CC BY
10К.К. Нанди (Индия), Г.Ф. Ахтарьянова, Р.Н. Измаилов (РФ) АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ГРАМОТНОСТЬ КАК НЕОТЪЕМЛЕМАЯ ЧАСТЬ НАУЧНОГО МИРОВОЗЗРЕНИЯ СТУДЕНТА
Ключевые слова: научное мировоззрение студентов, астрономическая грамотность, астрономические заблуждения.
Аннотация: В работе описана проблема астрономической неграмотности в современном обществе; приведены результаты систематизации распространенных астрономических заблуждений и выделено шесть основных групп; уточнено понятие «астрономические заблуждения».
На протяжении последних десятилетий качество астрономических знаний студентов высших учебных заведений неуклонно снижается. Связано это, в первую очередь, с исключением астрономии из школьного курса, а также списка обязательных к изучению дисциплин в вузе. В то же время астрономические знания являются важным элементом формирования естественнонаучного мировоззрения у студентов-физиков. Опираясь на обширные межпредметные связи - с физикой, математикой, химией, историей и т. п., учебные курсы по основным разделам астрономии (астрофизике, космологии и т. д.) завершают формирование научной картины мира в сознании студента. Необходимость дальнейших исследований в данном направлении обусловлена, прежде всего, существующим противоречием между потребностью общества в специалисте высокого уровня, ориентирующемся в современной научной картине мира, и астрономической неграмотностью студентов.
В 2011 году по инициативе Комиссии по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований (научно-координационная организация при Президиуме Российской академии наук) Всероссийский центр изучения общественного мнения провел опрос среди россиян на предмет выявления самых распространенных научных заблуждений [1]. Полученные результаты позволили сделать вывод об общей неграмотности населения, а также о существенной доле астрономических заблуждений, распространенных среди россиян.
Аналогичный опрос мы провели на базе Башкирского государственного педагогического университета имени М. Акмуллы среди студентов вторых-третьих курсов различных направлений подготовки. Согласно результатам, 54 % опрошенных студентов считают, что формирование характера человека зависит от фаз солнечного цикла, в котором человек родился; 66 % верят в существование планеты Нибиру, которая летит вглубь Солнечной системы и вызывает атмосферные возмущения на Земле; 62 % опрошенных уверены, что вода имеет структуру, зависящую от того, что рядом с ней звучит; 92 % студентов не могут дать объяснение понятию «падающая звезда» (67 % - путают указанное явление с другим астрономическим явлением - кометой; 25 % - уверены, что падают непосредственно звезды); 75 % не способны объяснить причины смены времен года (в основном связывают с приближением Земли к Солнцу). Следующим, не менее существенным, является заблуждение, связанное с Большим адронным коллайдером (БАК). Часть студентов (34 %) уверены, что именно запуск БАК может привести к возникновению черной дыры, которая поглотит планету. В данном случае, наблюдается незнание и непонимание специфичности такого астрономического (а в равной степени и физического) объекта, как черная дыра. Наибольшее количество заблуждений связано с черными дырами и кротовыми норами. Большинство опрошенных студентов (77 %) не представляют, что такое «кротовая нора», однако используют свойства кротовых нор при описании черных дыр. По отношению к понятию «черная дыра» существует множество заблуждений [3].
Указанные примеры свидетельствуют о том, что неверные представления об объектах Вселенной могут привести к ошибочным выводам. Таким образом, при формировании естественнонаучной картины мира у студентов, важно обратить особое внимание на формирование основных понятий и представлений о небесных объектах, таких как «черные дыры», «пульсары», «квазары», «астероиды» и пр. Колоссальные размеры, огромные значения
педагогический журнал спшкортостпнп м з(5в), sois sssssss
скоростей и энергии, характерные для данных объектов, делают их особенно сложными для понимания и представления. А огромное количество существующих на сегодняшний день псевдонаучных «познавательных» передач и фантастических художественных фильмов создают множество заблуждений по поводу многих небесных тел.
Рассмотрим более подробно заблуждения, связанные с астрономическими понятиями. Перечисленные ниже примеры мы будем относить к категории «астрономические заблуждения», определяемой нами как ошибочные представления астрономических понятий, законов и явлений, обусловленные ограниченностью имеющегося астрономического знания (нехватка теоретических знаний, наблюдательных данных, ошибочность интерпретации наблюдений).
Астрономические заблуждения мы разделили на несколько групп.
1. Заблуждения или мифы относительно фактов и явлений, которые находятся «на слуху» и уже стали частью житейских знаний. Основная причина возникновения подобных заблуждений заключается в следующем. В результате многолетней «шлифовки» и упрощения сложных для широкого круга людей научных знаний (или сокращения объема информации) теряется суть самого знания. Как правило, подобные «знания» не подвергаются критической оценке и, в результате астрономической неграмотности, воспринимаются интуитивно как истина. Самые распространенные примеры заблуждений данной группы:
- Н. Коперник был первым человеком, утверждавшим, что Земля вращается вокруг Солнца. - Первые теории об этом появились еще в древности. Н. Коперник же был тем, кто первым разработал теорию движения планет вокруг Солнца и опубликовал результаты своей работы.
- Миф (или городская легенда) о космической ручке. - Существует миф о том, что НАСА потратило миллион долларов, пытаясь разработать ручку, которая бы могла писать в космосе. До 1967 года американские астронавты пользовались фломастерами, либо механическими карандашами. В 1966 года американский предприниматель и изобретатель Пол Фишер изобрел ручку, в которой чернила находились в специальном стержне под давлением. НАСА купило у него четыреста таких ручек, а стоимость каждой составляла шесть долларов.
- Великую Китайскую стену можно увидеть из космоса. - Находясь даже на самой низкой земной орбите, Китайскую стену невозможно увидеть невооруженным глазом из-за оттенков местного ландшафта.
- «Лицо» на Марсе создано внеземной цивилизацией. - Так называемый «Марсианский сфинкс» - образование на поверхности Марса, выветренный холм, который на первых фотографиях «Викинг-1» выглядело похожим на огромное каменное изваяние человекоподобного лица. В 2001 году при более детальном фотографировании, проведенном станцией «Mars Global Surveyor», было установлено, что человекоподобие было иллюзией, вызванной игрой света и тени, а также низким разрешением съемочной камеры аппарата.
- Г. Галилей изобрел телескоп. - Достоверно не известно, кто был автором первого в истории человечества телескопа. Подзорные и зрительные трубы активно начали создаваться и использоваться в начале XVII века сразу несколькими очковыми мастерами и некоторыми учеными. Г. Галилей же был первым, кто использовал телескоп для проведения астрономических наблюдений и сделал ряд астрономических открытий.
- Так как Луна всегда повернута к нам одной стороной, она не вращается вокруг своей оси. - Если наблюдать Луну не с Земли, а с другой планеты, то можно заметить ее вращение. Время оборотов Луны вокруг своей оси полностью соответствует сидерическому месяцу.
- Во время полнолуния увеличивается число преступлений и несчастных случаев. -Фазы Луны не могут оказывать влияние на события, связанные с жизнью и деятельностью
педагогический журнал спшкортостпнп м з(5В), 2015 аежааз
человека. Однако многие мнительные, эмоционально нестабильные люди в силу своих психологических особенностей могут «попасть» под такое «влияние» Луны.
2. Заблуждения, связанные с тем, что небесные объекты (сами объекты и их положения) могут оказывать влияние на планету и на человека. - Данную группу заблуждений можно условно разделить на две подгруппы: влияние, оказываемое на планету Земля (на атмосферные, геологические и подобные физические явления), и влияние конкретно на человека (каждого человека по отдельности).
- Звезды, планеты и кометы влияют на Землю. - Парады планет могут вызвать серьезные катаклизмы, а комета - это верный предвестник серьезных катастроф. Земля находится под постоянным воздействием метеоритов, космических лучей, солнечного ветра и гравитационного взаимодействия с другими объектами Солнечной системы. Их влияние на биосферу изучается, однако если оставить в стороне очевидную связь жизненных процессов с солнечным светом, то все остальные «влияния» носят слабовыраженный, непредсказуемый характер. Миф о кометах был развеян английским астрономом Э. Галлеем (1656-1742), который дал исчерпывающее представление о кометах как о небесных объектах.
- Звезды, планеты и кометы влияют на судьбу, характер и здоровье человека. -Данный вид заблуждений самый распространенный и связан с верой людей в то, что звезды, созвездия и расположение планет в созвездиях могут влиять на судьбу человека или определять его характер. Во-первых, звезды в наблюдаемых созвездиях пространственно и гравитационно не связаны друг с другом, а созвездия получили свои очертания условно. Во-вторых, звезды в созвездиях никак не влияют на движение планет по небосводу (планета находится не в самом созвездии, как обычно утверждают астрологи, а на фоне созвездий) и тем более на человека.
3. Следующая группа заблуждений связана с космосом и физическими процессами, протекающими в космическом пространстве. В основе этих заблуждений находятся распространенные в фантастических фильмах про космос научно необоснованные процессы и явления (как правило, это результат фантазии режиссера или сценариста). Самые распространенные примеры заблуждений данной группы:
- В безвоздушном пространстве космоса любой человек взорвется без специального скафандра. - Логика в том, что поскольку там нет никакого давления, мы бы раздулись и лопнули, как воздушный шарик, который надули слишком сильно. Однако наши кости, кожа и другие органы достаточно устойчивы, чтобы пережить это давление, если кто-то не будет активно их разрывать (оказывать дополнительное механическое давление).
- За бортом космического корабля люди без скафандра быстро замерзают. - Это заблуждение часто используется в фильмах. В реальности происходит прямо противоположное. Вы не замерзнете, если попадете в космос, вы, наоборот, перегреетесь. Вода над источником тепла будет нагреваться, подниматься, остывать. Но в космосе нет ничего, что могло бы принять тепло воды, а значит, остывание до температуры замерзания невозможно. Ваше тело будет работать, производя тепло. Правда, к тому времени, когда вам станет нестерпимо жарко, вы уже будете мертвы.
- Кровь в безвоздушном пространстве закипает. - Этот миф напрямую связан с тем, что любая жидкость имеет прямую связь с давлением окружающей среды. Чем выше давление, тем выше точка кипения, и наоборот, потому что жидкости легче перейти в форму газа. Проблема в том, что если иная жидкость, вроде слюны во рту, будет кипеть в космосе, кровь - нет. Кипение слюны будет больше похоже на высушивание феном; кровь же, в отличие от слюны, находится в закрытой системе, и вены будут удерживать ее под давлением в жидком состоянии. Даже если вы будете в полном вакууме, тот факт, что кровь замкнута в системе, означает, что она не превратится в газ и не улетучится.
педагогический журнал спшкортостпнп м з(5В), sois bSSSSss
- Повторный вход в атмосферу. - Все мы видели, как космические корабли совершают повторный вход в атмосферу Земли (так называемый re-entering). Это серьезное испытание для судна; как правило, его поверхность сильно разогревается. Многие из нас думают, что это из-за трения между кораблем и атмосферой, и в этом объяснении есть смысл: как бы корабль был окружен ничем, и вдруг начинает тереться об атмосферу с гигантской скоростью. Разумеется, все будет раскаляться. Что ж, правда в том, что трению отводится менее процента тепла во время повторного входа. Основная причина нагрева - компрессия, или сжатие. Когда корабль несется обратно к Земле, воздух, через который он проходит, сжимается и окружает корабль. Это называется головной ударной волной. Воздух, который сталкивается с головой корабля, толкает его. Скорость происходящего приводит к тому, что воздух нагревается, не имея времени на декомпрессию или охлаждение. Хотя часть тепла абсорбируется тепловым щитом, красивые картинки повторного входа в атмосферу создает именно воздух вокруг аппарата.
4. Заблуждения, связанные с гипотетическими, несуществующими объектами. Причина возникновения подобных заблуждений - добросовестно заблуждающиеся любители наук (в популярных изложениях) и желающие превзойти «отцов-основателей». Получив отказ в публикации своих новаций в серьезных изданиях, наиболее настырные из них пробиваются в СМИ с саморекламой и агрессивными нападками на «официальную» науку.
