Category: образование

thinking

Научная грамотность

В последнем номере Physics Today
https://physicstoday.scitation.org/doi/abs/10.1063/PT.3.4019
статья с незнакомыми мне примерами в стиле "научной грамотности". Два из них понравились.

Задача 1. Если посмотреть на поверхность листа, расстояния между устьицами гораздо больше, чем размеры устьиц. Если посмотреть на химические рецепторы на поверхности клетки, расстояния между ними гораздо больше, чем размеры рецептора. Кажется, что большая плотность устьиц и рецепторов должна давать преимущество, но это не так. Почему?

Задача 2. Ничего не зная о механизме движения, как из биений жгутика спрематозоида установить, создается его волнообразное движение "моторчиком" в клетке или самим жгутиком?



Collapse )
thinking

В ванной. 2

Из обсуждения в комментариях вспомнил хорошую (и правдивую) историю, которую мне когда-то рассказали, про "научную грамотность."

Б. гулял по невысокой горке (для педантов, 400 м). Он заметил, что когда температура падала ниже нуля Цельсия, лесная дорога была свободна от инея, хотя деревья были покрыты инеем. Когда температура была выше нуля, туман лежал до самой земли.

Что из этого заключил Б.?

Collapse )
thinking

В ванной

Каждое утро я наблюдаю в ванной интересное явление. Если долго работает горячий душ, комната заполняется "паром" - микроскопичекими капельками конденсированной воды. Когда я вылезаю из душа, я включаю вентилятор на потолке, который засасывает воздух в воздухоотводную трубу. Можно ожидать, что вентилятор будет медленно выкачивать "пар", подсасывая холодный, сухой воздух из спальной через щель под дверью, но происходит другое: буквально за пару секунд воздух заметно проясняется. Типичный вентилятор поддерживает поток порядка 100 cfm, а ванная комната порядка 1000 cf в объеме: вентилятор не может столь быстро убрать пар.

Вероятно, шоковая волна, производимая вентилятором при включении, вызывает столкновения капелек с образованием небольшого числа крупных капель, которые хуже рассеивают свет и быстро выпадают из воздуха. Я слышу эту волну, но не чувствую ее. Выпадение тяжелых капелек "катализирует" процесс во всей толще воздуха.

Я читал о несколько похожем явлении для самолетов и взрывов
https://en.wikipedia.org/wiki/Prandtl%E2%80%93Glauert_singularity
https://en.wikipedia.org/wiki/Vapor_cone
https://en.wikipedia.org/wiki/Condensation_cloud
но не ожидал увидеть такое в ванной, хотя по логике в ней самые подходящие условия, чтобы наблюдать конгломерацию уже образовавшихся капелек при сравнительно низких скоростях фронта.

thinking

Научная грамотность. 4

Что мне жаль во всей этой "научной грамотности".

В 20-м веке были написаны несколько книг, действительно (без дураков) улучшающих математическую грамотность для тысяч людей. Скажем, книжки Пойа. Они годились и для будущих математиков, и для остальных.

Мне жаль, что нет такого же уровня книг по физике, химии и биологии. Я не знаю, почему их нет, но их нет, и это большая проблема.
thinking

Неразрешимый вопрос. 2

По-моему, уверенность в том, что Земля круглая (= примерно сферическая) подразумевает (1) понимание, как это можно показать и (2) понимание причин, по которым она круглая. Это понимание м.б. приблизительным, но если нет никакого (а это зачастую итог многолетнего образования), откуда может взяться уверенность? Я высказал это в комментарии, и меня спросили:

Оттого ли Земля круглая, что и капля воды в невесомости круглая?

Отличный вопрос, кстати.

Чем над неразумными детьми потешаться, не хочет ли кто-нибудь ответить?
thinking

Научная грамотность. 3

В комментариях мне написали про "научную грамотность":

...систематизация знания и методов позволяет точнее, а главное - быстрее, обнаружить границу "неизвестного". То есть "научная грамотность" помогает быстро обнаружить решения для исследованных классов задач и идентифицировать, зачастую методом исключения, новые задачи, решение которых неизвестно. Третий важный аспект "научной грамотности" - это помощь в обнаружении и избежании технических ошибок в обработке информации и постановке экспериментов.

Что тут сказать... Торопиться нам не куда, нерешенных задач множество, и искать их особенно не нужно, а ошибки в новом деле неизбежны. По-моему "научная грамотность" - нечто совсем другое, но это проще показать на примере, чем формулировать общие утверждения.

