Однако понять «неправильность» этих наивных взглядов можно, только изучив ту физику, которая считается «правильной».
Наивная физика Аристотеля
Аристотель, например, считал, что предметы продолжают движений только в том случае, если какая-то сила двигает их. Современные же физики утверждают противоположное: предмет продолжает движение, если ему не мешает какая-то другая сила. Это первый закон— Ньютона, который существенно повлиял на развитие современной физики. Однако тот, кто когда-либо толкал тяжелый ящик по полу или пробирался по пересеченной местности, знает, что Аристотель был прав: если не прилагать усилий, движение прекратится. Конечно, И. Ньютон и его последователи предполагали отсутствие силы трения и сопротивления воздуха. Аристотель же жил далеко не в таких идеальных условиях. Противодействуя силе трения, предмет постепенно останавливается. Возможно, взгляды Аристотеля вовсе не имеют отношения к физике, но они описывают то, что мы наблюдаем в реальном мире. Попробуйте ответить на следующие вопросы.
Рис. 2.1. Бегущий человек с шаром. По какой траектории полетит шар: А, Б или В? Когда этот вопрос был задан шестиклассникам школ Бостона, только 3 % учеников выбрали ответ А, остальные же примерно поровну разделились между ответами Б и В. С этим вопросом не справились и ученики старших классов, которые изучали ньютонов скую механику полтора месяца: только 20 % (вопрос задавался 41 ученику) выбрали правильный ответ, остальные, опять же, разделились между ответами Б и В. (Исследование проводилось агентством While &я Horwitz в 1987 году. Рисунок взят из книги: McCaskey (1983). Intuitive Physics, Scientific American, Inc. Все права защищены)
Физик скажет, что задача с пулями проста: обе они упадут на землю одновременно. Тот факт, что скорость пули, двигающейся по горизонтали, намного больше, абсолютно не влияет на скорость ее вертикального падения. Правилен ли этот ответ? А если учесть тот факт, что пуля немного поднимется вверх (как самолет) вследствие сопротивления воздуха? Таким образом, она продержится и воздухе немного дольше. Кто знает? Физика базируется па законах, в которых не учитывается сопротивление воздуха. Популярное заблуждение вообще заключается в том, что пуля, выпущенная из пистолета, упадет намного позже. Но это заблуждение не так уж и необычно.
В случае с падающим шаром мы можем предположить, что шар упадет вертикально. Но на самом деле шар будет падать по траектории А (рис. 2.1). Бегущий человек несет шар, поэтому тот получает горизонтальное ускорение. Если человек его отпустит, шар сохранит направление движения, но будет неизменно приближаться к земле.3
Наивная физика, как и наивные взгляды в психологии и других науках, во многом разумна, хотя теоретически неверна. Но порой эти взгляды становятся источником наших неприятностей. Несмотря на это, мы должны найти способ «переварить» неизвестную информацию, ибо человек — существо мыслящее.
Люди — существа объясняющие
Ментальные модели (предметов, событий и поведения) являются результатом нашего стремления докопаться до сути вещей. Такие модели необходимы. Они помогают нам понять наши промахи, предугадать результат действий и предотвратить их нежелательные последствия. Эти модели основаны на наших знаниях: реальных или выдуманных, наивных или научно обоснованных.
Ментальные модели часто создаются на основе неполных аргументов, плохого понимания ситуации и с учетом причин, механизмов и связей, которых на самом деле может и не быть. Ошибочные модели порождают разочарование, как, например, в случае с моим холодильником. Мое представление о работе холодильника (см. рис. 1.9.А) не соответствовало реальности (см. рис. 1.9.Б). Но в таких сложных системах, как промышленное предприятие или пассажирский самолет, проблема модели приобретает особое значение, потому что ошибка может привести к фатальным последствиям.
Представьте комнатный обогреватель. Как он работает? Само устройство практически не дает нам подсказок. Мы просто входим в комнату, чувствуем, что нам холодно, и включаем его. Через некоторое время становится теплее. Заметьте, тот же механизм работает и в микроволновой печи (и в печи для обжига глины, и в кондиционере, и практически во всех устройствах, связанных с изменением температуры). Хотите испечь пирог, но выключена печь? Включите ее, и скоро она нагреется до нужной температуры. В комнате очень жарко? Включите кондиционер. И все же, как работает термостат?
Если вы хотите быстро нагреть комнату, нужно ли для этого включать обогревателе на полную мощность? Или ставить регулятор духовки на максимум, чтобы быстро разогреть ее до рабочей температуры? Или выставлять кондиционер на максимальное охлаждение, чтобы быстро снизить температуру в комнате?
Если вы думаете, что термостат, включенный на полную мощность, нагреет (или охладит) комнату или печь быстрее, вы ошибаетесь. Это говорит о том, что вы придерживаетесь распространенного в быту мнения. В основном бытуют две теории, связанные с термостатами: временная и энергетическая. Временная теория гласит, что термостат контролирует длительность работы прибора. Если вы ставите переключатель термостата на половину, прибор будет работать половину времени, если ставите на максимум — все время. Отсюда следует, что для быстрого нагрева или охлаждения комнаты нужно так включить термостат, чтобы прибор работал максимально долго. Согласно энергетической теории, термостат контролирует количество тепла (или холода), которое исходит от прибора. Это значит, что, включив обогреватель на полную мощность, вы получите максимум тепла или холода.4
Но на самом деле термостат — это просто выключатель «вкл./выкл.» В таких устройствах, как обогреватель, печь, кондиционер, есть только режим включить выключить, и никаких промежуточных. Благодаря термостату обогреватель, печка или кондиционер нагреваются до установленной температуры (работают на полную мощность), а затем автоматически отключаются. Если вы выставите термостат на максимум, это никак не повлияет на скорость нагрева прибора.5
Цель примера — показать не то, что существуют ложные представления о тех или иных явлениях, а то, что человек старается каким — либо образом объяснить все, что видит. В случае с термостатом видно, что дизайн устройства не дает никаких объяснений относительно механизма его работы. Отсутствие разъяснений дает простор воображению. Так и появляются ошибочные ментальные модели.
Поиск виноватого
— Взгляни сюда! — воскликнул мой коллега. — Система заблокирована Это все библиотека! Каждый раз, когда я подключаюсь к библиотечному каталогу, у меня возникают проблемы. Теперь я даже не могу проверить свою почту!
— Здесь что-то не так, — сказал я. — Ты даже не можешь включить компьютер. Разве может программа вызвать такое повреждение?
— Всё, что я знаю, — ответил он, — это то, что все работали хорошо, пока я не попытался просмотреть каталог с помощью этой новой библиотечной программы. От этого компьютер работать перестал. У меня всегда были проблемы с той программой. Это не может быть простым совпадением.
А это действительно (шло простое совпадение. Оказалось, что причина неполадки — перегоревший провод. Этот факт не имел никакого отношения к компьютерной программе. Совпадение привело к ложным выводам.
Ранее я сказал, что в случае возникновения сложностей с техникой пользователи часто обвиняют самих себя. В действительности все несколько сложнее. Они пытаются найти причину произошедшего. Бывает так, что они находят случайную связь между двумя предметами или событиями, которые просто оказываются рядом или следуют друг за другом. Если перед полученным результатом Р я выполню действие Д, то могу предположить, что именно Д вызвало Р, даже если (как в приведенном примере) никакой связи между Д и Р нет. Ситуация сильно осложняется, когда мы приписываем действию надуманный результат и не получаем его или когда получаем результат вследствие случайных действий.