Самое большое количество астрономических заблуждений этой группы связано с различного рода гипотетическими планетами Солнечной системы:
- Планета Нибиру - мифическая странствующая планета Солнечной системы. - Изначально Нибиру была описана в шумерских текстах как небесное тело, ассоциированное с богом Мардуком (шумерское верховное божество). Традиционно трактуется исследователями как Юпитер. Однако приверженец и популяризатор теории об инопланетном происхождении человека Захария Ситчин (американский писатель) высказал предположение, что Нибиру является 10-й планетой Солнечной системы с очень вытянутой эллиптической орбитой, проходящей через Солнечную систему каждые 3600 лет.
- Планета Глория - это Антиземля за Солнцем; загадочное небесное тело, являющееся близнецом Земли. - Данную гипотетическую планету придумали еще пифогорейцы для круглого счета и объяснения солнечных затмений, однако идея имеет огромное количество приверженцев и в современном обществе (как правило, среди эзотериков и астрологов). Согласно этой теории, Антиземля не видна с Земли, так как она движется синхронно с ней по орбите и закрыта от взора наблюдателя небесными телами. И Антиземля, и наша планета двигаются по орбите с одной скоростью, поэтому оба тела никогда не сталкивались. Эта же гипотеза объясняет то, что нам с Земли не видна Глория: Солнце ее перекрывает, а телескопы нельзя направлять слишком близко к яркой звезде - они выйдут из строя. Находящаяся за Солцем Антиземля может быть замечена лишь в случае, если сойдет с орбиты (что возможно даже из-за малейшего внешнего воздействия).
«Семейный портрет» (англ. Family Portrait) - изображение Солнечной системы, полученное космическим аппаратом «Вояджер-1» 14 февраля 1990 года. Изображения были сделаны с расстояния около шести миллиардов километров, под углом 32° выше плоскости эклиптики. Мозаика составлена из фотографий семи небесных тел: Нептун, Уран, Сатурн, Солнце, Венера, Земля и Юпитер. Марс и Меркурий слишком малы, чтобы быть различимыми в этом масштабе. Никакой планеты за Солнцем он не обнаружил.
- Планета Тюхе - гипотетическая планета - газовый гигант, расположенная в облаке Оорта Солнечной системы. Астрономы Джон Матис (John Matese) и Даниэль Уитмир (Daniel Whitmire) из Университета Луизианы в Лафайетте неоднократно утверждали, что имеют доказательства ее существования на основе неправильного поведения (массового появления время от времени во внутренней части Солнечной системы) долгопериодических комет. Они отметили, что если Тюхе существует, она должна быть обнаружена в архиве данных,
педагогический ЖУРНПЛ СПШКОРТОСТПНП М 3(58), 2015
которые были собраны космическим телескопом WISE. Однако некоторые астрономы выразили скептицизм в отношении существования этого объекта. Для подтверждения этой гипотезы необходим анализ данных, собранных телескопом WISE, который будет производиться в течение следующих нескольких лет.
- Коричневый карлик Немезида. Альтернативные объяснения притока комет во внутреннюю часть Солнечной системы предполагают наличие влияющей на них своей гравитацией звезды-«компаньона» Солнца коричневого карлика Немезиды, имеющей орбиту с очень большим эксцентриситетом за облаком Оорта. - Стоит отметить, что большинство из указанных «планет» являются реально существующими крупными астероидами, которые, согласно резолюции Международного астрономического союза [2], нельзя относить к классу планет.
5. Обширную группу заблуждений составляют различного рода сценарии «концов света». Изначально источниками подобной информации служили пророчества жрецов и религиозные тексты, сейчас такими прогнозами занимаются еще и «ученые». Как правило, все сценарии конца света разделяют на «научные» и «мистические», и различаются они не только вариантами развития событий, но также и аспектами, на которых акцентируется внимание. Насчитывается более сотни различных дат «конца света», которые ожидались за последние 2 000 лет, благодаря различным пророкам, мистикам, толкователям религиозных текстов и различным религиозным течениям. Многие из них связаны с верой в мистику чисел - это 666 год, 1000 год, 1313 год, 2000 год и т. п.
Только за последние пятнадцать лет, по различным сценариям, должно было случиться более сорока пяти концов света. Наиболее ожидаемым было наступление конца времен или конца человечества в преддверии смены тысячелетий: на 1999 год - тринадцать сценариев, на 2000 - семь, и на 2001 - всего один. Из них самым известным и наиболее ожидаемым сценарием являлся «всемирный компьютерный сбой» 1 января 2000 года: при двузначном представлении года после 99 наступал 00 год (то есть 99+1=00).
