Вызов огня

Что такое огонь? Вроде бы простой вопрос, но ответить на него так, чтобы не заскучал школьник, непросто. Майкл Фарадей еще в 1860 году попытался это сделать, прочитав ряд лекций для студентов и молодежи на тему «Химическая история свечи» [1]. Во вступлении он отмечал: «Явления, наблюдающиеся при горении свечи, таковы, что нет ни одного закона природы, который при этом не был бы так или иначе затронут» [2]. И далее рассказывал об этих всевозможных явлениях, которые происходят при горении. Пламя, его яркость, природа воды, водорода и кислорода, даже процессы дыхания и их сходство с горением свечи. Очень интересно. Но в наши времена эти пространные шесть лекций мало кто осилит от начала до конца. Наверное, надо как-то покороче. С учетом возраста аудитории и современных способов подачи материала.

Такую задачу — просто и коротко о природе огня — недавно поставил всем желающим Алан Алда (Alan Alda) — американский актер и популяризатор науки. Вместе с Центром популяризации науки (Center for Communicating Science) в Университете шт. Нью-Йорк в Стоуни Брук объявил этой весной конкурс под названием «Вызов огня» (The Flame Challenge).

Как гласит предыстория конкурса, рассказанная самим Алдой и растиражированная в СМИ [3],Алан Алда еще школьником очень интересовался окружающим миром и решил спросить свою учительницу, а что же такое огонь? «Это процесс окисления», — ответила учительница. И всё. Правильный по сути ответ показался школьнику недостаточным. Этот ответ, по его словам, не объяснял, почему огонь желто-красный или горячий, что вообще происходит при горении и т.д. [4].

Размышления о том, как объяснять научные понятия публике разного возраста, привели Алана Алду к созданию серии фильмов и передач про науку, к организации интервью с различными учеными, к созданию Центра популяризации науки, упомянутого выше. И весной 2012 года, — к организации конкурса «Вызов огня».

Алан Алда считает, что простота и ясность изложения — это главный элемент хорошего популярного объяснения [4]. Именно поэтому условия конкурса «Вызов огня» предельно просты. Нужно дать объяснение того, что такое огонь, чтобы оно было понятно 11-летнему школьнику. Конкурс был открыт для участия людей со всего мира. Было подано 822 заявки из 31 страны. Судьями были школьники. Школы со всего мира могли подать коллективную заявку на участие своих школьников в судействе. Для них была разработана простая форма, в которой содержались такие вопросы, как «Понятно ли объяснение?», «Интересно ли оно?» и пр. Всего в судействе принимала участие 131 школа из разных стран.

После первичной обработки заполненных форм был определен круг финалистов. А 9 мая была собрана «Всемирная ассамблея» — живая видеоконференция с Аланом Алдой в качестве ведущего и с участием школ-судей. Десять школ участвовали в видеообсуждении, остальные могли комментировать и голосовать. Как отмечено в блоге одной из школ английского языка в Бельгии, «Всемирная ассамблея — хорошая возможность для школьников с различными судьбами и возможностями собраться вместе для дискуссий и проведения праздника науки» [5].

В атмосфере всеобщей радости и возбуждения был выбран победитель. Церемония объявления победителя прошла 2 июня 2012 года на Всемирном фестивале науки в Нью-Йорке, в США. Победителем стал Бен Эймс (Ben Ames) из Канзас-Сити, штат Миссури. Бену -31 год, он аспирант Инсбрукского университета в Австрии, работает над проблемами квантовой оптики. Молодой, эдакий свой парень, который не только знает физику, но также рисует, поет и пишет музыку, увлекается театром. На вопрос Алды: «Как же вам удалось сделать этот ролик, вы же физик, работаете и учитесь?», — Бен ответил просто: «Ну, я сказал на работе, что мне надо взять пару недель отгулов, жене и дочке сказал, что меня не будет какое-то время, заперся у себя в подвале и … сделал ролик» [6].

Видеоролик Бена Эймса начинается с показа седого старичка, прикованного к скале [7]. Старичок давно горит в адском огне. Голос ученого за кадром обращается к старичку: Какая же это должна быть пытка, быть всё время в огне и не понимать его… Вам не хочется узнать, что же это такое? Видите вот эту свечку на пирожном? Почему у ее пламени разные цвета? Почему оно такое горячее? И дальше начинается анимированное объяснение. Свеча и пламя состоят из трех типов атомов — углерода, водорода и кислорода. Углерод и водород сцеплены вместе в твердых частях свечи — парафине и фитиле. Кислород — в воздухе вокруг нас. При нагревании кислород «сходит с ума» и начинает «трясти» углерод и водород до тех пор, пока те не «расцепятся» и не начнут уходить из свечки в виде газа и смешиваться с кислородом. Это называется пиролиз.

