вопросы на понимание

[avva]

В записи про ЕГЭ (это Единый Государственный Экзамен в России, для тех, кто не в курсе) yucca предложила "придумать вопросы по естественным наукам, которые проверяют не хорошую память на подробности, а правильную картину мира. Именно на уровне идеального выпускника школы, а не примитивные типа "Земля вращается вокруг Солнца или наоборот?""

Мой вариант:

* Ну времена года конечно опять-таки (т.е. отчего они меняются).

* Вывести формулу решения квадратного уравнения.

* Объяснить, как работает соломинка для питья (почему жидкость по ней поднимается, как происходит весь процесс).

* Объяснить, чем отличаются иррациональные числа от трансцендентных.

* Объяснить, почему ДНК - _двойная_ спираль, и как эта "двойственность" работает.

* Объяснить, почему 0.99999... и 1 - одно и то же число, и как это так странно получается.

* Почему чай быстрее остывает, если на него подуть?

Предлагайте ваши?

Comments

[shkrobius.livejournal.com]

почему ДНК - двойная спираль?
почему невозможно теоретически предсказать коэффициент трения?
как работает пульверизатор?
Зачем строят железные дороги?
Как устроена молекула воды и атомы, из которых она состоит?
Почему трава зеленая, а кровь красная?
почему комар не теплокровный?
Есть ли жизнь на Марсе?
Как работают батарейки?
почему бронзовый век был раньше железного?
Почему небо голубое?

Nobody knows answers to these questions. This is insane.

[avva.livejournal.com]

Вообще-то я старался подобрать именно вопросы, на которые есть ответы. Из моих вы цитируете только "почему ДНК - двойная спираль", который я просто неряшливо сформулировал: я всего лишь хотел в нем спросить, что это значит, что ДНК - двойная спираль, т.е. что означает здесь слово "двойная".

А вообще я большой поклонник соответствующих записей вашего журнала, да.

[shkrobius.livejournal.com]

>>что это значит, что ДНК - двойная спираль?

That's a very different question: it is specific. It is not a question about one's worldview. Good questions, wrong setting.

[dimorlus.livejournal.com]

На каком-то уровне детализации ни один вопрос по естественным наукам не имеет ответа. Обычно же ответ на подобные вопросы предполагает отнесение описанного в них явления к тем или иным другим явлениям, которые изучены более или менее.

Коэффициент трения, по крайней мере в частных случаях, предсказать вполне можно.

Как работает пульверизатор я не знаю (количественно), и не знаю существует ли более-менее приемлемо описывающая его теория, но эмпирические результаты наверняка накоплены не малые.

Потери на трение и сопротивление воздуха у железной дороги на тонно-километр груза меньше, чем у автомобиля, да и человеко-часов на тот же тонно-километр меньше надо. Видимо затем и строят.

[shkrobius.livejournal.com]

>>Коэффициент трения, по крайней мере в частных случаях, предсказать вполне можно.

Imagine, there isn't even an explanation why such a coefficient exists (why the relationship is LINEAR). Here is a nice review from a friend of mine, http://www.tau.ac.il/~klafter1/ar3.pdf
Israelachvili spent perhaps 20 years on precisely this problem. Three years ago I've heard him saying that he might (just might) be on the right track. He is one of the best physical chemists in the world! How is a kid supposed to answer such a question?

Well, ask the guy who responded to the pulverizer comment. He is teaching hydrodynamics, he'll tell you. It is like friction. Everyone knows how it works except for people studying how it actually works.

Nobody builds railways in the US. The reasons for building or not building the railways have little to do with physics.

And it is not detalization: it goes to the basics, because you need to know the spectrum of possibility to even bgin answering such questions in a meaningful way. Answering why (vertebrate) blood is red and (terrestrial) sky is blue presumes answering why molluscs' blood is blue and Martian sky is red, as otherwise your answer is reformulation of the original question in a different language. Example: you can say that blood is red because heme absorbs light. That's just saying that water is wet. It does not have to be heme, so the question is: why vertebrates ended up with this O2 binding pigment rather than some other pigment, like haemocyanin -- that happens to be blue. If you can supply the answer to this question, you'll get the Nobel Prize right away.

[dimorlus.livejournal.com]

Что трение нелинейно и в общем случае неизвестно что получится - это одно. А в частном, например в деталях машин, есть какие-то полуэмпирические полурасчетные соотношения, которые позволяют проектрировать механизмы. Строго посчитать электромагнитное поле скажем трансформатора может быть и можно (хотя и сомневаюсь), но никто этого не делает, есть более простые, хоть и не общие методики. Наверняка они и для пульверизаторов (и прочих форсунок) есть. Железная дорога - не только техническое, но и экономическое предприятие. Почему в Штатах от их развития отказались - видимо есть какие-то причины.

