Uczyć się jak Einstein – czy warto go naśladować?

W poprzednim poście rozmawialiśmy o tym, jak wygląda ogólny proces uczenia się krok po kroku. Dzisiaj chciałabym porozmawiać o tym, czy warto uczyć się, jak Einstein. Niedawno skończyłam czytać biografię Alberta Einsteina Waltera Isaacsona. Biografia obejmuje nie tylko intelektualne osiągnięcia Einsteina, ale także jego antywojenny aktywizm, kłopoty małżeńskie i sławę. Chciałam jednak podzielić się tylko jedną częścią, która wydała mi się najbardziej interesująca – jak Einstein się uczył.

Chęć zrozumienia, w jaki sposób Einstein uczył się fizyki, może początkowo wydawać się równie bezcelowa, jak próba latania przez obserwowanie ptaków i naprawdę mocne machanie rękami. Jak naśladujesz kogoś, kto jest synonimem geniuszu? Myślę jednak, że ta analiza nadal może przynieść owoce, nawet jeśli Ty lub ja możemy nie mieć intelektualnego talentu do zrewolucjonizowania fizyki. Cokolwiek Einstein zrobił, aby się dowiedzieć, najwyraźniej zrobił coś dobrze, więc warto spróbować dowiedzieć się, co to było.

Uczyć się jak Einstein – czasy szkolne

Jedną z najczęstszych historii o Einsteinie jest to, że nie zaliczył matematyki w szkole podstawowej. Myślę, że to jeden z tych pomysłów, który brzmi tak dobrze, że trzeba go powtórzyć, niezależnie od tego, czy jest prawdziwy, czy nie. Niestety, to nieprawda. Einstein był pilnym uczniem matematyki od najmłodszych lat. Chociaż historia o Einsteinie jako wczesnym tępaku jest z pewnością fałszywa, nie jest też tak, że był on powszechnie uważany za geniusza. Na studiach Einstein często zmagał się z matematyką, zdobywając 5 i 6 (z możliwych 6) z fizyki. Za to na większości kursów z matematyki uzyskiwał tylko 4. Jego profesor matematyki i przyszły współpracownik Hermann Minkowski nazwał go „leniwym psem”. Profesor fizyki Jean Pernet oblał nawet Einsteina wynikiem 1 na eksperymentalnym kursie fizyki. Pod koniec college’u Einstein miał wątpliwe wyróżnienie jako drugi najgorszy student w klasie.

Trudność, jaką miał Einstein, była niewątpliwie częściowo spowodowana jego nonkonformistyczną passą i buntowniczym nastawieniem, które nie pasowały do ​​środowiska akademickiego. Nastąpiłoby to w jego przyszłej karierze akademickiej, kiedy walczył o pracę dydaktyczną na uniwersytetach, nawet po tym, jak wykonał już pracę, która później przyniosła mu nagrodę Nobla. Odkrycia Einsteina w fizyce były naprawdę rewolucyjne, co z pewnością przyniosło mu tytuł „geniusza” według wszelkich rozsądnych standardów. Jednak wczesny obraz Einsteina jest bardziej skomplikowany. Wszystko to wskazuje mi przynajmniej na to, że często bardzo łatwo jest ocenić czyjeś geniusz po fakcie, ale być może trudniej przewidzieć z góry.

Jak Einstein nauczył się matematyki i fizyki?

Biorąc pod uwagę ogromny wkład Einsteina w fizykę, myślę, że warto teraz zapytać, jak się tego nauczył. Robiłam notatki, ilekroć wspomniano o jego metodach uczenia się i odkrywania. Następnie próbowałam zsyntetyzować te obserwacje w kilka metod lub zachowań, które wydawały się umożliwić zarówno rewolucyjne odkrycia Einsteina, jak i jego głębokie zrozumienie tematu.

1. Nauka polega na rozwiązywaniu trudnych problemów, nie uczęszczaniu na zajęcia. Jedna rzecz, która staje się oczywista, patrząc na wczesną edukację Einsteina, była jego niechęć do rutynowego zapamiętywania i uczęszczania na zajęcia. Profesor fizyki, który go oblał, zrobił to w niemałej części, ponieważ Einstein często opuszczał zajęcia. Jak twierdzi – „dużo studiowałem w domu mistrzów fizyki teoretycznej ze świętą gorliwością”.

