировку и упражнение способностей ума, от которых зависит успех. Ни один человек не был бы признан классическим ученым, как бы широки и обширны ни были его знания, если бы эти знания были приобретены исключительно путем чтения английских переводов классических авторов, какими бы превосходными они ни были. Так же ни один человек не может считаться научным ученым, чьи знания о Природе были получены исключительно из книг. В любом случае настоящий ученый должен был побывать у источника и черпать свои знания из оригинальных источников. Чтобы обнаружить, как должна быть получена научная культура, мы должны рассмотреть условия, от которых зависит успешное изучение и интерпретация Природы.

Из способностей ума, призываемых к упражнению при исследовании Природы, наиболее очевидной и фундаментальной является способность к наблюдению. Под способностью к наблюдению понимается не просто способность видеть, слышать, пробовать на вкус или обонять с тонкостью, а способность настолько концентрировать внимание на том, что мы наблюдаем, чтобы сформировать определенное и длительное впечатление в уме. Существуют, несомненно, большие различия между людьми в остроте их ощущений, но успешное наблюдение зависит гораздо меньше от остроты чувств, чем от способности ума, которая ясно различает и запоминает то, что увидено и услышано. Мы говорим о человеке, что он идет по миру с закрытыми глазами, имея в виду, что, хотя объекты вокруг него производят свое нормальное впечатление на сетчатку его глаза, он не обращает внимания на то, что видит. Способность натуралиста различать малейшие различия формы или черт в природных объектах — это просто результат привычки, приобретенной долгим опытом, обращать внимание на то, что он видит, и отсутствие этой способности у студентов, которые были обучены исключительно литературными исследованиями, является наиболее заметным.

Ассистент, который в то время вел занятия по минералогии, однажды сказал мне: «Что мне делать? Один из моих студентов не может увидеть разницу между этим куском цинковой обманки и этим куском кварца» (показывая мне два образца, которые имели определенное внешнее сходство в цвете и общем виде). Мой ответ был: «Пусть смотрит, пока не увидит разницу». И через некоторое время он действительно увидел разницу. Трудность была не в отсутствии зрения, а в отсутствии внимания.

Способность к наблюдению, таким образом, — это просто способность фиксировать внимание на наших ощущениях, и эта способность фиксировать внимание является одним существенным условием образованности во всех областях знаний. Это способность, которая должна развиваться в раннем возрасте, и в системе научной культуры науки минералогия и ботаника предоставляют лучшее поле для ее развития, и поэтому я поместил бы их среди самых ранних предметов научного курса. Минералы и растения могут быть с пользой изучены в самых младших классах наших средних школ, но они должны изучаться исключительно по образцам, которые ученик должен исследовать, пока не сможет различить все характеристики формы, черт или структуры. Мне говорят, что во многих наших средних школах и минералогия, и ботаника изучаются с большим успехом и интересом тем способом, который я указал. Но часто совершается ошибка при попытке сделать слишком много. С минералогией или ботаникой как классификационными науками нашим средним школам нечего делать. Различение между многими, даже самыми обычными, видами минералов или растений зависит от тонких различий, которые вполне вне досягаемости молодых умов, и изучение ботаники часто теряет всю свою ценность из-за амбиций учителя охватить так много систематической ботаники, чтобы позволить ученикам «анализировать растения».

Если ребенка двенадцати или четырнадцати лет заставить наблюдать характерные качества нескольких обычных минералов так, чтобы позволить ему узнавать их в породах, и точно так же привести его к исследованию структуры нескольких знакомых цветов, не только будет приобретена новая способность, но и новый интерес будет добавлен к жизни.

Конечно, способность к наблюдению, так рано упражняемая в детстве, достигает высшей степени развития только после долгого опыта и постоянной практики. Острота, которую дает практика, часто бывает очень примечательной, и грубые люди часто удивляют нас тем, до какой степени их способность к наблюдению была развита в определенных специальных направлениях. Моряк, который узнает очертания знакомого ему побережья, где обычный путешественник не видит ничего, кроме облачного банка, или шахтер, который узнает в породе признаки ценных руд, — это иллюстрации, которые могут дать более ясное представление о природе способности, которую мы пытались описать.