[shkrobius.livejournal.com]

If that's what it boiled down to, what is the point of asking these questions? To ascertain that the kid knows that someone, somewhere has tabulated data compiled by trial and error and used for engineering calculations? The idea, if I remember correctly, was to see how the learned material had been integrated into a coherent worldview. The worldview revealed so far is that of black boxes labelled "friction" and "turbulence" and so on. Better learn little, but understand it well, then learn a lot of meaningless labels and develop the belief that someone knows what the heck it all means. That there are reasons for everything is a perceptive observation, but hardly an answer.

[dimorlus.livejournal.com]

Я и не считаю, что такие вопросы надо задавать школьникам. Но и неразрешимыми их объявлять не надо. Из того, что более точная модель получается слишком неудобной для расчетов, а то и вообще не поддающейся им, не следует, что это неразрешимая задача.

[shkrobius.livejournal.com]

I did not say that these questions cannot be answered, in principle. I said that nobody knowns the answers. It is not a question of having a more accurate model. It is not understood even at a qualitative level. The "less accurate model" is not a model, it's a table of empirical data, that are organized in such and such way, or empirical observations without rationale. It is not like a transformer. It is unknown. You think it is known, but it is not.

[dimorlus.livejournal.com]

Ответ на такого рода вопрос - это и есть модель той или иной степени точности, и любая из них строится на эмпирических данных (возможно косвенных) и любая имеет и свою точность и свою область применения. Механизмы трения, да и наверное завихрений в пульверизаторе, на качественном уровне известны, едва ли существуют какие-то неизученные явления при этих процессах. А что эти модели не позволяют построить простое и приемлемое для практических расчетов соотношение - вопрос уже другой. Уравнения Максвелла для конкретной электромагнитной цепи тоже имеют слишком сложный для практических целей вид, и пользуются не ими, а более простыми моделями и эмпирическими таблицами. Вы считаете, что при трении или в пульверизаторе действуют какие-то неизвестные физике взаимодействия? Какие основания так считать?

[shkrobius.livejournal.com]

The nature of turbulence is not known and the microscopic character of what we call friction is understood even less. This is becoming especially clear when you study these on the mesoscale. That you can, in principle, point to an equation of motion with 10^23 variables and say that everything is there already is neither here nor there, because nobody can solve it and tell what is and is not there. You think that turbulence is understood at the qualitative level. It is not. Yout think that friction is understood at qthe ualitative level. It is not. There are three groups of theories "explaining" it, with no clear winner. For turbulence, the number of such theories is into dozens. When you tell that you are certain that there are no qualitatively new, unknown phenomena in friction and turbulence all you convey is that you are not a physicist by profession. Nobody who reads Phys Rev's would have such an impression. Had you interested yourself in the subjects, you'd discover that the world is a much more interersting and mysterious thing you grew to think it is, at any level. If anything, I would like the kids to learn that our knowledge is skin deep and wonders begin everywhere. That these are open to everyone willing to ask "why" and rejecting half-answers and non-answers. The smug, completely false, and pointless conviction that everything, at the core, has already been understood, with a few minor details needing to be filled in; that someone, somewhere either knows the answers or these are not needed -- this attitude is pure death. Better no education at all than such self-induced suffocation of the inquiring spirit.

[pink-blond-guy.livejournal.com]

почему ДНК - двойная спираль?
— для оптимальной устойчивости к мутациям.
почему невозможно теоретически предсказать коэффициент трения?
— теоретически можно. практически нельзя.
как работает пульверизатор?
— выпускает струю газо-жидкой смеси.
Зачем строят железные дороги?
— для снижения затрат на массовые перевозки по суше.
Как устроена молекула воды и атомы, из которых она состоит?
— очень скучный вопрос. не буду на него отвечать.
Почему трава зеленая, а кровь красная?
— из-за различий в химическом составе.
почему комар не теплокровный?
— у него недостаточны масса и уровень метаболизма.
Есть ли жизнь на Марсе?
— обязательно будет к тому моменту, когда мы сможем в это точно проверить.
почему бронзовый век был раньше железного?
— для производства бронзовых изделий требовались меньшие трудозатраты.
Как работают батарейки?
— батарейки выдают электричество.
Почему небо голубое?
— вам это кажется

[shkrobius.livejournal.com]

почему комар не теплокровный?
— у него недостаточны масса и уровень метаболизма.

http://avva.livejournal.com/2093129.html?thread=62087497#t62087497

The rest is answered in the same sloppy manner. Telling that grass is green and blood is red because the chemical composition is different is neither here nor there. Bricks and beets are both red despite of the different chemical composition.