Страница 1 из 70
Усім, хто прищепив мені любов до фізики й мистецтва.
Волтер Левін
Моєму онуку Калебу Бенджаміну Лурії.
Воррен Ґольдштейн
Вступ
Високий на зріст, сухорлявий, одягнений у блакитну, схожу на робочу, сорочку із закоченими по лікті рукавами, штани карго кольору хакі, у сандалях і білих шкарпетках, професор міряє кроками аудиторію, розказує, жестикулює, часом роблячи промовисті паузи й зупиняючись між дошками і лабораторним столом. Перед ним здіймаються ряди стільців із чотирма сотнями студентів, які хоч і вовтузяться на своїх місцях, але очима прикуті до професора, який, здається, ледве стримує потужну енергію, що струменить у його тілі. Своїм високим чолом, неслухняним сивим волоссям, окулярами і ледь вловимим європейським акцентом, походження якого неможливо визначити, він чимось нагадує Дока Брауна із фільму «Назад у майбутнє» — наполегливого, дивакуватого і трохи схибленого вченого-винахідника.
Але це не гараж Дока Брауна — це Массачусетський технологічний інститут (МТІ), найкращий технічний університет у Сполучених Штатах, можливо, навіть у світі, а викладач біля дошки — професор Волтер Левін. Він зупиняється й розвертається до аудиторії. «Отже, основне у вимірюваннях, про що не згадують у жодному підручнику із фізики, — він розмахує руками, розчепіривши пальці, — це їхня похибка». Він замовкає, ступає крок, даючи студентам час обміркувати сказане, і знову продовжує: «Результат вимірювання не має сенсу, якщо ви не знаєте похибки». Руки знову розлітаються, розтинаючи повітря. Ще одна пауза.
«Я повторюю. Я хочу, щоб ви згадали це, коли прокинетесь о третій ночі». Він тримає вказівні пальці біля скронь, і крутить ними, наче намагається просвердлити мозок. «Якщо ви не знаєте похибки, результат вимірювання не має жодного сенсу». Студенти дивляться на нього в захваті.
Ми лише на 11-й хвилині 1-ї лекції курсу «Фізика 8.01» — найвідомішого у світі університетського вступного курсу із фізики.
У грудні 2007 року New York Times розмістила на першій шпальті статтю про Волтера Левіна і назвала його інтернет-зіркою з МТІ, бо лекції з фізики, які він читав, були доступні не лише на платформі МТІ OpenCourseWare, а й на YouTube, iTunes U та Academic Earth. Це одні з перших лекцій, які університет виклав в інтернет, і як виявилося згодом, недарма. Вони надзвичайно популярні. Дев’яносто чотири лекції — три повні курси плюс сім окремих лекцій — щодня переглядають приблизно три тисячі людей, тобто мільйон переглядів на рік. Зокрема найактивнішим відвідувачем був не хто інший, як Білл Ґейтс. Якщо вірити його листам (паперовим!) до Волтера, він повністю переглянув курси 8.01 «Класична механіка» й 8.02 «Електрика і магнетизм» і ледве міг дочекатися курсу 8.03 «Вібрації та хвилі».
«Ви змінили моє життя», — зазначено в темі листів, які Левін отримує щодня від людей різного віку з усіх куточків світу. Стів, флорист із Сан-Дієго, написав: «Я простую стрімкою ходою і споглядаю світ у барвах фізики». Мохамед, слухач інженерних підготовчих курсів з Тунісу: «На жаль, мої викладачі, на відміну від вас, не бачать жодної краси у фізиці, і я дуже страждаю через це. Їм достатньо, щоб ми просто навчилися розв’язувати “типові” задачі та успішно склали іспит, вони не дивляться далі цих вузьких меж». Сеєд з Ірану, який уже закінчив кілька магістратур в Америці, пише: «Я не мав справжньої радості в житті, поки не побачив, як ви викладаєте фізику. Професоре Левін, ви змінили моє життя. Ваше викладання варте в 10 разів більше, ніж коштує навчання, і перетворює деяких, не всіх, учителів на злочинців. Учити погано — тяжкий злочин». Або Сіддхартх з Індії: «Я зміг відчути фізику за межами рівнянь. Ваші студенти, як і я, завжди пам’ятатимуть вас як чудового вчителя, який зробив життя і навчання значно цікавішим, ніж можна собі уявити».