Естественно следующей за способностью к наблюдению в порядке образования является способность к концепции с родственной способностью к абстракции; то есть способность формировать в уме отчетливые и точные образы объектов и отношений, которые были ранее восприняты либо путем прямого наблюдения, либо через описание; а также способность ограничивать внимание определенными чертами, которые эти образы могут представлять, исключая все остальные. Это способность, которая зависит в очень большой степени от воображения и способна быть развита до очень высокой степени. Нет такого изучения, которое было бы так хорошо приспособлено к тренировке как способностей к концепции, так и к абстракции, как изучение геометрии.

Для этой цели изучение геометрии должно быть начато в ранний период школьной жизни, и оно должно изучаться сначала не как серия логически связанных предложений, а как описание свойств и отношений линий, поверхностей и тел — то, что иногда называли «наукой о форме». Учебник, подготовленный на этой идее г-ном Г. А. Хиллом, представляет собой восхитительное введение в изучение.

Я очень высоко ценю систему геометрии Евклида, либо в ее первоначальном виде, либо в том виде, в каком она была модифицирована современными авторами, как средство развития логической способности. Полнота доказательства последовательных предложений и их взаимная зависимость, посредством которых, как по серии ступеней, мы поднимаемся от простых аксиоматических истин к самым сложным отношениям, обеспечивают восхитительную дисциплину для способности рассуждения; но слишком часто вся ценность этой дисциплины теряется из-за неспособности ученика сформировать ясное представление о тех самых отношениях, о которых он рассуждает, и изучение становится упражнением памяти и ничем более. Часто я видел, как добросовестный и верный студент чертит отличную фигуру и пишет точную демонстрацию, не замечая, что они не соответствуют друг другу; и на недавнем собрании учителей наших лучших средних школ было серьезно заявлено, что стереометрия — это самый трудный предмет, с которым учителям приходилось иметь дело. В стереометрии, однако, рассуждение не более трудно, чем в планиметрии, но концепции гораздо сложнее, и если бы учитель настаивал на том, чтобы ученик не делал ни шагу, пока его концепции не станут совершенно ясными, все трудности исчезли бы. В этом я полностью убежден, ибо мне приходилось сталкиваться с теми же трудностями снова и снова при преподавании кристаллографии. При начале изучения геометрии, конечно, способность к концепции должна быть поддержана всеми возможными способами. Пусть ваш ученик обнаружит путем фактического измерения, что сумма углов треугольника равна двум прямым углам, и он легко откроет доказательство предложения сам. Так же, если он фактически разделит своим ножом треугольную призму, сделанную из картофеля или яблока, на три треугольные пирамиды, он не найдет трудности в следовании рассуждению, на котором зависит измерение твердого содержания сферы. Позвольте мне заверить учителей, что изучение геометрии, преподаваемое так, как я указал, является ценнейшим введением в изучение науки. Но, как оно обычно преподавалось в качестве подготовки к колледжу, оно почти бесполезно в этом отношении, как бы ценно оно ни было как логическая тренировка.

Я считаю практику рисования от руки с природных объектов ценнейшим средством тренировки как способности к наблюдению, так и способности к концепции, помимо придания навыка в изображении, который имеет величайшее значение для научного студента. Точность рисования требует точности в наблюдении, а также способности ухватить те черты объекта, которые являются наиболее заметными и характерными. Следовательно, в курсе научной подготовки важность практики в рисовании едва ли может быть преувеличена, и она должна быть сделана одним из важнейших объектов школьной работы с раннего периода.