Среди существующих сценариев «конца света» имеется ряд «астрономических»:
- Столкновение с астероидом. Самый растиражированный сценарий конца света, благодаря бесчисленным фильмам, которые эксплуатировали эту тему на протяжении многих лет. Гигантский астероид, упавший на нашу планету, возможно, является той загадочной причиной, по которой некогда вымерли динозавры, так что высока вероятность, что подобное может произойти и с человечеством. Шансы подобного сценария значительно выше, чем множества других - приблизительно 1/700000. Тем не менее, шансы успешно предотвратить роковое столкновение тоже очень высоки - ведь астероид, вполне вероятно, можно отследить и разрушить еще до того, как он достигнет Земли. Большинство надежд приверженцев данного сценария связано с астероидом Апофис, который в 2029 году приблизится к Земле на близкое расстояние, в результате чего астероид может изменить свою траекторию и в 2036 году врезаться в Землю. В начале 2013 года ученые практически полностью исключили вероятность столкновения Апофиса с Землей.
- Прохождение Земли через «нулевую полосу галактики» (в сценарии предполагается, что после четырех дней темноты часть человечества продолжит свое существование в «обновленном» мире). Этот типичный пример игры слов, призванный вызвать у неискушенного слушателя впечатление научности содержимого, на самом деле рассчитан на реакцию «раз говорят по телевизору, значит, правда, а раз мне кажется бредом - значит, мои знания в этом вопросе недостаточно глубоки, чтобы понять». На самом деле, электромагнитные поля физически не могут просто исчезнуть.
- Инверсия магнитного поля Земли, согласно гипотезе периодических планетарных катаклизмов. Инверсия - изменение направления магнитного поля Земли в геологической истории планеты (определяется палеомагнитным методом). При инверсии северный магнитный полюс и южный магнитный полюс меняются местами, и стрелка компаса начинает
педагогический журнал Башкортостана м з(5В), 2015 аеЖааз
показывать противоположное направление. Переориентация магнитного поля - крайне редкое явление, однако ближайшая инверсия «назначена» на 2021 год.
- Вторжение на Землю инопланетян. Существует множество ресурсов здесь, на Земле, которые делают нашу планету потенциальной мишенью для вторжения зловещих инопланетян. Возможно, им требуется водород, или кислород, или вещества, содержащиеся в почве - или же просто им необходимы новые территории для расселения в связи с возрастающей численностью инопланетного населения. Так или иначе, мы не можем быть уверены в том, что одиноки во вселенной, а равно же, и в том, что инопланетный разум окажется доброжелательным. Самым «близким» временем «контакта» было 6 марта 2012 года.
- Черная дыра. Исследователи полагают, что существует около десяти миллионов черных дыр в одной лишь галактике Млечный Путь. Как и звезды, они медленно вращаются и могут мигрировать по всему космосу, а, следовательно, одна из таких черных дыр может попасть на орбиту нашей планеты и затянуть ее в небытие - вместе с нами.
6. Заблуждения об астрономических объектах. В данную группу входят заблуждения связанные с конкретными астрономическими объектами Вселенной. Как правило, подобные заблуждения появляются из-за неверных представлений об этих объектах или недостатка специальных (астрономических, физических и т. п.) знаний.
- «Падающая звезда». Большинство людей уверены в том, что явление падающих звезд напрямую связано с непосредственным падением звезд (на небосводе или на Землю). Часто падающие звезды ассоциируются с кометами. «Падающие звезды» - метеоры, явление, возникающее при сгорании в атмосфере Земли мелких метеорных тел (например, осколков комет или астероидов). Аналогичное явление большей интенсивности (ярче звездной величины - 4) называется болидом.
- Кометы. Ввиду астрономической неграмотности, кометы часто путают с метеорами или болидами. Под выражением «комета пролетает» часто понимается, что это явление одного дня или момента.