Мохамед захоплено і схвально цитує слова Волтера Левіна з останньої лекції «Класичної механіки»: «Можливо, з моїх лекцій ви навіки засвоїте, що фізика може бути надзвичайно цікавою та красивою і що вона оточує нас усюди, постійно. Потрібно тільки навчитися бачити та розуміти її красу». Ще одна прихильниця, Марджорі, написала: «Я дивлюся ваші лекції так часто, як можу, інколи п’ять разів на тиждень. Я зачарована вами, вашим почуттям гумору, але найбільше — вашим умінням пояснювати складні речі просто. У школі я ненавиділа фізику, але завдяки вам полюбила її».
Левін одержує десятки подібних листів щотижня і на кожен дає відповідь.
Коли Волтер Левін знайомить нас із дивами фізики, це наче чари. У чому його секрет? «Я показую людям їхній власний світ, — каже він, — світ, який вони добре знають, але на який не дивляться очима фізика — поки що. Якщо я розповідаю про хвилі на воді, то прошу студентів здійснити кілька дослідів у ванні: їм це буде зрозуміліше. Їм зрозумілі веселки. Це одна із причин, чому я люблю фізику: за її допомогою можна пояснити будь-що. І часом це неймовірний досвід — і для них, і для мене. Я закохую їх у фізику! Іноді, коли студенти серйозно втягуються, лекції стають дуже схожими на імпровізовану виставу».
Він може залізти на п’ятиметрову драбину й пити журавлинний сік з лабораторної склянки, що стоїть на підлозі, крізь довгу звивисту трубочку, виготовлену з тонкого шланга. Або наражати на небезпеку своє здоров’я, стаючи на шляху невеликої, але досить важкої кулі, що розгойдується, не доходячи кількох міліметрів до його підборіддя. Він може стріляти з рушниці по двох банках з-під фарби, наповнених водою, або наелектризовувати себе до 300 000 вольтів за допомогою масивного пристрою під назвою генератор Ван де Граафа — наче в лабораторії божевільного вченого з науково-фантастичних фільмів — і тоді його й так скуйовджене волосся стає дибки. Він використовує своє тіло як обладнання для дослідів. Як він часто каже: «Адже наука вимагає жертв». Під час однієї демонстрації він залазить на безмірно незручну металеву кулю, підвішену на мотузці, що звисає зі стелі (це те, що він називає маятником маятників), і розгойдується туди-сюди, поки студенти вголос рахують кількість коливань. І все це для того, щоб довести, що кількість коливань маятника за певний час не залежить від ваги на його кінці.
Його син Емануель (Чак) Левін, який був на кількох лекціях, пригадує: «Якось я бачив, як він вдихає гелій, щоб змінити голос. Щоб домогтися правильного ефекту — диявол криється в деталях, — він зазвичай ледь не доводить себе до стану знепритомнення». Вправний художник, Левін розкуто малює геометричні фігури, вектори, графіки, астрономічні явища і — тварин. Кілька студентів були так зачаровані тим, як він зображає пунктирні лінії, що створили кумедне відео під назвою «З найкращих ліній Волтера Левіна» (Some of Walter Lewin’s Best Lines). Ролик змонтовано з уривків лекцій, на яких професор на різних дошках креслить свої знамениті пунктирні лінії. (Відео можна переглянути тут: cutt.ly/ItLhFP).
Упевнений і харизматичний Левін — справжній оригінал, дивак, полонений фізикою. Він постійно тримає в гаманці дві пластини, що називають поляризаторами, і тому може подивитися на будь-яке джерело світла — наприклад, на ясне небо, веселку чи відображення у вікні — і за мить визначити, поляризоване воно чи ні. І той, хто опиниться з ним поруч, теж зможе це побачити.
А що за блакитні робочі сорочки він одягає? Виявляється, вони зовсім не робочі. Левін що кілька років замовляє в одного кравця в Гонконгу з десяток сорочок. Вони пошиті з бавовни найвищої якості за його мірками і побажаннями. Велику кишеню зліва зроблено для того, щоб там умістився записник. Жодних захисних вкладок у кишеню — цей фізик-артист-учитель ретельно стежить за власним стилем. Тому цікаво, чому він прикріпив найдивнішу брошку, яку можна лише уявити на викладачеві університету: пластикову яєчню. Він каже: «Краще вже яйце на сорочці, ніж на обличчі».