Фишер вспоминает, что до тех пор, пока она не ввела в свою лекцию о моменте инерции этот интерактивный элемент, студентам никак не удавалось разобраться в задаче с диском и кольцом. Вот почему ученики старших классов средней школы иногда проводят уроки физики в парке развлечений: те, кто испытал момент инерции на себе, летя с верхней точки американских горок вниз и оглашая окрестности визгом, вдруг начинают понимать это довольно абстрактное понятие, что называется, чувствовать нутром.

Как и масса, момент инерции свойствен каждому объекту. Однако, в отличие от массы, которая не зависит от того, как ты смотришь на объект и что с ним делаешь, момент инерции зависит от распределения массы этого тела относительно оси его вращения. Чем ближе масса к оси вращения, тем меньше величина момента инерции и тем легче сдвинуть объект с места. Вот почему линейку с зажимом тем легче раскачать вверх-вниз, чем ближе основная масса (масса зажима) к оси вращения (в данном случае – к месту соединения большого и указательного пальцев). И вот почему кольцо докатится до основания деревянной плоскости позже диска. Раз у диска и кольца одинаковая масса, у кольца момент инерции будет больше, в результате чего катиться ему будет тяжелее, из-за чего оно и придет к финишу вторым.

По мнению Фишер, когда студенты испытывают на себе, что такое момент инерции, они вовлекают в дело двигательную зону своего мозга, которая привыкла отмечать и оценивать такие характеристики, как масса и вращение, в повседневной жизни. Ведь наша двигательная система «натренирована» помогать нам управляться с вращающимися объектами и орудовать инструментами разной массы. Поэтому и осваивать физические понятия получается лучше, когда удается заставить двигательные зоны своего мозга принять участие в учебном процессе.

На самом деле мысль о проведении такого эксперимента родилась у Фишер не случайно. Глядя на ее высокую фигуру, не подумаешь, но она когда-то активно занималась прыжками в воду. В этом виде спорта, как и в гимнастике, высокий рост – недостаток, как отмечал и олимпийский медалист Том Дейли. В прыжках в воду уровень сложности, а значит, и число баллов, зависит от количества и качества вращений, которые спортсмен успевает сделать в воздухе, прежде чем коснется воды. Чем выше человек, тем больше у него момент инерции, следовательно, тем медленнее он крутится и тем меньше вращений может сделать. Иными словами, если ты слишком высокий, то крутишься слишком медленно и не успеваешь сделать все положенные вращения до того, как достигнешь воды. Вот почему фигуристы вращаются так быстро в фазе группировки. Когда человек прижимает руки к телу, он уменьшает момент инерции и вертится быстрее. Когда же он распрямляет руки и вытягивает их в стороны, вращение замедляется. В прыжках в воду Фишер оказывалась «кольцом», а соперницы меньшего роста – «диском».

Фишер нашла способ дать своим студентам почувствовать себя фигуристами. Она придумала усаживать их во вращающееся кресло с поджатыми ногами. Если в такой позе человек будет держать в вытянутых в стороны руках по книге, а затем резко прижмет руки к груди, вращающееся кресло ускорится. Фишер убеждена: получив возможность на себе испытать изменение момента инерции, вовлекая свое тело в процесс усвоения понятия, студенты гораздо лучше справляются с задачами на эту тему. Она поделилась со мной этими своими мыслями несколько лет назад, когда мы встретились с ней на собрании женщин-ученых из Чикаго. Меня заинтриговала ее теория и идея о том, что телесный опыт оказывает влияние на наше мышление, а потому я предложила помочь ей проверить свои предположения экспериментально (в сотрудничестве с моей аспиранткой Карли Контра).

Все подтвердилось: физическое участие в опыте действительно облегчает усвоение теоретических знаний. Мы провели несколько экспериментов. Сначала студенты меняли положение рук, сидя на вращающемся кресле. Затем повторили эксперимент с линейкой и зажимом для бумаги. Потом двигали прутом с прикрепленным к нему вращающимся велосипедным колесом, переводя его из вертикального положения в горизонтальное и обратно, чтобы таким образом изменить его ориентацию в пространстве. И затем сравнили результаты тестов, полученные студентами, участвовавшими в этих экспериментах, с результатами студентов, которые только наблюдали за демонстрацией опыта на занятиях или только читали о существовании такого раздела физики, как механика, в учебнике. Как показало наше исследование, телесный опыт действительно ведет к заметным достижениям в учебе, которые ясно прослеживаются в оценках за контрольные работы и домашние задания; причем полученные знания сохраняются даже много недель спустя {74} .

Почему? Используя функциональную магнитно-резонансную томографию, чтобы проникнуть в мозг студентов, Фишер и моя исследовательская группа доказали: когда человек активно вовлекается в учебу – например, в изучение таких концепций из области физики, как момент инерции, угловой или крутящий момент, – у него активизируется двигательная область коры головного мозга. То есть включается тот участок мозговой ткани, который организует функцию планирования, инициации и осуществления движений. После того как студенты на личном опыте испытывали действие физических законов, в дальнейшем, например на экзамене, как только они слышали знакомые термины, у них происходила активизация двигательной области коры головного мозга. Как будто их двигательная система повторно проигрывала предыдущий опыт, помогая им рассуждать о том, чего они не могли видеть и чувствовать на экзамене. Чем выше степень вовлечения этой зоны коры головного мозга, тем лучше студенты справляются с решением связанных с данной темой задач по механике.

Короче говоря, вовлечение тела в учебный процесс помогает мозгу осваивать новые знания.

Штаб-квартира корпорации Google – или, как ее еще называют, Гуглплекс – располагается на площади в десять с половиной гектаров в Маунтин-Вью, в Калифорнии. Основных зданий здесь четыре, и в каждом из них трудятся люди самых разных специальностей: программисты, компьютерные инженеры, менеджеры. Казалось бы, не лучше ли сгруппировать людей по роду их занятий – собрать всех инженеров в одном строении, а менеджеров – в другом. Но компания пошла иным путем. Пространство намеренно выстроено так, чтобы способствовать интеграции. Помимо того что люди разных профессий трудятся плечом к плечу, во многих уголках на территории штаб-квартиры оборудованы волейбольные площадки и корты – все с целью побудить сотрудников к тому, чтобы встать и подвигаться.

Как говорят в Google, пространство спроектировано так, чтобы максимально способствовать взаимодействию между различными командами гугловцев и подталкивать их к непринужденному общению. При этом сама обстановка стимулирует движение. Мы уже убедились в том, что двигательная активность помогает детям учиться, а взрослым – запоминать. А еще движение способствует решению проблем и даже росту производительности труда, потому что мышление сопряжено с активизацией не только мозга, но и тела.

Чтобы лучше понять, как благодаря движению находится решение проблем, представим себе следующую ситуацию: