Кроме того, в этом возрасте они уже считают, что предметы приходят в движение от контакта с другими предметами и описывают непрерывную траекторию. Если показать нарушения этих принципов — например, предметы, которые движутся сами по себе или возникают из ниоткуда и пропадают, — младенцы будут смотреть с недоверием. Конечно, в природе это невозможно, но хитрые ученые имитируют такие события с помощью ловкости рук и оборудования для фокусов[52]. Таким образом, вопреки предположениям Пиаже, у младенцев есть ожидания в отношении предметов и эти ожидания сохраняются даже во взрослом возрасте. В то же время представления в отношении цельности, непрерывности и контакта проявляются только в отношении дискретных, связанных предметов и отсутствуют в случае других форм материи, например соли и песка.

В одном из исследований ученые проверяли, могут ли восьмимесячные младенцы отслеживать два вида сущностей, помещенных за непрозрачной ширмой: горку песка и предметы, похожие на горку песка, но движущиеся как единое целое (кусочки пенопласта с приклеенным песком)[53]. В первом случае ученые насыпали за ширму одну горку, а затем другую. После этого ширму опускали, показывая либо обе горки, либо всего одну. Младенцы смотрели на оба результата одинаково долго, то есть у них не было ожиданий в отношении того, сколько горок песка должно там быть. Во втором случае дети видели, как исследователи кладут за ширму один предмет, а затем второй. После этого экран опускали, показывая один либо два предмета. Теперь младенцы смотрели на один предмет значимо дольше, так как, по их мнению, за ширмой должны находиться два.

Было сделано предположение, что младенцы просто не уверены, в две или в одну горку был высыпан песок в первом случае. Именно поэтому ученые провели еще один эксперимент: насыпали песок не за одной, а за двумя ширмами, между которыми оставляли промежуток. Когда ширму опускали, показывая одну либо две горки, младенцы смотрели на оба результата одинаково долго. Они не отслеживали положение песка так, как положение цельных предметов, пусть и сделанных похожими на горку песка.

Младенцы не единственные, кто отслеживает связанные формы материи, но не отслеживает несвязанные. Когда описанные выше исследования повторили у лемуров, результаты оказались такими же: эти животные имели точные ожидания числа предметов за экраном, но не имели ожиданий в отношении горок песка[54].

Эволюция, видимо, не одарила приматов способностью отслеживать несвязанные вещества. Мы можем следить за предметами, которые движутся в пространстве, скрываются из виду и вступают в контакт с другими предметами, но не можем даже посчитать горки песка, по крайней мере в младенческом возрасте[55]. Конечно, эволюция сохраняет те навыки, которые оказались полезными для выживания и размножения вида, и сложно придумать, каким образом отслеживание нетвердых веществ соответствовало бы этому критерию. Такие вещества, как молоко и вода, нужны для питания, но нет необходимости отслеживать их при перемещении в пространстве. Не обязательно и воспринимать связи между ними и другими материальными сущностями, например твердыми предметами. Представление о камне как целостном предмете, который можно поднять, перенести, бросить или спрятать, несоизмеримо важнее для выживания, чем осознание того, что камень, в сущности, аналогичен песку.

* * *

Если в начале жизни человек воспринимает материю как фундаментально целостную, то как он приходит к осознанию ее корпускулярности? Рассказывать детям, что материя состоит из частиц, не очень эффективно, потому что они еще не готовы принять эту информацию. Сначала им нужно перестроить свое понимание материи — перестать обращать внимание на отличия, важные для холистической, но не корпускулярной теории, и научиться видеть особенности, имеющие значение для корпускулярной теории, но не для холистической. В частности, детям приходится учиться игнорировать разницу между предметами и несвязанными веществами и начать рассматривать и то и другое как материю, а также увидеть различия между восприятием веса (тяжестью) и его физическим определением, между воспринимаемым объемом (величиной) и физическим термином «объем». Только после этого можно понять концепцию плотности — веса, приходящегося на единицу объема.

Плотность — это характеристика, воплощающая корпускулярную теорию. Плотным и неплотным может быть только вещество, обладающее внутренней структурой. Однако структура непроницаема для невооруженного глаза, поэтому у маленьких детей нет представления о плотности как отдельном от веса параметре. Как уже отмечалось выше, они не используют плотность для предсказания плавучести и для определения материала. Представьте себе следующее задание. Вам дали три металлических кубика: свинцовый со стороной 2,5 сантиметра и весом 180 граммов, еще один свинцовый со стороной 7,5 сантиметра и весом почти 5 килограммов и алюминиевый со стороной 13 сантиметров и весом 220 граммов. Вам нужно определить, какие кубики сделаны из одного и того же металла. Они оклеены бумагой, поэтому сориентироваться по цвету не получится.

Как вы поступите? Скорее всего, вы соотнесете вес кубиков с их величиной и поймете, что самый большой (алюминиевый) не такой тяжелый для своего размера в сравнении с двумя другими (свинцовыми). Для дошкольников и учеников младших классов эта задача оказывается на удивление сложной. Они могут определить, какой кубик выделяется с точки зрения веса, какой — с точки зрения объема, но не видят отклонений с точки зрения веса на единицу объема. Большинство детей в итоге исходят исключительно из веса кубиков, сравнивая меньший свинцовый с алюминиевым.

Эту задачу с угадыванием материала придумали психолог Кэрол Смит и ее коллеги. Она уже более трех десятилетий изучает детские интуитивные теории материи. Большинство ее исследований посвящено плотности, так как это хороший показатель понимания детьми материи в целом. Один из придуманных Смит способов объяснить детям понятие плотности — массы на единицу объема — заключается в сравнении этого неуловимого параметра с удельными количествами, поддающимися восприятию. Давление, например, это удельный параметр (сила на единицу площади), который можно почувствовать кожей, а темп — удельный параметр (число ударов на единицу времени), который можно услышать. Концентрация — удельный параметр (число молекул в единице объема), определяемый языком, а насыщенность (число предметов на единицу площади) — удельный параметр, видимый глазу.

В одном из исследований Смит вводила понятие плотности с помощью двух других удельных концепций: концентрации и насыщенности[56]. Чтобы научить семиклассников выделять переменные, входящие в удельные величины, им предлагали расследовать два гипотетических убийства. В первом случае жертва выпивала отравленный напиток Kool-Aid, и детям нужно было определить, кто из подозреваемых его приготовил. Для этого требовалось сравнить между собой концентрации продуктов в любимых рецептах у всех подозреваемых, то есть количество порошка на единицу воды. Во втором случае жертву отравляли печеньем с кусочками шоколада, и дети должны были определить, кто его испек. Они сравнивали насыщенность печенья шоколадом в рецептах подозреваемых, то есть количество кусочков шоколада на единицу теста.