Интуитивные теории, как правило, привязаны к предметам. Они делят мир на дискретные, осязаемые вещи, в то время как научные теории делят те же аспекты мира на процессы. Тепло, звук, электричество, молнии, огонь, магнитные явления, давление, климат, погода, землетрясения, приливы, радуги, тучи, жизнь, жизненные силы — процессы, а не вещи. Они возникают из коллективного взаимодействия системы элементов, находящихся на более низком уровне организации (например, электричество возникает из коллективного взаимодействия электронов, а жизнь — из коллективного взаимодействия органов). Переход в классификации эмерджентных феноменов от вещей к процессам стал очень важным первым шагом к появлению нескольких научных дисциплин[357]. Однако такая классификация редко проникает в общественное сознание, потому что основанное на системах мышление требует очень больших когнитивных затрат, что обсуждалось в третьей главе[358].
Наконец, интуитивные теории обычно фокусируются на объектах, а не на контексте. Свойства, которые могут варьироваться в зависимости от контекста, считаются неотъемлемыми характеристиками. Например, плавучесть — это не какое-то всегда имеющееся или отсутствующее свойство. В одних жидкостях предмет может плавать, а в других — тонуть (клубника плавает в воде, но тонет в масле). Вес зависит от высоты, растворимость — от растворителя, а цвет — от условий, при которых на него смотрят. Чтобы учесть контекст, нужно взглянуть на вопрос шире. Интуитивные теории не дают такой возможности: они сосредоточены на типичных истинах (например, бананы желтые), а не всеобщих (например, бананы поглощают все длины волн кроме тех, которые человеческому глазу кажутся желтыми).
Короче говоря, интуитивные теории больше сосредоточены на воспринимаемом, чем на невоспринимаемом, больше на вещах, чем на процессах, и больше на объектах, а не на контексте. Каждая из этих характеристик верна для нескольких интуитивных теорий, но не для всех. Теории различаются по форме и функции, и было бы ошибкой втискивать все в одну категорию. Неумение оценить роль движения молекул в передаче тепла — это совсем не то, что непонимание роли литосферных плит в вулканизме. Неспособность вывести абстрактное понятие плотности из воспринимаемой тяжести не то же самое, что неспособность догадаться о существовании микробов по опыту заражения. Любой педагог, который хочет помочь учащимся заметить и скорректировать интуитивные теории, должен специально адаптировать способ изложения предмета.
Однако через все интуитивные теории проходит как минимум одна общая нить: они уже и мельче, чем научные, то есть охватывают меньший спектр явлений и более поверхностно объясняют их. Интуитивные теории нужны для того, чтобы справиться с ситуацией здесь и сейчас. Научные же теории охватывают причины в целом — и прошлое, и будущее, и наблюдаемые явления, и ненаблюдаемые, и малое, и великое.
В интуитивных теориях космоса, например, Земля — это центр Вселенной, а в научных — одна из многих планет в одной звездной системе из многих систем одной галактики из множества галактик. Интуитивные теории жизни рассматривают организм как единое целое структурно и функционально, а научные теории — как совокупность органов, состоящих из клеток, а те, в свою очередь, — из собраний органелл, образованных из молекул. Согласно интуитивным теориям происхождения видов, человек — это вершина творения, а в научных теориях — одна из многих веточек на ветви приматов, млекопитающих, позвоночных и животных в целом на огромном древе жизни. Интуитивные теории могут дать ответ на маленькие вопросы (например, что мне есть, куда наступить, как выздороветь?), но только научные теории помогают найти ответ на большие загадки: кто мы, откуда мы взялись, что с нами будет?
В первой главе я сравнил приобретение новых знаний со сборкой чего-то нового из конструктора Лего. Из базового набора можно построить много разных объектов, а из нашего врожденного репертуара концепций — множество форм знания. Но для некоторых форм знания требуются новые концепции (например, инерция, микроб), как для некоторых предметов — новые виды деталей: колеса, оси, шестеренки. Аналогия с конструктором хорошо показывает пробел между интуитивными и научными представлениями, однако хуже отражает то, как мы преодолеваем этот пробел, то есть усваиваем научные концепции. Нельзя просто зайти в магазин рядом с магазином Лего и купить новенькое блестящее понятие. Новые концепции приходится учить постепенно, прокладывая путь к новому от того, что есть в распоряжении.