Ten nawyk pomijania zajęć, aby skupić się na rozwiązywaniu trudnych problemów w wolnym czasie, był kultywowany przez jego wuja Jakoba Einsteina, który jako pierwszy wprowadził go do algebry. W wieku 12 lat Einstein miał już „upodobanie do rozwiązywania skomplikowanych problemów arytmetycznych”. Jego rodzice kupili mu zaawansowany podręcznik do matematyki, z którego mógł uczyć się latem. Einstein uczył się fizyki nie przez sumienne uczęszczanie na zajęcia, ale przez obsesyjną zabawę własnymi pomysłami i równaniami. Robienie, a nie słuchanie, było punktem wyjścia do nauki fizyki.

Naprawdę coś wiesz, kiedy sama możesz to udowodnić

2. Naprawdę coś wiesz, kiedy sama możesz to udowodnić. Skąd wiesz, kiedy naprawdę coś rozumiesz? Metoda Einsteina polegała na tym, by samemu spróbować udowodnić tę tezę. Zaczęło się to w młodym wieku, kiedy wujek Jakob rzucił mu wyzwanie, aby udowodnił twierdzenie Pitagorasa. „Po wielu wysiłkach udało mi się udowodnić to twierdzenie na podstawie podobieństwa trójkątów” – wspomina Einstein.

Isaacson wyjaśnia, że ​​Einstein „zajmował się nowymi teoriami, próbując je samodzielnie udowodnić”. To podejście do nauki fizyki, które przyszło Einsteinowi naturalnie, wynikało z silnej ciekawości zarówno wiedzy, jak rzeczy naprawdę działają, jak i przekonania, że ​​„naturę można rozumieć jako stosunkowo prostą strukturę matematyczną”. Warto tutaj zwrócić uwagę nie tylko na metodę dowodzenia propozycji uczenia się fizyki, ale także dążenie do tego. Oczywiste jest, że ciekawość Einsteina polegała nie tylko na tym, by odpowiednio działać, ale na rozwinięciu głębokiego zrozumienia i intuicji na temat pojęć fizycznych.

Intuicja jest ważniejsza niż równania

3. Intuicja jest ważniejsza niż równania. Einstein był bardziej intuicyjnym fizykiem niż matematykiem. W rzeczywistości dopiero wtedy, gdy przez lata zmagał się z rozwojem ogólnej teorii względności, bardziej zakochał się w formalizmach matematycznych jako sposobie uprawiania fizyki. Wczesnym wpływem, który sprzyjał temu intuicyjnemu podejściu do fizyki, była seria książek naukowych autorstwa Aarona Bernsteina. Późniejsza edukacja Einsteina w Aarau w Szwajcarii była pod silnym wpływem filozofii szwajcarskiego reformatora edukacji Johanna Heinricha Pestalozziego. Pestalozzi stwierdził – „Zrozumienie wizualne jest podstawowym i jedynym prawdziwym środkiem nauczania, jak prawidłowo oceniać rzeczy”, dodając, że „nauka liczb i języka zdecydowanie musi być podporządkowana”.

Czy te wczesne wpływy były czynnikami przyczynowymi w późniejszym stylu wizualizacji preferowanym przez Einsteina do rozwiązywania problemów fizycznych? Czy też były one jedynie mile widzianą zachętą dla umysłu, który był już predysponowany do rozumowania w ten sposób? Trudno powiedzieć. W każdym razie myślę, że można argumentować, iż rozwijanie intuicji idei, zwłaszcza intuicji wizualnych, ma nieocenioną rolę w fizyce. Jak można rozwinąć te intuicje? Einstein uważał, że „intuicja to nic innego jak wynik wcześniejszego intelektualnego doświadczenia”.

Myślenie wymaga cichej przestrzeni i głębokiego skupienia

4. Myślenie wymaga cichej przestrzeni i głębokiego skupienia. Einstein był mistrzem głębokiej pracy. Miał niesamowitą zdolność koncentracji. Jego syn relacjonował – „Nawet najgłośniejszy płacz dziecka nie wydawał się przeszkadzać ojcu”, dodaje – „Mógł kontynuować swoją pracę całkowicie odporny na hałas”. Ważna była dla niego jego niestymulująca intelektualnie praca w urzędzie patentowym w Bernie, która dała mu czas i prywatność na rozwikłanie tajemnic względności. Einstein zauważa – „Byłem w stanie przepracować cały dzień w zaledwie dwie lub trzy godziny. Przez pozostałą część dnia pracowałem nad własnymi pomysłami ”.

Obsesyjne skupienie, które Einstein przykładał do rozwiązywania problemów jako młody chłopiec, w końcu posłużyło mu dobrze w złamaniu ogólnej teorii względności, osiągając kulminację w „wyczerpującym czterotygodniowym szale”. Ta intensywność czasami wpływała na jego zdrowie, powodując problemy żołądkowe w jego wysiłku, aby rozwikłać trudną matematykę równań pola tensorowego. Zdolność Einsteina do skupienia się, połączona z szacunkiem dla samotności, pozwoliła mu na wykonanie niektórych z jego najlepszych prac w dziedzinie fizyki. Nawet gdy się postarzał, wciąż spędzał wiele godzin na swojej łodzi. Bezczynnie siedział za sterem, pozornie zamyślony, z przerwami na serię zapisanych w zeszycie równań.

