Звёзды становятся ближе

Наталья Наумова уверена, что главное для каждого ученика — найти свою звезду. Фото автора

Астрономия возвращается в школу. Что дальше? Пока многие школы все еще готовятся к введению предмета, который должен, по плану, уложиться в 35 часов в год, с физиком и астрономом, педагогом чебоксар­ской гимназии № 5 Натальей НАУМОВОЙ мы поговорили о концептуальной стороне науки. Хотя, конечно, не обошли стороной и возвращение в учебные заведения одной из самых занимательных и в то же время сложных дисциплин.

Отдельный предмет
— Как вы считаете, зачем астрономию возвращают в школу?
— Если говорить глобально, то детям необходимы знания из этого предмета с точки зрения встраивания в современный научный дискурс.
Наш мир — часть огромной Вселенной, а наша страна — первопроходец в необъятном космосе. С одной стороны, мы осваиваем просторы за пределами планеты, с другой, многие не имеют представления о Вселенной.
Да, физика отвечает на часть вопросов, связанных с познанием космоса, но без углубленного изучения в курсе астрономии ресурсов, чтобы охватить огромные просторы мироздания, недостаточно.
— То есть астрономия не совсем пропала из школы, а на время скрылась в недрах физики?
— Не только. Все эти годы, пока предмет не был обязательным, он являлся частью того, что называется курсом по выбору.
По моему опыту могу сказать, что из всех учеников в параллелях 10-11 классов примерно треть выбирали астрономию. Более того, ежегодно проводятся школьные, муниципальные, республиканские олимпиады по “несуществующему” предмету среди учащихся школ, в которых участвуют среднее и старшее звенья начиная с 5-х классов.
Конечно, это можно назвать голым энтузиазмом, ведь результаты таких интеллектуальных соревнований не идут в какой-либо зачет с точки зрения, например, поступления в вуз. С другой стороны, эти мероприятия говорят о том, что наука востребована в обществе.
Ну и еще один важный момент — астрономия включена в ЕГЭ по физике уже сегодня. Так, в заданиях экзамена в общем перечне есть по крайней мере один вопрос из астрофизики: о строении Солнечной системы, небесных телах и законах их движения. На подготовку к нему в рамках физики в моем плане стояли 5 часов в год.
— Как же можно рассказать за такое время обо всей сложности устройства Вселенной?
— По сути, этих часов хватало только на обычный вводный курс. А вот с 1 января у меня уже будет несопоставимо больше времени, чтобы поделиться знаниями об устройстве мироздания.

Наука и ее ветреная дочь
— Вам, астроному, может показаться странным, но в контексте того, что происходит с уровнем научной грамотности части населения, уже нужно объяснять, что же такое астрономия. Особенно сторонникам старой теории плоской земли, которая вновь обрела популярность.
— Давайте попробуем это сделать. Итак, астрономия (термин происходит от двух греческих слов: “астро” — звезда и “номос” — закон) — наука о Вселенной, изучающая расположение, движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и систем.
В частности, астрономия изучает Солнце и другие звезды, планеты Солнечной системы и их спутники, экзо­планеты, астероиды, кометы, метеороиды, межпланетное вещество, межзвездное веще­ство, пульсары, черные дыры, туманности, галактики и их скопления, квазары и многое другое.
Сегодня мы можем говорить о двух главных ветвях астрономии: наблюдательной и теоретической. Наблюдательная астрономия — это получение наблюдательных данных о небесных телах, которые затем анализируются. Теоретическая ориентирована на разработку компьютерных, математических или аналитических моделей для описания астрономических объектов и явлений.
Эти две ветви дополняют друг друга: теоретическая астрономия ищет объяснения результатам наблюдений, а наблюдательная дает материал для теоретических выводов и гипотез, возможность их проверки. Это если говорить очень кратко.
— Есть ли пересечения у астрономии и астрологии?
— Астрологию с древних времен называют “ветреной дочерью астрономии”. Что это за явление? По сути, мы говорим об учении, в основе которого предсказание будущего на основе наблюдений за космическими телами. Астрология в отличие от астрономии не просто наблюдает за звездами, а пытается установить их влияние на жизнь людей.
Исторически эта псевдонаука (именно так ее называют) зародилась в Вавилонии: наблюдая за солнечными и лунными затмениями, астрологи Междуречья пытались предсказывать события государственного масштаба: недород и урожай, засуху и наводнение, благоденствие народа и страшные эпидемии.
Астрономия же в тот период нужна была и для измерения времени, и для определения пути на суше и на море, для предсказания сезонных явлений: дождей, засух, снегопадов.
Дальше развитие астрологии связано уже с Грецией. Здесь в ее основу легло учение о “всемирной симпатии” — взаимовлиянии всех сил и явлений. Греческие астрологи предсказывали судьбы не только государств, но и отдельных людей. При этом они учитывали, в каком созвездии пребывало Солнце в момент рождения человека, как располагались в этот миг планеты.
Астрологи разработали сложную систему классификации созвездий и планет, о которой мы поговорим в следующий раз. Однако еще раз повторю: согласно сегодняшнему определению астрология — псевдонаука.

