Недавно мы запустили рубрику «Зачем это мне», в которой обещали без всякого занудства передавать слова преподавателей насчет того, почему их предмет полезный в реальной жизни (а не на экзамене). В первый раз мы препарировали химию, а сегодня взялись за еще один нелегкий предмет — физику. Снова просим: если вам уже поздновато это читать, но у вас есть свои дети — сбросьте им ссылку на текст. Тем более что из него можно узнать больше интересного даже о жизни наших учителей.

Во втором выпуске с нами говорит заместитель директора по учебной работе и преподаватель Лицея БГУ Игорь Варакса. Он же — автор серии smart-пособий по подготовке к ЦТ по физике, изданных в прошлом году.

«Физика — классный способ путешествовать»

— Без физики невозможно представить, чтобы мы с вами сидели и использовали подобные устройства для записи звука (преподаватель кивает головой в сторону смартфона. — Прим. ред.). Физика — один из самых красивых предметов, который мы изучаем в школе. Фи́зика (от др.-греч. φύσις - природа) — область естествознания: наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, ее структуре и движении. Звучит странно: вроде бы про все, а вроде бы и ни про что… Непонятно, как это может быть полезно обычному человеку. Но только физика поможет понять, почему появляется радуга, как работает телефон, как появляется изображение на экране.

Мне в свое время знание физики дало возможность в составе команды Республики Беларусь принять участие в международной физической олимпиаде, турнире юных физиков и конференции молодых ученых, побывать в Польше, Германии Таиланде, Сингапуре и даже Австралии. Все это — за одно лето. Так что физика подарила мне и такой приятный бонус.

1. Превращаем правила жизни из догм в здравый смысл 💡

Физика помогает нам не просто верить во что-то, но и самим понимать, как «устроен» окружающий мир.

— Например, всех с детства родители и система образования от садика до начальной школы учит: «Не суй пальцы в розетку!», но только изучив физику, понимаешь, что произойдет, если ты это сделаешь. «Не перебегай дорогу перед движущимся автомобилем!» Зная физику, ты понимаешь, почему автомобиль не может остановиться мгновенно и что случится, если произойдет столкновение.

2. Занимаемся спортом эффективнее 🏀

Практически во всех видах спорта (игры с мячом, стрельба, бильярд, зимние виды спорта, водные виды спорта и др.) знание физики может здорово помочь. Можно долго и упорно практиковаться, а можно подучить теорию и понять, почему мяч (или другой снаряд) движется именно так.

— В керлинге тоже чистая физика. Можно смотреть, как люди натирают щетками пол перед камнем и думать: «Почему трут там, а не в другом месте?» Вот представим, как люди на коньках катаются. У нас так хорошо получается скользить, потому что при повышении давления лед плавится. Создается водяная прослойка, выполняющая роль смазки между лезвием и твердой поверхностью, в результате трение о лед уменьшается. На подошве у нас получилось бы проехать куда хуже.

Так и в керлинге: игроки жесткими щетками натирают лед перед камнем, от трения температура ледяных бугорков повышается, они начинают таять и покрываются мельчайшими капельками воды. Они играют роль смазки между камнем и льдом. В результате, если натирать лед точно перед камнем, он будет двигаться дольше, а если натирать участок, находящийся чуть в стороне от траектории движения центра камня, он начнет смещаться, ведь с этой стороны трение будет меньше. Итог — движение камня корректируется в зависимости от работы членов команды. Так что, если занимаешься тем же керлингом, ты тоже немного физик.

3. Вычисляем (в прямом смысле!), как избавиться от штрафов 🚦

— Попал я однажды в аварию, дело было так. Еду я на зеленый свет, — вспоминает Игорь. — А по перпендикулярной дороге — другой водитель. И тоже на зеленый, как он думал. Итог — столкновение. После разбирательства, в котором задействовали данные видеонаблюдения, оказалось, что прав был я. Но меня все равно собрались оштрафовать.

Придрались вот к чему: машина после столкновения оказалась на первой полосе, которую по правилам нельзя было использовать для движения прямо — только направо.

— Но я-то знаю, что я ехал во втором ряду! Разбирательство велось с каждым по отдельности, я шел вторым — и у меня было время, чтобы рассчитать: что произойдет с автомобилем в случае подобного бокового столкновения. Я знал коэффициент трения шин с дорожным покрытием, примерные массы машин, скорость движения автомобиля нарушителя (ее взял из видео аварии) и с учетом этого нашел, на сколько метров бы отнесло при столкновении мой автомобиль. Оказалось, на два-три. А это как раз расстояние до той, первой, полосы. В итоге я доказал свою правоту и меня не оштрафовали.

4. Открываем для себя новые карьерные возможности 🔝

— Без физики врачи, наверное, до сих пор боролись бы со всеми болезнями кровопусканием. Кстати, этот способ лечения в XIX веке привел к открытию одного из самых фундаментальных законов физики — закона сохранения энергии. Многие современные медицинские приборы появились за счет развития науки. Например лазер. Чего только с помощью него не делают: зрение корректируют, проводят диагностику и операции (косметическая хирургия, стоматология, урология, лапароскопия), удаляют вены.

