§ 9. Элементы истории физики и техники в преподавании физики

1. Значение истории физики при её преподавании. Английский философ Бэкон говорит: «Знание должно быть внедрено тем путём, которым оно было открыто».

На первый взгляд может показаться весьма заманчивым в процессе преподавания начальной физики вступить именно на этот путь, подводя учащихся в каждом отдельном случае к знанию через изучение сначала первоначального открытия и затем дальнейшей эволюции экспериментальных исследований и взглядов на данное явление. Для этого пришлось бы прежде всего знакомить не только с первоначальным экспериментальным фактом, но и рассуждениями учёного, впервые открывшего явления, в той форме, как он их высказывал.

Однако, значение того или иного открытия оказывалось не всегда ясным как для современников, так и для самого учёного. Так, например, открытие Гальвани не было правильно понято и оценено не только современниками, но и самим учёным. Гальвани обнаружил возникновение электризации при соприкосновении разных металлов, но не сумел надлежащим образом развить своё открытие. Движение мельчайшиих частиц, открытое в 1827 г. Броуном, получило объяснение через 50 лет и приобрело значение одного из основных физических явлений только в 1907—1910 гг., после работ Эйнштейна, Перрена и Смолуховского. Галилей на опыте убедился в тяжести воздуха, накачивая воздух в сосуд и взвешивая его; однако, он не мог полностью понять значение давления воздуха для действия водяных насосов.

Таких примеров можно привести много. Поэтому изложение самим учёным своего открытия и высказанные им объяснения не всегда оказывались правильными. Изучение же отвергнутых современной наукой положений не может иметь места в преподавании начальной физики.

Кроме того, история показывает, что наука идёт к познанию истины далеко не всегда прямым путём. Для развития науки характерно «зигзагообразное» приближение к истине, иногда со значительными уклонениями с прямого пути. Судьба многих физических гипотез была такова, что вновь открываемые факты заставляли в лучшем случае перестраивать их, а то и вовсе отбрасывать, заменяя новыми. К числу таких гипотез, например, относятся учения о невесомых жидкостях: «теплороде», электрических и магнитных жидкостях и др.

Если в преподавании идти непосредственно теми сложными путями, которыми то или иное представление о явлениях внедрялось в систему науки, то учащиеся должны были бы без большого смысла тратить силы и время на изучение всего этого извилистого пути.

Прошлое науки становится более ясным и простым, если на него смотреть с точки зрения её достижений. Таким образом, уже на основании приведённых соображений положение Бэкона оказывается далеко не всегда верным. Наконец, кроме указанных принципиальных соображений, изучение физики через её историю оказывается невозможным ввиду крайней ограниченности времени.

Основным назначением включения в преподавание элементов истории физики являются открывающиеся при этом возможности показать учащимся, как эволюционировали современные научные взгляды с той целью, чтобы научные истины не казались установленными раз и навсегда в том виде как их изучают.

Наука живёт, изменяется, растёт, и показать это развитие крайне важно для подготовки учащихся к пониманию диалектического материализма. Именно с этой целью элементы историзма вводятся в изучение основ не только физики, но и других наук.

Правильную историческую перспективу учащиеся могут получить только в том случае, если известный этап в истории физики или техники будет изложен им достаточно подробно и конкретно.

Отказываясь от полного и систематического исторического изложения физики, следует ограничиться рассмотрением исторических вопросов по отношению к некоторым темам, наиболее для этой цели подходящим (§ 9, 2).

История физики и техники может с большой пользой служить предметом внеклассвых занятий в физических кружках и темой внеклассного чтения учащихся (§ 9, 3).

2. Историческая тематика в основном курсе. В курсе физики для б и 7 классов развитие науки рационально показать в следующих случаях:

1) История установления метрической системы мер. Замена старых национальных мер со сложным отношением (сажень = 3 аршинам, аршин = 16 вершкам и т. д.) интернациональными с десятичным подразделением.
2) История открытия атмосферного давления Галилеем, его учениками Торичелли и Вивиани, Отто Герико и Паскалем.
3) История техники передвижения тяжести, водяных Двигателей и т. п. в древности и средние века в связи с распространением простых механизмов.
4) История изобретения паровой машины от греческого инженора Гиерона через работы Папена, Ньюкомона к Ползунову и джемсу Уатту.