Я могу предложить упрощенный тест в стиле экспериментов 1 и 2: это тоже классический опыт многолетней давности. Он еще бесхитростней, чем те два. Для биологов в широком смысле слова тест не годится; не мешайте другим. Если Вы можете правильно ответить на вопрос без подсказок и подглядываний, я без колебаний назову Вас "научно грамотным". Если не получается, из этого НЕ следует, что Вы неграмотный.

Эксперимент 3.

Бактериальную культуру сильно разбавили в питательном растворе и нанесли этот раствор на дно чашечек Петри. После трех часов инкубации, генетик проверил, что условия роста нормальные, и дно чашечек покрыто колониями. Половину чашечек оставили как контрольную группу, а в другой группе в каждую из чашечек добавили пипеткой несколько капель однопроцентного раствора поваренной соли и хорошенько перемешали содержимое лопатками. Обе группы чашечек опрыскали антибиотиком и поставили обратно в инкубатор. Через три часа чашечки опять вынули и пересчитали число колоний в каждой чашечке. В контрольной группе выживших колоний оказалось существенно меньше, чем в тех, куда добавили соляной раствор.

Что и как доказывает этот эксперимент?
thinking

Научная грамотность. 2

from https://shkrobius.livejournal.com/653778.html
https://shkrobius.livejournal.com/653929.html

Как-то я искал книжку по истории ядерной физики и создания атомной бомбы. Мне попался на глаза отзыв на
https://books.google.com/books/about/The_Making_of_the_Atomic_Bomb.html?id=5o70W8CR6vMC
в одном из физических журналов. Рецензент хвалил изложение, но жаловался, что описания многих экспериментов было трудно понять.

Что это за классические эксперименты 50-100 летней давности, которые трудно понять? В магазине я пролистал книжку до чертежа незамысловатой установки. Я пробежал глазами пару параграфов вокруг чертежа и ничего не понял. Вообще ничего. Заинтересовавшись, я купил книжку. Пока я ехал в машине, я примерно понял, как работал эксперимент и как могли бы рассуждать экспериментаторы.

У меня было множество подсказок. Я знал контекст (важный эксперимент по ядерной физике). Я знал про протон, ядерные реакции и много других вещей, которые не были известны в 1917-м году. Это давно стали школьного уровня знания, "научная грамотность". Кроме этого, я физический химик. Все равно мне оказалось трудно установить, как из описания загадочных действий и ложных догадок следовал вывод, сделанный Резерфордом.

***

Предполагается, что "научная грамотность" это что-то вроде грамотности (разучил буквы, теперь читай), только в придачу к азбуке "фактов" (ДНК - двойная спираль, электроны не падают на ядра, планеты вращаются по эллипсам) надо заучить про научный метод, бритву Оккама и кванторы всеобщности. В этом смысле интересен эксперимент 2. Интересен он тем, что показывает, где именно пролегает граница "научной грамотности".

Из общих соображений нетрудно уразуметь, что биолюминисценция требует двух компонент с разными свойствами. Это логическая часть, и с ней хорошо справляются те, кто по роду занятий имеет дело с такими задачами. Например, программисты. С логическими навыками у этих людей все в порядке, их достаточно. За пределами подзадачи начинается более сложная задача: догадаться, какие это могут быть две компоненты, и как они работают вместе. Почему раствор надо взбалтывать. Какого рода субстанция может быть деактивирована кипячением и охлаждением. Почему одна компонента истощается, а другая - нет. Т.е., именно то, где могла бы пригодиться "научная грамотность", а не сообразительность.

Химики (сегодняшние, а не 1880-х года, когда был проделан эксперимент) скажут: но ведь это очевидно, ответы лежат на поверхности. Попросите физика объяснить эксперимент 2, и вы увидите, насколько это не так. "Средний физик" застрянет в том же месте, где и программист: на промежуточных выводах. "Средний химик" тоже застрянет в эксперименте 1 там, где программист. Под "средним" подразумевается не интеллект, а специализация.

Вне профессиональных знаний ученые тоже полагаются на "научную грамотность", и результат налицо: они не могут объяснить классический эксперимент столетней давности. Если "научная грамотность" не работает для ученых, как можно ожидать ее пользу для остальных?
thinking

Ум и сердце

Вот и наступило время для традиционного полугодового поста про дураков.