Дальше в видео атомы боксируют на ринге, появляются синее пламя и еще один научный термин — хемилю-минесценция. Пламя горячее, потому что разные атомы «объединяются» и «трясутся как сумасшедшие». И всё это называется окислением — объединение атомов кислорода с другими атомами и появление новых «штук». Желтое пламя, сажа, белое каление — всё это тоже объяснено. Заканчивается ролик лиричной рок-песней с припевом «пиролиз, хеми-люминесценция, окисление, белое каление». Чертик раскаляет свой трезубец в огне, а старичок со следами съеденного пирожного на губах довольно улыбается.

Очень забавное видео. Действительно объясняет всё в сжатой, доступной и увлекательной форме. Хотя периодически почему-то хочется остановить видео и полезть в энциклопедию. За информацией, которая поточнее, чем атомы, которые сходят с ума, трясутся и образуют «штуки». Хотя школьникам так может больше нравиться. Мне лично больше понравилось объяснение другого финалиста, Натана Андерсона (Nathan Anderson). Оно, может, и длинноватое (около 500 слов), но зато его можно перечитывать для лучшего понимания. С сокращениями оно выглядит так:

Чтобы получился огонь, нужны три вещи. Топливо (то, что горит), воздух (точнее, кислород в воздухе) и тепло (спички, зажигалка или две сухие палочки, если вам очень повезет). Когда мы зажигаем свечку, огонь спички плавит воск вокруг фитиля. Жидкий воск пропитывает фитиль, закипает и превращается в газ. Этот газ выходит из фитиля как пар. Таким образом воск, превратившийся в газ, кислород в воздухе и тепло от спички создают новое пламя. Цвет испаряющегося воска связан с температурой. Голубоватый — это просто горячий газ. Чем больше он нагревается, тем больше он светится и переходит в красные, а затем желтобелые цвета. А сажа и дым — это то, что не догорело и просто уходит в воздух [8].

Не так образно, может даже с меньшим количеством научной информации, но как-то проще, доступнее и концептуальнее. Хотя всё равно возникает желание еще почитать про огонь, с дополнительными объяснениями. И именно в этом, а не в самом лучшем объяснении, главное достижение конкурса. Простой вопрос, интересно организованное событие и множество разных ответов породили огромный интерес к научному явлению. Школьники с удовольствием изучали представленные материалы. И многое узнали об огне и физических явлениях. Как отметил Алан Алда на фестивале науки, школьники признали, что понимание рождалось в результате просмотра и сравнения множества заявок, а не какой-то одной. А ведь это как раз и составляет процесс обучения. Изучить, сопоставить и сравнить, сформировать собственное представление.

Можно ли объяснить научные понятия просто и доходчиво? Несомненно. Можно и нужно. В Америке проблему доходчивого объяснения часто представляют как умение объяснить то, чем ты занимаешься, своей бабушке. Конкурс «Вызов огня» показал еще раз, что бабушкам или школьникам можно объяснить многое, было бы желание. И будет весело, с выражением, в виде мультика. Можно ли освоить таким образом целые научные предметы, такие, как физика, химия или биология?

Постижение науки, даже на школьном уровне, — это труд. Труд, который требует умственных, временных и даже эмоциональных затрат. Элемент развлекательности тоже важен, но на нем одном учебу не построишь. Поэтому задача популяризации не столько в том, чтобы научить, сколько в том, чтобы зажечь интерес, показать, что освоение науки приносит удивительные плоды. Алан Алда в своих выступлениях неоднократно упоминает слово engage — увлекать, заинтересовывать. Если 11-летние школьники заинтересуются, они скорее всего лучше запомнят и выучат. По крайней мере этот тезис активно используется и тестируется педагогами и специалистами по коммуникации и популяризации науки.

Конкурс «Вызов огня» завершился. Но уже объявлен конкурс на лучший вопрос для популярного объяснения на 2013 год. Дети могут присылать свои вопросы (с разрешения родителей и на английском языке) через форму по ссылке www.centerforcommunicatingscience.org/?page_id=1385. Очень интересно, какими будут вопросы и ответы в будущем году.

Инна Купер,
канд. социол. наук,
Ph.D. Университета штата Индиана

Фото с сайта www.flamechallenge.org

1. Faradey, M. The Chemical History of a Candle. www.bartleby.com/30/7.html

2. Фарадей М. Лекция I. Свеча. Пламя. Его питание. Его строение. Подвижность. Яркость. http://vivovoco.rsl.ru/VV/Q_PROJECT/FAR/FARADAY1.HTM

3. A Challenge to Make Science Crystal Clear, New York Times, March 5 2012, www.nytimes.com/2012/03/06/science/alan-aldas-challenge-to-make-science-easier-to-understand.html

4. Alda, A. (2012). The Flame Challenge: Editorial. www.centerforcommunicatingscience.org/wp-content/uploads/2012/03/Flame-Challenge1019.full_.pdf

5. St. John’s blog — The flame challenge. http://blog.stjohns.be/2012/05/08/the-flame-challenge/

6. Cool Jobs and The Flame Challenge. http://worldsciencefestival.com/webcasts/cool_jobs_2012

7. The Flame Challenge — Winner Announced. www.flamechallenge.org/

8. The Flame Challenge — The Finalists. www.centerforcommunicatingscience.org/?page_id=1292