Изобретатель пришел на урок. Развиваем креативное мышление

Иногда в науке бывает и так, что совсем молодые люди опровергают теории великих – если у них есть смелость, креативность, умение доказывать свои мысли.

Вот, например, один юный студент не поверил в теорию движения ледников, выдвинутую маститым геологом Н. С. Шалером. Геолог утверждал, что из-за огромного давления многокилометровой толщи лед у основания ледника должен плавиться и скользить по «водяной смазке». Представили это себе? Вполне здравая идея, в которую все современники верили. Но как её проверить?

И вот студент решил смоделировать это грандиозное явление в обычных, практически домашних условиях. Он взял большой чугунный брус, залил в отверстие воду, заморозил ее, вставил в отверстие поршень и надавил на него мощным прессом. Расчеты показали, что давление, возникающее в отверстии, соизмеримо с давлением ледника на собственное основание. Но как узнать, расплавился ли лед под поршнем?

Ведь туда не посмотришь! Установить внутри датчик температуры? Но давление раздавит любой датчик, да и температура у льда и талой воды одинакова. Студент догадался использовать для индикации состояния льда главное свойство, которое отличает его от воды, лед – это твердое тело!

Он сделал так: залил воду в отверстие до половины, заморозил ее, потом положил на лед свинцовую пулю и долил воды, заморозив и ее. Получился столбик льда с вмороженной в него пулей. Его поставили под пресс. Давление было огромным, куда больше, чем в ледниках – сквозь микроскопические поры в чугуне выдавились тончайшие иглы льда! Однако оказалось, что после этого пуля по-прежнему находилась в середине ледяного бруска. Значит, давление не сумело расплавить лед, иначе бы пуля в воде утонула и оказалась бы вблизи дна.

Рис. 5. Старинная шахтерская лампа Дэви

Так начал свой путь в физике знаменитый Роберт Вуд. Его называли «гением эксперимента». Вуд обладал удивительным свойством находить самые простые решения сложных задач (а это сложнее всего!), использовал любые имеющиеся под рукой ресурсы. Однажды ему срочно потребовалось очистить от пыли и паутины важную часть своего самодельного, но очень хорошего спектроскопа – деревянную трубу длиной 20 метров и диаметром 15 сантиметров. Как бы вы поступили в этом случае?

Вуд, не долго думая, схватил свою кошку и запихал ее в трубу, закрыв ближайший выход. Кошка проползла по трубе к свету и выскочила из нее, волоча за собой шлейф паутины…

Ну что ж! Бенждамин Томсон граф Румфорд, Гемфри Дэви, Роберт Вуд, – они умели мыслить смело, выходить за границы стандартных решений, удивлять необычными идеями.

Ну а мы разве так не хотим? Будем учиться мыслить смело!

Мозг нужно тренировать точно так же, как и мышцы. Для этого мы будем решать нестандартные, «прикольные» задачки. А теперь вперёд, за дело!

Задача 3.

Весна. Колхозники готовят картошку для посадки, а на поле с прошлого еще года затаился коварный враг – нематода, черви-вредители. В своих коконах они могут ждать не один год, а как только почувствуют запах картофельного сока из поврежденных при посадке клубней, вылезут из коконов и доберутся на горе крестьянам до лакомого обеда. Конечно, существуют химические методы борьбы, но они опасны не только для вредителей, которые научились неплохо приспосабливаться к химии, но и для людей, которым потом придется есть картошку с этого поля. Как быть?

Рис. 6. Замороженная пуля

Задача 4.

Изобретателю надоело писать. Он достал инструменты и принялся портить футбольный мяч. Вынул камеру, надрезал, закрепил внутри грузик на упругой пружинке. Потом тщательно заклеил камеру, засунул в покрышку и накачал. Вышел на улицу и ударил для пробы по мячу. «Поиграем завтра с ребятами на школьном стадионе», – подумал он и рассмеялся. Над чем он смеялся?

Задача 5.

Дело было очень давно. Английский король Ричард Львиное Сердце возвращался из крестового похода и бесследно исчез где-то по пути (потом стало известно, что его пленил и заточил в крепость герцог Австрийский). Найти короля взялся трубадур Блондель Нельский, Он очень любил Ричарда – героя и поэта, с которым они вместе сочинили и спели немало песен в былые времена. Но как же его найти? Можно сотню раз проехать мимо темницы, где он томится, и не знать, что король находится за стеной… Как быть?

Рис. 7. Сумасшедший мяч

Помочь Архимеду

Через несколько дней в квартире Изобретателя раздался телефонный звонок.

– Здравствуйте, я учитель физики. Помните, мы с вами беседовали о законе Архимеда? Мы завтра его будем повторять. Приходите на урок!

– С удовольствием!

…Изобретатель сидел за последним столом. У доски мучился рослый ученик.

– Тело легче воды, плотно лежащее на дне стакана, не всплывет, потому что… там атомы… или молекулы… Оно вытесняет…

– Нет там никаких атомов и молекул! Там маленькие человечки, – не выдержал Изобретатель. – Вы разрешите? – обратился он к Физику. Тот кивнул. В полной тишине среди замершего от удивления класса Изобретатель прошел к доске.

– То есть, атомы и молекулы, конечно, есть, – улыбнулся он, – но не будем о них думать! Представим себе, что вода состоит из маленьких, маленьких человечков, с ручками, ножками. Они теснятся толпой, толкают друг друга, стараясь занять свое место в сосуде. Идите сюда! – позвал он ребят с первых парт, – и вы тоже, и вы.

У доски столпилось полкласса. Это – человечки воды. Всем очень нужно добраться до стенки – так сила тяжести тащит частицы воды на дно стакана. Немного и с удовольствием потолкавшись, ребята заполнили в несколько рядов узкое пространство между столами и стенкой.

А теперь в воду бросили тяжелый предмет – это Сережа, отвечавший у доски. Он сильнее других, и ему тоже нужно попасть к стенке!

Сильный Сережа быстро растолкал смеющихся одноклассников и прижался к стенке. Ребятам пришлось освободить ему место и «уровень жидкости в сосуде» возрос. Но движение не прекращается: по условиям задачи они пытаются вытолкнуть Сережу. Несколько ребят попытались втиснуться между ним и стенкой, но Сережа это быстро пресек.