Zrozum idee poprzez eksperymenty myślowe

5. Zrozum idee poprzez eksperymenty myślowe. Najbardziej znaną metodą Einsteina uczenia się i odkrywania fizyki musi być eksperyment myślowy. Jednym z jego najbardziej znanych było wyobrażanie sobie jazdy na promieniu światła. Co się stanie z wiązką światła, gdy będzie jechał obok niej z tą samą prędkością? Cóż, musiałaby zamarznąć. Einsteinowi wydawało się to niemożliwe z uwagi na jego wiarę w elektromagnetyczne równania Maxwella. Ale jeśli światło nie zamarza, co musi się stać?

Te eksperymenty myślowe zostały zbudowane na jego intuicyjnym zrozumieniu fizyki. To zrozumienie z kolei zostało zbudowane na jego doświadczeniu w pracy nad teoriami i problemami. Ich siłą było jednak zwrócenie uwagi na sprzeczności lub niejasności, które mogły zostać przeoczone przez mniej intuicyjnego fizyka. Jego umiejętność angażowania się w eksperymenty myślowe służyła mu nawet wtedy, gdy mylił się co do leżącej u podstaw fizyki. To właśnie ten rodzaj eksperymentu myślowego zasugerował, aby obalić obecne rozumienie fizyki kwantowej w artykule znanym obecnie jako ERP. Wykazał, że mechanika kwantowa może powodować natychmiastowe zmiany w układzie, naruszając prędkość światła. W tym przypadku jednak intuicja Einsteina była błędna – mechanizmy kwantowe zachowują się w tak dziwaczny sposób – co jest obecnie znane jako splątanie kwantowe.

Odwróć zdrowy rozsądek… z bardziej zdrowym rozsądkiem

6. Odwróć zdrowy rozsądek… z bardziej zdrowym rozsądkiem. Szczególna i ogólna teoria względności wyróżnia się jako jedne z najbardziej wstrząsających odkryć naukowych wszech czasów. Dzięki szczególnej teorii względności Einstein odkrył, że nie ma absolutu czasu. Dwoje ludzi poruszających się z różnymi prędkościami może nie zgadzać się co do upływu czasu – nie mając ani racji, ani błędu. W odniesieniu do ogólnej teorii względności Einstein poszedł dalej, pokazując, że grawitacja zakrzywia przestrzeń i czas.

Dlatego rozsądnie byłoby założyć, że obalenie takich zdroworozsądkowych zasad wymagałoby pewnego odejścia od zdrowego rozsądku. Jednak geniusz Einsteina polegał na pogodzeniu dwóch zdrowych zasad – względności i stałości prędkości światła – poprzez odrzucenie trzeciej (idea absolutnych pomiarów czasu i przestrzeni). Wydaje się, że talent Einsteina polegał na jego zdolności do obrony tego, co uważał za najbardziej rozsądne pomysły. Robił to nawet, jeśli oznaczało to odrzucenie tych, które miały dłuższą tradycję uważania ich za poprawne.

Ta umiejętność obalenia zdrowego rozsądku innymi intuicjami mogła w końcu stać się przyczyną jego niezdolności do zaakceptowania mechaniki kwantowej, bardzo udanej teorii fizyki, którą sam pomógł stworzyć. Jego intuicja na temat ścisłego determinizmu doprowadziła go do tego, że przez większość życia stał się orędownikiem nieudanego i donkiszotycznego dążenia do obalenia teorii. Ta praktyka sugeruje również metodę uczenia się wielu sprzecznych z intuicją zasad matematyki i fizyki – zacznij od zbudowania innej, zdroworozsądkowej przesłanki.

Spostrzeżenia pochodzą z przyjacielskich spacerów

7. Spostrzeżenia pochodzą z przyjacielskich spacerów. Chociaż samotność i skupienie były istotnymi składnikami tego, jak Einstein uczył się i uprawiał fizykę, często to rozmowy z innymi ludźmi były źródłem jego przełomów. Najbardziej znanym tego przykładem był spacer z wieloletnim przyjacielem Michele Besso. Podczas swoich zmagań ze szczególną teorią względności spacerował ze swoim przyjacielem, próbując wyjaśnić swoją teorię. Sfrustrowany oświadczył, że „zamierza się poddać”, pracując nad teorią.