5) История открытия атмосферного электричества (Франклин, Рихмани Ломоносов).
6) История открытия гальванического элемента и электрического тока (Гальвани, Вольта, Петров, Деви).
7) История открытия электромаанитнiй индукции М. Фарадеем.
8) Отдельные вопросы из истории электротехники, где особенно ярко можно показать огромное значение работ русских учёных для науки и техники:

Электрическое освещение (Петров, Яблочков, Лодыгин) (§ 99, 2).
Телеграф (Шиллииг, Якоби) (§ 100, 7).
Электродвигатель (Якоби) (§ 101, 11).
Электрогенератор (Ленц) (§102, 7).
Передача электрической энергии на расстояние (Яблочков, Усагин, доливо-добровольский) (§ 103, 7).
История электрификации в Советском Союзе (рис. 1 и 2) (§ 103, 6).

Кроме перечисленных исторических сведений, весьма важным является ознакомление учащихся с биографическими сведениями о наиболее замечательных учёных. Более подробному изучению подлежат биографии Архимеда, Галилея, Ломоносова и Фарадея, как наиболее ярких представителей различных и притом характерных эпох в истории науки.

3. Историческая тематика на внеклассных занятиях. В дополнение к основному курсу физики для изучения при внеклассной работе (кружки по технике) может быть рекомендовано рассмотрение следующих вопросов:
1) История жилища.
2) История корабля и парохода.
3) История воздухоплавания.
4) История двигателя внутреннего сгорания и автомобиля.
5) История железнодорожного транспорта (рис. 3).
6) История источников света (лучина, масло, газ, керосин, электричество).
7) История трамвая и электрической железной дороги.
8) История звуковоспроизведения и звукозаписи.
9) История оптических инструментов и т. п.

Из области военной техники важны следующие темы:
10) История огнестрельного оружия.
11) История подводной лодки.

Изучение всех этих тем, помимо исторических сведений, приведёт к расширению и углублению знаний учащихся по физике.

Особого внимания заслуживают рассказы о русских учёных и изобретателях и о судьбе как их самих, так и работ их в условиях дореволюционной России, К числу таких людей принадлежат:
Ломоносов, Ползунов, Петров, Яблочков, Лодыгин, Кибальчич, Попов, Циолковский и др.

Благодаря чрезвычайному обилию имён иностранных учёных, упоминаемых при изучении физики, у учащихся может возникнуть превратное представление о том, что наука физика создавалась трудами только одних западноевропейских учёных, без участия русских. С этим надо решительно бороться, показывая на конкретных примерах, сколько замечательных открытий было сделано именно русскими учёными. Одни из этих открытий оказали непосредственное влияние на развитие мировой науки вообще, другие были позднее вновь самостоятельно обнаружены иностранными учёными, так как в условиях царской России с её преклонением перед западноевропейской наукой труды русских учёных в подавляющем большинстве случаев не получали должной моральной и материальной поддержки и должного обнародования. Анекдотично, но факт, когда правящая клика с удивлением узнавала о крупной значимости некоторых работ русских учёных из иностранных источников. Наконец, крупнейшие русские изобретения становились известными заграничным учёным и бессовестно выдавались ими за свои собственные. Прямая обязанность преподавателя физики, воспитывающего советских патриотов, об изложенном ставить в известность учащихся и систематически при прохождении каждой из тем, поскольку это оказывается возможным, знакомить с работами русских учёных. Конкретные положения по этому поводу приведены в методических указаниях (§§ 52-111).

Истории русской физики и техники рационально посвятить специальные внеклассные занятия. В связи с этим в т. II Т, §§ 2, 7, приведён план занятий кружка: “Русские электротехники ХVIII и ХIХ веков»