Профессор А. С. Василевский: 
теоретическое видение нашего мира…

 

Профессор Анатолий Семёнович Василевский – старейший физик-теоретик на кафедре теоретической физики и методики обучения физике ВятГГУ. В последние двадцать лет в стране он известен как автор и соавтор нескольких учебников курса теоретической физики для педагогических вузов. Сначала под руководством профессора В. В. Мултановского (1927-2000) в многотрудных условиях был подготовлен и издан в издательстве «Просвещение» первый цельный курс теоретической физики (в четырёх книгах) для физических специальностей педвузов всего СССР (1985, 1988, 1990, 1991). Это было по тем временам (да и сейчас) событие уникальное, из того ряда, которым гордятся не только авторы, но и институты. Не случайно сейчас издательство «Дрофа» переиздало эти учебные пособия.

Важно, однако, понять, что за системами знаний по теоретической физике скрываются представления и мысли, без освоения которых на том или ином материале невозможно духовно прожить в нашем мире. Именно об этом хотелось бы поговорить по случаю юбилея.

 

Ю.А.: Анатолий Семёнович, в каком случае теоретическая физика как сгусток знаний и мыслей приносит озарение и открытие в жизни человека? В чём и чем она помогает?

А.С.: Один учитель рисования говорил своим ученикам: «Если вы смотрите на картину «Иван Грозный убивает сына» и у вас не бежит холодок по спине, то вы просто «чурки» и вам незачем у меня учиться…». Так вот: если у человека появляется холодок по спине, когда он узнаёт, что вода состоит из водорода и кислорода, то тогда к нему приходит сильнейшее желание «Во всём дойти до самой сути…». И такому человеку становится интересно жить. А это высочайшая награда… А если ещё настойчивые занятия физикой приводят к новым фактам, законам или расчётам, что в конечном счёте изменяет материальные и духовные стороны человеческой жизни, то физик – счастлив. Учёные, занимаясь своим делом, верят в высокий смысл познания. На Земле это – истина.

Ю.А.: Как случилось, что Вы занялись теоретической физикой в аспирантуре МПГУ у профессора Н. И. Жирнова? И чему научились там, в среде физиков-теоретиков?

А.С.: А я всегда этого хотел, начиная со старших классов школы. Препятствий было много. И нездоровье, и бедность семьи, и собственная лень, и многое ещё всего… Достаточно сказать, что мне пришлось перед аспирантурой самостоятельно осваивать университетский курс теоретической физики – 4 тома курса Ландау и Лифшица. Кто хотя бы трогал эти книги, тот догадывается, чего это стоит...

В аспирантуре учился ставить и решать задачи по теме исследования. В плане общего образования было очень интересно посещать семинары академика РАН, будущего лауреата Нобелевской премии В. Л. Гинзбурга и некоторых других московских учёных. Главной моей работой в то время была разработка удобного и высокоточного приближённого метода расчёта потенциальных кривых двухатомных молекул по спектроскопическим данным. Иногда настойчивый труд приводил к удаче.

Ю.А.: Некоторое время тому назад на меня сильное впечатление произвела ваша методическая статья о температуре. Думаю, что такое ясное представление должно быть разработано по отношению ко всем физическим понятиям и величинам. И жаль, что этого нет. Не повторите для заинтересованного читателя основные мысли данной публикации?

А.С.: Давайте попробую. В школьных учебниках нет вполне научного, простого, ясного и чёткого определения температуры. Часто не указывается даже, какой это параметр: макроскопический или микроскопический. Остаётся неизвестным, какое свойство вещества характеризует данная физическая величина. И совсем без внимания оставлен вопрос, от чего зависит температура различных тел?

В значительной степени причиной этого недостатка учебников является смешивание макроскопического и микроскопического планов при изучении газовых систем, причём связь между ними не прослеживается. Современная методика преподавания физики настойчиво рекомендует все молекулярные и тепловые процессы объяснять движением и взаимодействием частиц. Так-то оно так, но при элементарном описании явлений создаётся впечатление, что все задачи могут быть решены с помощью механики, разве что иногда приходится прибегать к усреднению. При этом забывается, что наши представления о природе вещей зависят от того уровня, на котором производится изучение материи, от тех методов, которые применяются. Известно, что статистическая физика опирается на механику, но она не сводится к механике системы частиц. В ней имеются немеханические понятия. К ним относится и температура.

Отсюда все затруднения с введением этой величины. К тому же статистическая теория достаточно сложна даже с первых шагов. Дополнительные проблемы создаёт особый характер этой величины. Не возможны её прямые измерения. Произволен выбор не только единицы измерения, но и всей шкалы температур. Её нельзя вывести из каких-то фундаментальных положений, и она устанавливается по соглашению.

Чтобы преодолеть все препятствия, в элементарных курсах следует начинать с термодинамики. В этой науке тепловые явления качественно обособляются, что облегчает первоначальное ознакомление с этим разделом физики. Следует обратить внимание учащихся на то, что между макроскопическими телами существует особого рода взаимодействие, которое не изучается другими теориями. Не может быть теплообмена между двумя частицами, а вот между двумя коллективами частиц он происходит. Далее можно дать определение температуры, как величины, характеризующей способность макроскопических тел к теплообмену. А именно: разность температур двух равновесных систем при постоянных внешних параметрах определяет возможность теплообмена между ними и направление передачи энергии.

Ю.А.: По-моему, причиной многих проблем современной методики обучения физике является историческая болезнь придания метафизического смысла физическим величинам и законам. Трудно помыслить, что температуры нет в природе, что кристаллической решётки тоже нет. А как вы считаете?

А.С.: Это так. Многие понятия и величины имеют смысл только в рамках определённых модельных представлений. Например, есть инертность и масса – мера инертности. Но вот фотон нельзя ни ускорить, ни замедлить. И массы у него нет, и, стало быть, свойство инертности ему чуждо. Развитие физики показало, что многие характеристики не являются атрибутами материи.

Ю.А.: Почти очевидно, что физике в нашей системе образования постепенно стало очень тяжело. Как нам бороться за то, чтобы великий и ничем не заменимый интеллектуальный потенциал нашей науки воспроизводился бы и для следующих поколений школьников и студентов?

А.С.: Согласен с Вами. Что делать: как при пожаре – надо бить во все колокола. Удивлён и удручён: молчат учёные-физики, молчат преподаватели физики, молчат институты и академии… Понимаю тяжесть проблемы, но ведь сама по себе она не разрешится. В массовой школе физика стала «меловой», без эксперимента, а интерес к теории обеспечить ещё труднее. Признано, что физика – величайший пласт культуры мышления и мировоззрения. Она нужна всем образованным людям. Нельзя молодое поколение лишать этого права... И за это есть смысл бороться.