Для научного студента способности к наблюдению и концепции не ищутся как цели сами по себе, а как средства изучения Природы. Точные части этого широкого поля, к которым будет направлено внимание студента, будут определены многими обстоятельствами, и не наша цель в этой речи излагать план изучения. Для большинства студентов предметы естественной истории предлагают наиболее привлекательное поле; но все, я думаю, признают, что экспериментальные науки должны составлять значительную часть, по крайней мере, курса всех научных студентов, какая бы специальность ни была впоследствии выбрана. То, на чем я желаю особенно остановиться, — это дух, в котором все эти изучения должны преследоваться; и я могу лучше всего проиллюстрировать, что я имею в виду, ограничив свои замечания тем предметом, в котором я наиболее заинтересован и в отношении которого у меня наибольший опыт.

В курсе научного изучения химия не может быть отделена от физики, и обе науки должны изучаться в значительной степени в связи друг с другом. Не только философия химии покоится на физических концепциях; но, более того, химические методы включают физические принципы. Существует, однако, различие, которое нужно сделать; ибо, в то время как некоторые из отделов физики лучше всего изучать в качестве подготовки к химии, есть другие предметы, которые лучше всего отложить до тех пор, пока студент не будет иметь некоторые знания химических фактов. Среди предварительных предметов мы должны упомянуть элементарную механику, включая гидростатику и пневматику, а также термотику; в то время как электричество, акустику и оптику, включая большую тему лучистой энергии, можно вполне отложить до после изучения химии.

При изучении как химии, так и физики есть, конечно, два определенных объекта, которые нужно держать в поле зрения: во-первых, должно быть приобретено знание фактов науки; во-вторых, студент должен узнать по опыту, как эти факты были открыты. Было бы очевидно из момента размышления, что знание обстоятельств, при которых факты Природы открываются студенту, существенно для полного понимания самих фактов. Ребенок, которого учат, что земля движется по эллиптической орбите вокруг солнца за один год, нисколько не схватывает чудесный факт, таким образом изложенный, и не придет к осознанию его, пока не свяжет утверждение с ночным шествием звезд на небесах. И именно такую связь учитель должен стремиться установить во всем научном преподавании. В экспериментальной науке такая связь легче всего устанавливается в уме студента посредством серии хорошо организованных экспериментов, которые каждый повторяет сам за лабораторным столом. Очевидно, однако, невозможно в ограниченном курсе преподавания пройти весь путь химии и физики таким образом, или даже ту малую часть пути, с которой средний научный студент может ожидать познакомиться. И это не является необходимым; ибо после того, как кто-то осознал связь между явлениями и выводом в ряде случаев, ум полностью поймет, что подобная связь существует в других случаях, и поймет ограничения, с которыми научные выводы должны быть приняты.

Следовательно, мне кажется, что при преподавании химии или физики лучше всего комбинировать курс лекций, который должен дать широкий взгляд на всю область, с курсом лабораторных инструкций, который должен обязательно быть более или менее ограниченным. Экспериментальные лекции, я убежден, — это лучший способ представления этих предметов как систематических частей знаний. Не обязательно, чтобы лекции были формальными, но крайне важно, чтобы они были даны таким образом, чтобы интерес студента был пробужден, и чтобы они были полностью проиллюстрированы образцами и экспериментами. То, что мы читаем в книге, не производит и половины того впечатления, которое производится словами живого учителя, и мы не можем осознать факты, если не видим описанные явления. Существует, несомненно, преимущество, которое можно получить при последующем обзоре предмета, как он представлен в хорошем учебнике, и такая книга может быть очень полезна при подготовке к экзамену. Но насколько экзамены ценны при принуждении к приобретению знаний экспериментальной науки — это вопрос, по поводу которого я чувствую серьезное сомнение. Конечно, их ценность очень мала, если, как это слишком часто бывает, они ведут студента к откладыванию всех усилий сделать своими знания, представленные в лекциях, до финальной «зубрежки».