- Черные дыры - это воронки. Есть еще одно распространенное заблуждение, которое можно списать на изображение черных дыр в кино и мультфильмах. Черные дыры «невидимы» по своей сути, но для широкой аудитории их изображают двухмерными воронками с выходом только на одной стороне. В реальности у черной дыры нет одной стороны, которая засосет вас, скорее, она должна быть похожа на объект сферической формы с гигантской гравитацией.
Из-за многих проблем, связанных с текущим пониманием черных дыр, особенно в отношении квантовой механики, было выдвинуто много альтернативных теорий. Одной из этих теорий является теория о звезде темной материи. Существует теория, что когда огромная звезда разрушается, она превращается не в черную дыру, а в так называемую пространственно-временную мутирующую темную материю.
- Кротовые норы. Как правило, они не отделяются от понятия «черная дыра». По причине того, что кротовые норы описывались создателями этого термина как машина времени или тоннели в пространстве, находится множестве людей, создающих в этом направлении различные теории. Самым ярким и самым распространенным в сети Интернет (а следовательно, и самым доступным для широкого круга читателей) является следующее описание «кротовой норы»: «На околоземной орбите находится экзотический объект «внутримировая кротовая нора». Одна из горловин кротовой норы находится рядом с Землей. Горловина или зоб кротовой норы закреплен в топографии гравитационного поля - не приближается к нашей планете и не удаляется от нее, и кроме того, вращается вместе с Землей. Выглядит горловина как завязанные мировые линии, подобно "концу колбасы, перевязанной жгутом". Находясь в нескольких десятках метрах и дальше, горловина имеет радиальные размеры около десяти метров. Но с каждым приближением к входу в горловину кротовой норы, размеры горловины нелинейно увеличиваются. Наконец, рядом непосредственно с дверью
педагогический журнал спшкортостпнп м з(5В), sois bSSSSss
горловины, обернувшись назад, не увидишь ни звезд, ни яркого солнца, ни голубой планеты Земля. Это говорит о нарушении линейности пространства и времени перед входом в кротовую нору». К сожалению, автор данного описания нигде не указывается. Однако следует отметить, что, несмотря на то, что кротовая нора является гипотетическим объектом, полученным в результате решения уравнений поля общей теории относительности, автор приводит довольно подробное физическое описание данного объекта. Кроме того, далее автор описывает способ «открытия кротовой норы», при помощи использования «психокинетических способностей человеческого организма, которые, в отличие от физического действия руки, позволяют воздействовать на объекты топографии пространства-времени». Описанный пример ярко иллюстрирует случай, когда серьезная научная терминология используется для описания псевдоанучных теорий и открывает перед нами актуальную на сегодняшний день проблему борьбы с лженаукой.
Следует отметить следующее. Астрономические знания являются важным элементом естественнонаучного мировоззрения; возникновение подобного рода заблуждений может привести к формированию неадекватной научной картины мира у студентов. Развитие исследований по описанной проблеме необходимо продолжить при осуществлении деятельности по борьбе с лженаукой и подготовке студентов, способных организовывать подобную деятельность в дальнейшей своей профессиональной деятельности. Необходимо разработать методы ликвидации астрономической неграмотности у студентов, так как именно им предстоит передавать учащимся систему фундаментальных знаний, лежащих в основе научной картины мира и вести просветительскую деятельность среди общественности.
1. «Солнце - спутник Земли», или Рейтинг научных заблуждений россиян // Всероссийский центр изучения общественного мнения. - [Электронный ресурс]. URL. Режим доступа : http://wciom. ru/index. php?id=459&uid=111345.
2. Resolution B5: Definition of a Planet in the Solar System // IUA 2006 General Assembly: Result of the lUA Resolution votes. - [Электронный ресурс]. URL. Режим доступа : http://www.iau.org/static/resolutions/Resolution GA26-5-6.pdf.
3. Ахтарьянова, Г.Ф., Измаилов, Р.Н. Борьба с астрономической неграмотностью как часть формирования научного мировоззрения студентов (на примере представления о черных дырах) [Текст] / Г.Ф. Ахтарьянова, Р.Н. Измаилов // Ученые записки: сб. научн. статей. Вып. 14. - Уфа: Изд-во БГПУ, 2013. - С.105-108
4. Кругляков, Э.П. «Ученые» с большой дороги [Текст] / Э.П. Кругляков. - М.: Наука, 2002. - 320 с.
