Prečo by ste mali študovať fyziku?

Martin Barraud/OJO Images/Getty Images

Pre vedca (alebo ctižiadostivého vedca) nie je potrebné odpovedať na otázku, prečo študovať vedu. Ak patríte medzi ľudí, ktorí dostane veda, potom nie je potrebné žiadne vysvetlenie. Je pravdepodobné, že aspoň niektoré z nich už mátevedeckých zručnostípotrebné na vykonávanie takejto kariéry a celý zmysel štúdia je získať zručnosti, ktoré ešte nemáte.

Avšak pre tých, ktorí sú nie Pri kariére v oblasti vedy alebo technológie sa často môže zdať, že vedecké kurzy akéhokoľvek druhu sú stratou vášho času. Najmä kurzy fyzikálnych vied majú tendenciu sa vyhýbať za každú cenu a namiesto nich nastupujú kurzy biológie, aby splnili potrebné vedecké požiadavky.

Argument v prospech „vedeckej gramotnosti“ je dostatočne obsiahnutý v knihe Jamesa Trefila z roku 2007 Prečo veda? , zameriavajúc sa na argumenty z občianskej náuky, estetiky a kultúry, aby vysvetlili, prečo je pre nevedca nevyhnutné úplne základné pochopenie vedeckých konceptov.

Výhody vedeckého vzdelania možno jasne vidieť v tomto opise vedy od známeho kvantového fyzika Richarda Feynmana:

Veda je spôsob, ako naučiť, ako sa niečo pozná, čo nie je známe, do akej miery sú veci známe (pretože nič nie je známe absolútne), ako zvládať pochybnosti a neistotu, aké sú pravidlá dokazovania, ako o tom premýšľať veci, aby bolo možné vynášať súdy, ako rozlíšiť pravdu od podvodu a od show.

Otázkou potom je (za predpokladu, že súhlasíte s podstatou vyššie uvedeného spôsobu myslenia), ako môže byť táto forma vedeckého myslenia odovzdaná obyvateľstvu. Trefil konkrétne predstavuje súbor veľkých myšlienok, ktoré by sa dali použiť na vytvorenie základu tejto vedeckej gramotnosti – z ktorých mnohé sú pevne zakorenené koncepty fyziky.

Prípad pre fyziku

Trefil sa odvoláva na prístup „fyzika na prvom mieste“, ktorý predstavil v roku 1988 nositeľ Nobelovej ceny Leon Lederman vo svojich vzdelávacích reformách v Chicagu. Trefilova analýza je, že táto metóda je užitočná najmä pre starších študentov (t. j. stredoškolského veku), zatiaľ čo sa domnieva, že tradičnejšie učivo z biológie je vhodné pre mladších študentov (základných a stredných škôl).

Stručne povedané, tento prístup zdôrazňuje myšlienku, že fyzika je najzákladnejšou z vied. Chémia je napokon aplikovaná fyzika a biológia (aspoň vo svojej modernej podobe) je v podstate aplikovaná chémia. Môžete to samozrejme rozšíriť aj do špecifickejších oblastí: zoológia, ekológia a genetika sú ďalšie aplikácie biológie, napríklad.

Ide však o to, že celá veda môže byť v princípe zredukovaná na základné fyzikálne pojmy ako napr termodynamika a jadrovej fyziky . Fyzika sa v skutočnosti historicky vyvíjala takto: základné princípy fyziky určil Galileo, zatiaľ čo biológia napokon stále pozostávala z rôznych teórií spontánneho generovania.

Preto má založenie vedeckého vzdelania vo fyzike dokonalý zmysel, pretože je to základ vedy. Z fyziky sa môžete prirodzene rozšíriť do špecializovanejších aplikácií, napríklad z termodynamiky a jadrovej fyziky do chémie a z mechaniky a princípov materiálovej fyziky do inžinierstva.

Nedá sa plynule kráčať opačne, prejsť od vedomostí z ekológie cez vedomosti z biológie po vedomosti z chémie a tak ďalej. Čím menšiu podkategóriu vedomostí máte, tým menej sa dá zovšeobecňovať. Čím sú poznatky všeobecnejšie, tým viac ich možno aplikovať na konkrétne situácie. Ako také by základné znalosti fyziky boli tými najužitočnejšími vedeckými poznatkami, ak by si niekto musel vybrať, ktoré oblasti študovať.

A toto všetko dáva zmysel, pretože fyzika je štúdiom hmoty, energie, priestoru a času, bez ktorých by neexistovalo nič, čo by mohlo reagovať, prosperovať, žiť alebo zomrieť. Celý vesmír je postavený na princípoch odhalených štúdiom fyziky.

Prečo vedci potrebujú nevedecké vzdelanie

Pokiaľ ide o všestranné vzdelávanie, rovnako dôrazne platí aj opačný argument: niekto, kto študuje vedu, musí byť schopný fungovať v spoločnosti, a to znamená porozumieť celej kultúre (nielen technokultúre). Euklidovská krása geometria nie je vo svojej podstate krajšie ako slová Shakespeare ; je to krásne iným spôsobom.

Vedci (a fyzici zvlášť) majú tendenciu byť vo svojich záujmoch dosť zaguľatení. Klasickým príkladom je virtuóz fyziky v hre na husle, Albert Einstein . Jednou z mála výnimiek sú azda študenti medicíny, ktorým rozmanitosť chýba skôr pre časovú tieseň ako nezáujem.

Pevné uchopenie vedy, bez akéhokoľvek zakotvenia vo zvyšku sveta, poskytuje len malé pochopenie sveta, nehovoriac o jeho uznaní. Politické alebo kultúrne otázky sa neberú do úvahy v akomsi vedeckom vákuu, kde sa historické a kultúrne otázky nemusia brať do úvahy.

Zatiaľ čo mnohí vedci majú pocit, že dokážu objektívne zhodnotiť svet racionálnym a vedeckým spôsobom, faktom je, že dôležité problémy v spoločnosti nikdy nezahŕňajú čisto vedecké otázky. The Projekt Manhattan, napríklad to nebol čisto vedecký podnik, ale tiež jasne vyvolal otázky, ktoré siahajú ďaleko za oblasť fyziky.

Tento obsah je poskytovaný v spolupráci s National 4-H Council. 4-H vedecké programy poskytujú mladým ľuďom príležitosť dozvedieť sa o STEM prostredníctvom zábavných, praktických aktivít a projektov. Viac sa dozviete pri návšteve ich webovú stránku.