Управление лекциями, учебниками и экзаменами, однако, не предложит почти таких больших трудностей учителю, как управление параллельным экспериментальным курсом лабораторного преподавания. В последнем методы менее хорошо проверены и требуют от учителя очень значительного количества изобретательности и экспериментального мастерства. Механическое следование любому учебнику привело бы к потере должного духа, с которым курс должен проводиться и который составляет его главную ценность. Никакие эксперименты не так хороши, как те, которые были разработаны учителем, или, еще лучше, самими учениками. Простое повторение процесса, согласно определенному описанию, не имеет большей ценности, чем повторение формы слов в обычном школьном уроке. Учитель должен убедиться, что студент полностью понимает, что он делает, и понимает все связи между наблюдениями и выводами, которые является его целью установить. Более того, он должен постоянно поощрять своих студентов думать и работать самостоятельно и направлять их в методах индуктивного мышления. Провал эксперимента может быть сделан наиболее поучительным, если студент приведен к открытию причины провала. Утечка в его аппаратуре может быть обращена к подобной прибыли, если студенту показано, как обнаружить утечку, путем тщательного исключения одной части за другой, пока слабое место не станет очевидным.

Руководство экспериментальной лабораторией — это нелегкая задача. Учитель должен сделать работу каждого человека его собственной и следовать его процессам мысли, а также его экспериментам с самым тщательным вниманием. С большими классами много времени может быть сэкономлено путем прохождения каждого процесса на столе лекционного зала и дачи указаний классу в целом; но это не заменяет личного внимания и инструкций, которые каждый студент требует за лабораторным столом. Более того, в лабораторном преподавании учитель должен полагаться, как мы сказали, на свои собственные ресурсы, и лишь немногие пособия могут быть даны. Есть книги, однако, которые помогут учителю подготовиться к своей работе, и я счастлив сказать, что книга под названием «Новая физика», подготовленная моим коллегой, профессором Троубриджем, сейчас печатается, которая, я надеюсь, значительно продвинет лабораторное преподавание физики. Сокращение Николса руководства Элиота и Сторера долго служило подобной ценной цели в химии, и есть много отличных работ по «Качественному анализу», изучению, которое восхитительно приспособлено для развития способности к индуктивному мышлению.

Существует, однако, опасность со всеми лабораторными руководствами, которой нужно тщательно избегать, и опасность обычно больше, чем точнее описания. Они склонны вызывать механические привычки, которые фатальны для истинного духа лабораторного преподавания. Не так давно я спросил студента, который работал в нашей элементарной лаборатории, что он делает. Он ответил, что он делает № 24, и немедленно пошел искать свою книгу, чтобы увидеть, что такое № 24. Я боюсь, что большая часть лабораторной работы делается способом, который иллюстрирует этот анекдот, и, если так, это просто пустая трата времени.

При преподавании качественного анализа для меня всегда была постоянная борьба предотвратить именно такой результат, и многие отличные таблицы, которые были подготовлены для облегчения анализа, просто поощряют злую практику. Это ошибка, к которой студенты колледжа с их исключительно литературной подготовкой особенно склонны, и у меня нет сомнений, что надлежащее ведение наших лабораторий было бы сделано гораздо легче, если бы студенты приходили с предыдущей научной подготовкой.

До сих пор я имел дело исключительно с общими положениями, и моей целью было не столько дать определенные указания, сколько сделать предложения, которые могли бы привести к лучшим системам преподавания. Детали этих систем могут варьироваться широко, и все же все могут привести к желаемому результату, если только истинный дух научного преподавания сохранен, и собственная система учителя обычно является лучшей системой для него. Это ведет меня к объяснению моей собственной системы преподавания химии — которая представляет некоторые новинки, которые могут быть интересны, и, хотя она была разработана в деталях в пересмотренном издании «Новой химии», только что опубликованном, все же несколько слов объяснения могут быть ценны в это время при изложении ее выдающихся моментов.