Nagle jednak przyszedł do niego właściwy wgląd i następnego dnia powiedział Besso, że „całkowicie rozwiązał problem”. Głośne omawianie pomysłów, dzielenie się nimi z innymi, często pozwala zebrać spostrzeżenia, które wcześniej nie były ze sobą powiązane. Einstein świetnie wykorzystał tę technikę omawiania trudnych problemów z przyjaciółmi i współpracownikami, nawet jeśli byli oni jedynie tablicą rezonansową, a nie aktywnym uczestnikiem dyskusji.

Bądź buntownicza

8. Bądź buntownicza. Einstein nigdy nie był wielkim konformistą. Jego buntownicza passa prawdopodobnie zraniła jego wcześniejszą karierę akademicką, kiedy próbował znaleźć pracę w fizyce. Również umożliwiło jego największe odkrycia i podkreśliło jego późniejszą sławę. Ta buntowniczość prawdopodobnie pomogła mu w nauce fizyki, gdy przeciwstawiał się tradycjom i ortodoksji, z którymi się nie zgadzał. Nienawidził niemieckiego systemu edukacji, stwierdzając – „styl nauczania – ćwiczenia na pamięć, niecierpliwość w zadawaniu pytań – jest odrażający”. To odrzucenie powszechnej metody edukacyjnej zachęciło go do samodzielnej nauki fizyki poprzez podręczniki i praktykę.

Później ta sama buntowniczość byłaby niezbędna w zrewolucjonizowaniu fizyki. Na przykład jego badania nad kwantyzacją światła zostały po raz pierwszy odkryte przez Maxa Plancka. Jednak w przeciwieństwie do starszego Plancka, Einstein postrzegał kwantyzację jako fizyczną rzeczywistość – fotony – a nie matematyczny wymysł. Był mniej przywiązany do dominującej teorii czasu, że światło było falą w eterze. Podczas gdy wielu uczniów z radością dostosowałoby się do dominujących ortodoksji edukacyjnych i teoretycznych, Einstein nie był usatysfakcjonowany, chyba że coś dla niego osobiście miało sens.

Cała wiedza zaczyna się od ciekawości.

9. Cała wiedza zaczyna się od ciekawości. „Ciekawość ma swój własny powód” – wyjaśnia Einstein. „Nie można nie podziwiać, kiedy kontempluje się tajemnice wieczności, życia, cudownej struktury rzeczywistości”. Ta ciekawość jest prawdopodobnie najbardziej charakterystyczną cechą Einsteina, zaraz po jego inteligencji. Jego zamiłowanie do fizyki zaczęło się jako chłopiec, gdy dostał kompas i zafascynował się myślą, że igła porusza się z powodu niewidzialnej siły.

Ciekawość była jego motywacją do nauki fizyki. Einstein, który potrafił być dość leniwy i uparty, gdy jakaś sprawa go nie interesowała, mimo to miał wielką pasję do zrozumienia rzeczy, którymi „zwykły dorosły nigdy nie zawraca sobie głowy”. Ciekawość była także w jego własnym przekonaniu największym powodem jego osiągnięć. Einstein uważał, że „miłość jest lepszym nauczycielem niż poczucie obowiązku”. Być może zamiłowanie do nauki i wiedzy jest ważniejszą umiejętnością do kultywowania niż dyscyplina.

Uczyć się jak Einstein – podsumowanie

Podejścia Einsteina do uczenia się nie można całkowicie oddzielić od tego, kim był. Czy jego obsesyjne skupienie było wynikiem jego inteligencji czy ciekawości? Może jego zdolność do łatwego wizualizowania eksperymentów myślowych wynikała z zachęty w niezwykłym szwajcarskim systemie edukacji, rozległej praktyki lub naturalnych zdolności? Czy jego rewolucja w fizyce była wynikiem geniuszu, buntu, szczęścia, czy może wszystkich trzech? Nie jestem pewna, czy poznamy odpowiedzi na którekolwiek z tych pytań.

Jasne jest jednak, że Einstein darzył naturę szacunkiem i pokorną postawą, do której podszedł, badając ją. Jak napisał -„Duch przejawia się w prawach wszechświata – duch znacznie przewyższający człowieka i taki, w obliczu którego my, dysponując naszymi skromnymi mocami, musimy czuć się pokorni”. I nawet jeśli geniusz Einsteina może leżeć poza zasięgiem większości z nas, jego ciekawość, pokora i wytrwałość są nadal warte naśladowania. Podziel się swoimi przemyśleniami na ten temat w komentarzu poniżej albo napisz do mnie maila na adres pytania@cataleja.pl.

Udanego życia,

Cataleja