Пословица говорит: в 20 лет ума нет - и не будет. Хотя мой жизненный опыт целиком согласуется с народной мудростью, знающие люди возражают. Изречение, утверждают они, отражает золотой век человечества; ныне необходимо делать поправку на всеобщее среднее, а так же высшее, образование. Свидетельством сего является хотя бы пресловутый афоризм про ум и сердце. Джон Адамс (1799) дает его в сл. форме:

...A boy of 15 who is not a democrat is good for nothing, and he is no better who is a democrat at 20.

из чего следует, что американского дурака позднего 18-го века (как и дурака русского того же времени) не составляло труда распознать к 20-му году его дурацкой жизни. В версиях изречения, ходящим в 19-м веке, момент прозрения уже отодвинут:

...Celui qui n’est pas républicain à vingt ans fait douter de la générosité de son âme; mais celui qui, après trente ans, persévère, fait douter de la rectitude de son esprit.

К началу 20-го века критический возраст съезжает за 25:

...If you’re not a socialist before you’re twenty-five, you have no heart; if you are a socialist after twenty-five, you have no head.

К середине 20-го века просветление достигается на пути к среднему возрасту,

...If you aren’t a liberal when you’re young, you have no heart, but if you aren’t a middle-aged conservative, you have no head.

Вот что делает современная медицина! Кто бы в 18-м веке в 20-летнем дураке распознал потенциал к столь поздней трансформации?

***

Лев Давидович Ландау учил, что дурак - индивидуум, период обучения которого уму-разуму превышает естественную продолжительность человеческой жизни. Мудрено ли, что конечный итог определяется не только врожденными качествами, но так же методом обучения и средней продолжительностью жизни? Последняя растет, и ныне даже на старом дураке нельзя окончательно ставить крест. Учитывая общее старение населения, это, возможно, наша единственная надежда и последний резерв... И то: если за 200 лет народное просвещение в среднем накинуло 15+ лет томительной неопределенности, кто знает, что таит далекое будущее?

***

Однако, мне такой взгляд представляется излишне пессимистичным.

Я сомневаюсь в самом дуалистическом посыле афоризма, столь характерном для наших отцов-основателей. Хотя Сократ учил, что все людские несчастья имеют источником недостаток мудрости, он не подразумевал под этим ум, отделенный от сердца, или сердце, обделенное умом.

Когда я слушаю, скажем, борца за социальную справедливость, что мне говорит разум? Разум говорит, что социальная справедливость заключалась бы прежде всего в том, чтобы безотлагательно повесить этого борца на первом попавшемся фонаре, т.к. именно такого действия требуют интересы социума и справедливость. Разум говорит так же, что по справедливости 99.999% из нас можно смело ставить к стенке за то, что мы натворили, и живем мы не столько справедливостью, сколько милосердием, чьи границы не стоит испытывать, ибо запасы ограничены. Разум так же говорит мне, что аморально быть инструментом исполнения самоубийственных желаний дураков даже в том случае, когда они недвусмысленно ими артикулированы. Что у дурака есть, наверно, мама, которая его любит; маму жалко. Что игрою случая дурак может народиться у всех, включая даже меня самого. Что вешать людей на фонарях нельзя, даже если это поощряет социальная справедливость. Что там, где начинают дураков вешать по фонарям, одними дураками дело никогда не кончается.

Или мне это говорит сердце, а не разум?

Афоризм противопоставляет то, что должно составлять целое. Чтобы быть 20+ летним радикалом, необходимо прежде всего быть абсолютно бессердечным человеком, и только потом уже абсолютно безмозглым человеком. Юному борцу за справедливость не хватает не столько ума, сколько практического опыта соучастия в злодеянии во имя высшей справедливости и знакомства с его последствиями на своей шкуре.

***

Дурак - существо цельное: интеллектуальные и душевные качества его неотделимы. С возрастом одно врастает в другое, достигая более совершенной гармонии, но уже к 20-ти годам сплавление ипостасей достигает той стадии, которую не в состоянии поколебать и само даже министерство народного образования.

В этом можно убедиться, например, разглядывая фотографии, снятые в разные моменты жизни дурака: от молодого, начинающего дурака, до старого, совершенно безнадежного дурака. Нет, не наивность молодости, не волнение отзывчивого сердца глядит на нас с первой фотографии; это самая обычная глупость. А вот к ней прибавилась злая гримаска. Тут уже несомненная спесь, а здесь блеск в глазах...