Химия обычно определялась как наука, которая рассматривает состав тел, и в большинстве учебников целью было развитие схемы химических элементов и показать, что путем комбинирования этих элементов могут быть подготовлены все природные и искусственные вещества. В больших учебниках, которые стремятся охватить всю область и описать все известные вещества, такой метод является и естественным, и необходимым. Но как образовательная система этот способ представления предмета является, как правило, бесполезным и неинтересным. Студент теряется среди деталей, которые он может только очень несовершенно схватить, и великие принципы науки, а также их отношения к родственным областям знаний, упускаются из виду. Более того, система нефилософская, потому что она представляет выводы химии до наблюдений, на которых они основываются. Любой, кто пытался преподавать химию из обычных элементарных учебников, должен был испытать правду того, что я сказал.

Студент усваивает урок о натрии и различных солях этого металла, но, бойко процитировав слова из учебника, насколько больше он узнает о реальных свойствах этих веществ, чем знал до этого? Например: «Хлорид натрия, символ NaCl. Кристаллизуется в кубах. Растворим в воде. Растворимость лишь незначительно увеличивается при нагревании. Обычно получается путем выпаривания морской воды в чанах. Также встречается в виде пластов в некоторых геологических бассейнах, откуда извлекается путем добычи. При воздействии серной кислоты выделяется соляная кислота и образуется сульфат натрия согласно следующей реакции» и так далее. Мне доводилось видеть студентов, которые могли процитировать все это и многое другое, даже не подозревая, что они употребляют хлорид натрия в пищу по крайней мере три раза в день с самого рождения.

Рациональная система преподавания химии заключается в том, чтобы сначала представить уму учащегося явления природы, с которыми имеет дело эта наука. Нужно побудить его самого наблюдать эти явления, а затем показать, как выводы, составляющие в совокупности ту систему знаний, которую мы называем химией, были получены из этих фундаментальных фактов. Мой план состоит в том, чтобы развивать эту систему в лекционной аудитории настолько подробно, насколько позволяет отведенное время; иллюстрировать все положения экспериментами и, кроме того, более детально разъяснять тщательно отобранные фундаментальные опыты, которые студент впоследствии сам повторяет в лаборатории. Таким образом, я добиваюсь того, чтобы лекционное обучение и лабораторная демонстрация шли рука об руку как взаимодополняющие части единого учебного курса.

Я начинаю с того, что предлагаю студенту самостоятельно наблюдать свойства тел, по которым различаются вещества. Я даю ему в руки кусочек серы в палочках. Сначала он замечает цвет, твердость, хрупкость и электрическую возбудимость этого материала. Затем он определяет его плотность, температуру плавления, температуру воспламенения и, если возможно, температуру кипения. После этого он воздействует на серу различными растворителями и обнаруживает, что, будучи нерастворимой в воде или спирте, она легко растворяется в сероуглероде. Затем он выпаривает полученный раствор и получает определенные кристаллы, формы которых изучает и сравнивает с формами кристаллов того же материала, которые он также получает путем плавления. Наконец, он наблюдает замечательное изменение, происходящее при нагревании расплавленной серы выше температуры плавления, а также особое пластичное состояние, которое материал принимает, когда загустевшую массу выливают в воду. Таким образом, он придет к пониманию того, что один и тот же материал может принимать различные состояния, и получит ясное представление о веществе, которое мы называем серой. После этого я даю студенту кусочки двух металлов, которые внешне похожи друг на друга, например, свинца и олова, чтобы после проведения еще одной серии наблюдений и экспериментов он смог понять, на каких сравнительно незначительных различиях свойств часто основывается различие между веществами. Затем проводится сравнение свойств двух близких жидкостей, таких как метиловый и этиловый спирты; к этому времени студент приобретает достаточный навык в экспериментировании, чтобы провести сравнение между двумя газообразными веществами, такими как газообразный кислород и углекислый газ.