Кстати, в прошлом году в заданиях для поступления в Лицей как раз была задачка про хирургов-флебологов. Абитуриентам стараются давать не стандартные задачи, а практико-ориентированные.

Нельзя не вспомнить, что многие абитуриенты, поступающие в вузы, связывают свою будущую карьеру с программированием. И если идти по обычному пути «школа-университет-работа», то для получения высшего образование в этой области необходимо пройти ЦТ по физике.

— Конечно, не всем программистам знания физики пригодятся потом в работе, но некоторым — очень. Например, тем, кто занимается симуляцией физических процессов в играх: программирует гоночные симуляторы, воздушные, танковые. (Улыбается.) В этом случае просто необходимо знать физические законы, иначе видеоигры будут скучными, а анимации не будут выглядеть реалистично.

Выходит, ЦТ по физике — необходимый этап в карьере программиста.

— Ежегодно более сотни выпускников Лицея БГУ сдают физику на ЦТ для поступления на факультет прикладной математики и информатики БГУ, БГУИР и другие высшие учебные заведения. Для подготовки к централизованному тестированию по физике в Лицее БГУ используют интерактивные учебные пособия. В них мы систематизировали все задания, которые встречались на ЦТ и РТ с 2003 по 2018 год. Записали более 1000 видео решений. Их общая продолжительность — более 70 часов. Но самая главная особенность этих изданий — возможность читателю изменять их содержание по своим потребностям без необходимости перепечатывать книгу.

Если непонятно, как решить ту или иную задачу, можно отсканировать QR-код и увидеть видеообъяснение решения. Если видеообъяснения пока нет, то по тому же коду можно оставить запрос — и учитель запишет для вас видео, и спустя несколько дней видеорешение появится в книге. Главное — учитесь! Ну пожалуйста 💜 Убойный аргумент: внедрение такой технологии обучения увеличило средний балл лицеистов на ЦТ по физике на пятнадцать баллов (с 67 до 82).

5. Не выглядим дураками перед детьми 🌈

Даже если вы равнодушны и к спорту, и к медицине, и к программированию, подумайте: когда-то у вас, скорее всего, появятся дети. И начнется: а почему небо голубое, а откуда берется радуга, а как солнце светит. Как ответить, не зная физику? Вот и мы не знаем.

— Дети задают много вопросов про окружающий мир, и отвечать на них можно, конечно, по-разному. Даже если мы забыли какие-то детали или сложную формулу, наш уровень понимания позволяет объяснить природное явление. Этим и определяется образование: если можешь рассказать что-то пятилетнему ребенку, значит, ты действительно понимаешь принцип явления, а не прикрываешься умными словами.

Игорь подчеркивает: у нас всегда есть выбор — или говорим как есть, или сочиняем небылицы. Например, ветер дует, потому что деревья качаются, а не деревья качаются, потому что ветер дует; молнию видим раньше, чем слышим гром, потому что уши дальше, а глаза ближе, а не то, что скорость света во много раз больше скорости звука; снег тает, потому что его ест туман, а не туман появляется, потому что снег тает и т.д. Ребенок же все «возьмет» от нас, мы для него авторитет. Но лучше сразу формировать нормальную картину мира.

«Алгебра? Ужас какой-то!»

— Вспомните уроки математики в 11 классе: наверняка вы думали, что эти знания вам точно не пригодятся в жизни. Когда мы считаем яблочки и учим проценты, понимаем — это пригодится. Но бытовая польза от чистой математики заканчивается в средней школе. Дальше дети и их родители часто задают вопрос, зачем они ее учат: «Алгебра? Ужас какой-то! Матанализ в будущем? Еще хуже!» Но именно в физике вы сможете применить свои знания. Сложная математика помогает наполнить смыслом физику. Без математических формул физика — это сказки, магия и волшебство.

На эту тему Игорь советует прочитать известное эссе Юджина Вигнера, лауреата Нобелевской премии по физике, «Непостижимая эффективность математики в естественных науках». Ловите текст по ссылке.

Вместо заключения

— То, что сейчас учится в школьной программе по физике, — это достижения науки где-то до 1920-х годов, — уточняет Игорь. — Про современную физическую картину мира написано в последних параграфах учебника 11 класса.

Так что же, мы не можем понять то, что было открыто еще 100 лет назад?

— Можно без преувеличения сказать, что знания, добытые физиками за века развития науки, присутствуют в любой области человеческой̆ деятельности. Окиньте взглядом то, что вас сейчас окружает — в производстве всех находящихся вокруг вас предметов важнейшую роль сыграли достижения физики. Физику нужно изучать для того, чтобы понимать, как устроен окружающий мир. Понимать хотя бы в общих чертах. И тогда человек не будет делать многих глупостей в жизни, а окружающий нас мир будет для нас безопаснее и интереснее.