Со временем портрет Дориана Грея становится более завершенным, но живописец не лгал с первого мазка.
thinking

Кто там шагает правой?

Родившись в СССР, я не встречал убежденного коммуниста/тку (так, чтоб обобществлять жен, детей и последнюю рубашку) до 18-ти годов. Были, были тогда еще сталинские соколы, но коммунистической в них была лишь фразеология, превратившаяся в мое время в нечленораздельное мычание. А тут с неба свалилась девица из будущего: аргентинская анархокоммуна отправила ее учиться в Москву на химфак. Училась она недолго (коммуна отозвала ее обратно), но за это время oнa успела карнально познать все общежитие и войти в легенды. Слово и дело у коммунистки не расходилось, и в лицемерии ее упрекнуть было нельзя.

Парадоксально, но при официальной коммунистической идеологии в СССР был дефицит коммунистов. Местный продукт так же походил на фирменный товар, как валенки на кроссовки. Легуиновские утопии про 250-летний анархический рейх казались наивными сказками: идейных коммунистов можно было найти только на загнивающем Западе, в джунглях и пампах, куда не дошла поступь пятилеток. Диалектика коммунизма в отдельных странах была такова, что камерады на этом свете долго не засиживались; их место занимали проверенные кадры ответственных товарищей, по форме и содержанию напоминавших тараканов.

***

В Англии с коммунистами в конце 80-ых дело было швах (хотя я еще застал последних троцкистов с маоистами), но левое движение не стоит на месте.

Освобождение угнетенных капиталом пролетариев сменила парадигма, которая имела широкий резонанс с сердобольной британской публикой: две ноги плохо, а четыре - хорошо. Воплощением тезиса занимался Фронт Освобождения Животных (АLF). Как водится, у внешнего движения имелась внутренняя боевая группа, непонятным образом друг с другом связанные.

Не проходило недели без акции.

Факультет был окружен лабораториями, где работали с животными. Самым чреватым было соседство с факультетом экспериментальной психологии, где ставили опыты с годовалыми шимпанзе и детьми. Боевики подложили бомбу в машину декана факультета, запаркованную рядом с детским автобусом. К этому времени они уже провели кампанию по рассылке бомб по почте, отравили крысиным ядом шоколадки в супермаркетах и т. п. Бомбу взрывать было не нужно: достаточно было намека. Периодически поступал анонимный звонок, что подложена бомба. Нас выгоняли на улицу, спецназ прочесывал здание. Это занимало несколько часов. Позже сирена звучала в соседнем здании. Не успокоились революционеры и через двадцать лет; все так же воюют с тем же факультетом
https://www.theguardian.com/uk/2005/jul/21/businessofresearch.animalwelfare
https://www.theguardian.com/education/2007/feb/01/highereducation.animalwelfare
но уже без прежнего задора.

Более всего запомнилась мне такая акция. Неподалеку был институт вирусологии, а при нем виварий и инсектарий. Революционер бросил гранату в окно вивария, чтоб трансгенные мыши бежали на свободу, но ошибся окном, и вместо мышей вылетели зараженные комары.

Тут даже камрады признали промашку... и напрасно. Не в этом ли акте вся квинтэссенция переустройства мира? Скандирующих о том, что четыре ноги лучше, чем две, никогда не посещает мысль о том, что по их собственной логике шесть ног - еще лучше, чем четыре.

На шестиногих я к тому времени насмотрелся по горло, но взглянуть на их личиночную (двуногую) стадию было познавательно.

Левой, левой, левой.
thinking

Бродскошколоведение. 2

Интересно было читать комментарии, спасибо: у всех со школой связаны свои собственные страхи; при попытке трактовки они начинают выходить наружу. Почитав комментарии, я решил для себя, что лосевская трактовка неверна, ее невозможно спасти. Понравилась вот эта:

...Сон-явь перед звонком будильника, когда в школу не хочется. Параллельные линии - это и фонари в темноте на улице, и брусья. Темное окно - доска, черная с обоих сторон. Мороз по коже - за окном зима, мб холодом тянет. После будильника сознание и мир "твердеют" - кристалл, кость. В пограничном состоянии параллели шли вкось и предметы перетекали друг в друга.
https://shkrobius.livejournal.com/635036.html?thread=12788892#t12788892