После выполнения некоторого объема такой предварительной работы мы готовы перейти к предмету химии. Какую часть охватывает эта наука в широких полях природы? Естественные явления можно очевидным образом разделить на два больших класса: во-первых, те изменения, которые не влекут за собой превращения вещества; и, во-вторых, те изменения, сама сущность которых состоит в превращении одного или нескольких веществ в другие вещества, обладающие отличительными свойствами. Физика имеет дело с явлениями первого класса, химия — с явлениями последнего. Любое явление природы, связанное с изменением вещества, является химическим изменением, и при каждом химическом изменении одно или несколько веществ, называемых факторами, превращаются в другое вещество или в другие вещества, называемые продуктами. Первый момент, который необходимо подчеркнуть при преподавании химии, заключается в том, что студент должен осознать это утверждение, и в лекционной аудитории следует продемонстрировать, а в лаборатории повторить ряд экспериментов, иллюстрирующих, что подразумевается под химическим изменением.

Здесь, конечно, возникает трудность в поиске примеров, которые были бы одновременно простыми и убедительными, поскольку почти во всех природных явлениях присутствует определенная неопределенность, скрывающая простой процесс. Знакомые явления горения являются наиболее яркими примерами этого факта, и люди не могли проникнуть сквозь туман, который их скрывал, вплоть до последних ста лет. Чтобы найти химические процессы, весь ход которых очевиден для неискушенного наблюдателя, мы вынуждены прибегать к малознакомым явлениям.

Очень простой пример химического процесса — смесь серы и цинка в атомных пропорциях, которая при поджигании спичкой быстро превращается в белый сульфид цинка с появлением пламени. Другой пример — смесь серы и мелких железных опилок, которая при смачивании небольшим количеством воды быстро превращается в черный сульфид железа. Затем немного медных опилок, которые при нагревании на блюдце на открытом воздухе медленно превращаются в черный оксид меди. Затем кусочек фосфора, сожженный в сухом воздухе под стеклянным колпаком, дающий белый оксид. Далее, немного цинка, растворенного в разбавленной серной кислоте, дающего газообразный водород и сульфат цинка. Затем раствор хлорида бария, добавленный к раствору сульфата натрия, дающий осадок сульфата бария и оставляющий в растворе поваренную соль, которую можно извлечь путем выпаривания фильтрата.

Во всех этих примерах студента следует заставить увидеть и потрогать все факторы и все продукты каждого процесса, а эксперименты должны быть подобраны так, чтобы он мог ознакомиться с различными условиями, в которых появляются вещества, и с различными видами химических процессов. Его также следует научить четко различать существенные особенности процесса и различные вспомогательные элементы, которые могут быть более или менее случайными — такие, например, как вода, используемая при определении соединения железа и серы, или пламя, сопровождающее горение.

После того как получено ясное представление о химическом процессе с его определенными факторами и определенными продуктами, мы готовы к следующему важному шагу. Каждый химический процесс подчиняется трем фундаментальным законам:

Закон сохранения массы.

Закон постоянства состава.

Закон объемных отношений.

Согласно первому закону, сумма весов продуктов химического процесса всегда равна сумме весов факторов. Этот закон теперь должен быть проиллюстрирован экспериментами, и приблизительные количественные определения следует вводить на столь раннем этапе курса обучения. Все, что для этого требуется, — это обычные весы, способные взвешивать двести-триста граммов и реагирующие на дециграмм. В нашей лаборатории мы используем платформенные весы производства компании Fairbanks, которые недороги и служат очень полезной цели.

Очень удовлетворительную иллюстрацию закона сохранения массы можно получить, поместив в стеклянную колбу смесь медных опилок и серы в атомных пропорциях. Стеклянная колба сначала уравновешивается на чашке весов, затем снимается и осторожно нагревается до тех пор, пока воспламенение, распространяющееся по массе, не покажет, что произошло химическое соединение. Наконец, колбе дают остыть, и при повторном взвешивании обнаруживается, что ее вес не изменился.

Для второго эксперимента кусочек фосфора можно с помощью нехитрого приспособления сжечь внутри плотно закупоренной стеклянной колбы, объем которой достаточен для обеспечения необходимого притока кислорода. Конечно, при повторном взвешивании колбы после того, как произошло химическое изменение, а дно колбы покрылось образовавшимся белым оксидом, изменения веса не будет, и этот эксперимент можно использовать для подтверждения истины о том, что, по крайней мере в данном примере горения, химический процесс не сопровождается потерей материала. Теперь откройте колбу, и воздух устремится внутрь, чтобы восполнить частичный вакуум, доказывая, что в процессе горения часть материала воздуха соединилась, образовав белый продукт.