Лучше этот процесс описывает аналогия Отто Нейрата — перестройка корабля посреди океана (см. четвертую главу). Моряки привязаны к кораблю, на котором они вышли в море, а когнитивные создания — к конкретным убеждениям, возникшим, когда человек начал видеть мир и взаимодействовать с ним. Если моряки в середине путешествия замечают, что корабль не справится со ждущими впереди опасностями, они не смогут построить его с нуля, но могут переоборудовать его, используя материалы, из которых он сделан. Мы, люди, в ходе развития тоже можем осознать, что наших знаний недостаточно для того, чтобы справиться с предстоящими сложностями. С нуля перестроить знания невозможно, но можно реструктурировать их, по-новому используя составляющие их концепции.
Как же это сделать? Как реструктурировать знания, если они ограничены имеющимися убеждениями и сложившимися в ходе эволюции когнитивными способностями? Если сформулировать эту проблему на абстрактном уровне, она покажется сложнее, чем есть на самом деле. Кроме того, на абстрактном уровне она неразрешима. Чтобы перестроить наши знания, придется засучить рукава и взяться за их конкретные элементы: за концепции, которые нужно изменить, сжать или отбросить.
Изящный пример такого практического подхода — это разработка руководства, которое призвано помочь фермерам, разводящим кур, определить пол однодневных цыплят[359]. Это на удивление сложная задача. При рождении цыплята мужского и женского пола не отличаются друг от друга по величине, форме и оперению. Характерные половые признаки, например петушиный гребень, появляются лишь через несколько недель, а за это время питомник уже успеет потратить ресурсы на особей, которые не будут впоследствии откладывать яйца. Кроме того, цыплята мужского пола мешают работе, так как не подпускают цыплят женского пола к корму и поилкам. Таким образом, как можно раньше отсортировать мужские и женские особи важно с экономической точки зрения.
Однако для этого требуется оценить крохотное образование — половой бугорок, который у разных полов выглядит почти одинаково, по крайней мере для нетренированного глаза. Опытный фермер может определять пол с точностью до 99% и скоростью два цыпленка в секунду, но, чтобы достичь такого уровня профессионализма, нужно несколько лет проб и ошибок.
Узнав об этой любопытной проблеме восприятия, ученые — специалисты по зрению применили инструментарий своей дисциплины — анализ на предмет повторяющихся признаков — к сотням изображений половых бугорков. Оказалось, что между полами нет последовательных различий в размере, расположении, текстуре и сегментации, но существенно отличается другая черта — выпуклость. У мужских особей половые бугорки в целом более округлые. Ученые составили руководство, чтобы научить новичков отличать цыплят именно по этому признаку.
Подход оказался крайне эффективным. Взрослым работникам, которые до этого никогда не видели половых бугорков и не собирались на них смотреть, давали 18 фотографий и просили отсортировать их по полу. Перед обучением они раскладывали изображения случайным образом. После обучения точность достигала 90% — это сопоставимо с показателями специалистов, которых просили отсортировать те же фотографии. Эксперты в целом имели трехлетний опыт определения пола цыплят. Новички же прошли пятиминутную тренировку.
Таким образом, целенаправленная тренировка, основанная на глубоком анализе соответствующей области знания, в несколько раз эффективнее, чем ненаправленное (или минимально направленное) изучение данной области, как уже отмечалось в пятой главе. Ту же мысль хорошо иллюстрирует исследование обучения второклассников понятию математического равенства. Все разделы математики — от арифметики до дифференциального и интегрального исчисления — основаны на идее, что в уравнении количества можно выражать по-разному. Левая сторона уравнения (например, 1 + 5) при этом должна быть равна правой стороне (например, 8–2). Знак равенства, разделяющий две стороны, означает «то же самое, что и».
Но маленькие дети не интерпретируют знак равенства с этой точки зрения. Для них это просто сигнал, что нужно что-то посчитать. Например, знак равенства в уравнении 4 + 3 = _____ означает, что к четырем надо прибавить три, а сумму написать в пустой клетке. Уравнения, в которых математическая операция стоит справа от знака равенства (_____ = 4 + 3) или с обеих сторон знака (4 + 3 = _____ + 1), ставят их в тупик, так как такое расположение противоречит жесткой интерпретации. Учителя математики давно поняли, что дети не улавливают истинного значения знака равенства, но в ответ обычно дают больше того же самого материала, то есть еще больше примеров в виде «действие = ответ». Учителя исходят из предположения, что сперва нужно научить решать стандартные задачи и только потом — нестандартные, где детское определение знака равенства не работает.
Как оказалось, преподавание этой темы с помощью сочетания стандартных и нестандартных задач эффективнее, чем наборы типовых примеров. В одном из исследований ученые составили два учебника[360]