Фундамент и бесконечность
— Вы уже затронули некоторые основы астрологии. А что является фундаментом астрономии?
— Одни из основных постулатов астрономии — знаменитые законы Кеплера. Их три.
Первый — каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
Второй (его еще называют законом равных площадей) — радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равновеликие площади. Другая формулировка этого закона: секториальная скорость планеты постоянна.
И третий закон Кеплера — квадраты периодов обращений планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их эллиптических орбит. Стоит отметить, что Кеплер открыл свои законы эмпириче­ским путем, в том числе это стало возможным благодаря его многолетним наблюдениям и данным датского астронома Тихо Браге. Затем уже Ньютон вывел законы Кеплера из закона всемирного тяготения.
Однако сегодня можно говорить о коренном пересмотре механики Ньютона как универсального принципа мироздания. Два великих открытия: квантовая механика Планка — Бора — Дирака и теория относительности Эйнштейна полностью преобразили существующую картину мира. Изменили они и астрономию.
Александр Фридман в 1922 году стал автором теории расширяющейся Вселенной, которой придерживаются до сих пор. Эдвин Хаббл открыл фундаментальный закон, названный его именем, а Георгий Гамов предложил концепцию Большого Взрыва.
Исследованием проблем сингулярности пространства и так называемой “стрелы времени” занимался советский ученый Андрей Сахаров и продолжает заниматься американский физик Стивен Хокинг.
Немалые успехи были достигнуты и в астрофизике. Труды Шварцшильда, Герц­шпрунга, Эддингтона, Джинса, Чандрасекара, Шепли, Шклов­ского, Зельдовича и многих других в общих чертах построили картину происхождения и эволюции звезд и галактик.
— А какие явления исследует сегодняшняя астрономия? Что еще скрыто от ученых, но в ближайшей перспективе найдет свое решение?
— На самом деле, проблем и тем для исследований в астрономии все больше и больше. Можно упомянуть хотя бы такие, как процесс образования планет Солнечной системы, их спутников и колец, изучение природы планет у других звезд. И вообще, возможно ли во всех деталях понять жизнь звезд.
В какой форме вещества содержится скрытая масса Вселенной, как рождались галактики разных типов, какие новые знания о Вселенной несут нейтринные потоки и гравитационные волны, можно ли понять загадку рождения Вселенной и предугадать ее дальнейшую судьбу — вот лишь то немногое, что сегодня волнует астрономов и физиков.
— Давайте вернемся к введению астрономии в школе в качестве обязательного предмета. Поможет ли это воспитать новых Хокингов в России?
— Думаю, курс астрономии вряд ли вызовет небывалый массовый всплеск интереса у учеников, далеких от проблем физики.
С другой стороны, увидев масштаб космоса в самом широком понимании этого слова, кто-то и задумается, начнет копаться в законах нашего бытия. А там как знать — истории известны примеры, когда люди, далекие от технических дисциплин, становились великими учеными и совершали открытия именно в естественнонаучной области знания.

ДОСЛОВНО

Изучение астрономии как обязательного предмета на уровне среднего общего образования вводится в российских школах с 2017-2018 учебного года. Однако дата 1 сентября 2017 года обо­значена на федеральном уровне как ориентир. У каждой школы есть право самостоятельно принять решение о включении астрономии в расписание с 1 сентября 2017 года или позже — с 1 января 2018‑го. Определяющим здесь является фактическая готовность школы к качественному преподаванию этого предмета.
Из релиза Министерства образования РФ