Проведите теперь третий эксперимент в качестве применения общего принципа, который был проиллюстрирован предыдущими опытами. Сожгите немного мелкодисперсного железа (железа, восстановленного водородом) на чашке весов и покажите, что процесс сопровождается увеличением веса. Что это значит? А то, что какой-то материал соединился с железом, образовав новый продукт. Откуда взялся этот материал? Очевидно, из воздуха, ибо взяться ему было больше неоткуда. И таким образом, помимо иллюстрации первого из вышеуказанных законов, этот эксперимент может послужить поучительным уроком относительно отношений кислорода атмосферы к химическим процессам.

Второй закон гласит, что в каждом химическом процессе веса отдельных факторов и продуктов находятся друг к другу в определенной пропорции. Этот закон должен быть далее закреплен экспериментальными иллюстрациями. Взвешенное количество оксида серебра помещается в стеклянную трубку, соединенную с пневматической ванной. Трубку осторожно нагревают до тех пор, пока оксид не разложится, а газообразный кислород не соберется в стеклянную бутыль достаточного размера. Оставшееся в трубке металлическое серебро теперь повторно взвешивается, а объем газообразного кислорода в бутыли измеряется, и из объема газа выводится его вес. Измерение легко производится путем простого отмечания клейкой этикеткой уровня, на котором стоит вода в бутыли. Если теперь вынуть бутыль из пневматической ванны и найти вес воды, заполняющей бутыль до того же уровня, то вес воды в граммах даст объем газа в кубических сантиметрах, и, зная вес одного кубического сантиметра кислорода, мы легко вычислим вес этого газа, полученного в результате химического процесса. Теперь у нас есть веса оксида серебра, серебра и кислорода — одного фактора и двух продуктов химического процесса, и путем сравнения результатов разных студентов, выполняющих один и тот же эксперимент, постоянство пропорции станет очевидным для всего класса.

Для второй иллюстрации того же закона можно выбрать растворение цинка в разбавленной серной кислоте, дающее сульфат цинка и газообразный водород, и показать, что вес водорода, оцененный, как и в предыдущем примере, находится в определенном отношении к весу растворенного цинка.

Далее, серебро можно растворить в азотной кислоте и показать, что вес полученного нитрата серебра находится в определенном отношении к весу металла.

Или, еще дальше, в качестве эксперимента совершенно иного класса, можно растворить известное количество хлорида бария в воде и, после осаждения серной кислотой, собрать сульфат бария путем фильтрации и взвесить его, после чего станет очевидным определенное отношение между весом осадка и весом хлорида бария.

Для последнего эксперимента пусть студент нейтрализует взвешенное количество разбавленной соляной кислоты аммиачной водой, приблизительно отметив количество потребовавшегося аммиака. Пусть он теперь выпарит раствор на водяной бане и взвесит полученный солевой продукт; затем, взяв такое же количество соляной кислоты, как и прежде, и добавив вдвое большее количество аммиака, пусть он получит и взвесит полученный нашатырь, как и раньше. В третий раз пусть он начнет с половины количества соляной кислоты и, добавив столько же аммиака, как в первом случае, снова повторит процесс. Очевидно, каким должен быть результат этих экспериментов; но, не говоря студенту, чего он должен ожидать, будет хорошим упражнением попросить его сделать собственные выводы из полученных результатов. Конечно, он должен был быть предварительно ознакомлен со свойствами соляной кислоты и аммиака настолько, чтобы знать, что избыток любого из них улетучится при выпаривании солевого раствора на водяной бане. Но с этими ограниченными знаниями он сможет вывести закон постоянства состава из экспериментальных результатов, полученных таким простым путем.