Zakaj bi moral študirati fiziko?

Martin Barraud/OJO Images/Getty Images

Za znanstvenika (ali ambicioznega znanstvenika) na vprašanje, zakaj študirati znanost, ni treba odgovoriti. Če ste eden izmed ljudi, ki dobi znanosti, potem razlaga ni potrebna. Verjetno je, da že imate vsaj nekajznanstvene veščinepotrebno za nadaljevanje takšne kariere, celoten smisel študija pa je pridobiti veščine, ki jih še nimate.

Vendar pa za tiste, ki so ne če si prizadevate za kariero v znanosti ali tehnologiji, se lahko pogosto počutite, kot da so kakršni koli naravoslovni tečaji izguba vašega časa. Predvsem fizikalnih predmetov se izogibajo za vsako ceno, namesto njih pa biološki tečaji izpolnjujejo potrebne znanstvene zahteve.

Argument v prid 'znanstvene pismenosti' je obširno naveden v knjigi Jamesa Trefila iz leta 2007. Zakaj znanost? , ki se osredotoča na argumente iz državljanstva, estetike in kulture, da pojasni, zakaj je zelo osnovno razumevanje znanstvenih konceptov potrebno za neznanstvenike.

Prednosti znanstvene izobrazbe so jasno vidne v tem opisu znanosti slavnega kvantnega fizika Richarda Feynmana:

Znanost je način poučevanja, kako nekaj postane znano, kaj ni znano, v kolikšni meri so stvari znane (kajti nič ni absolutno znano), kako ravnati z dvomom in negotovostjo, kakšna so dokazna pravila, kako razmišljati o stvari, da se lahko sodi, kako razlikovati resnico od goljufije in od predstave.

Nato se pojavi vprašanje (ob predpostavki, da se strinjate z zaslugami zgornjega načina razmišljanja), kako je mogoče to obliko znanstvenega razmišljanja prenesti na prebivalstvo. Natančneje, Trefil predstavlja nabor velikih idej, ki bi jih lahko uporabili kot osnovo te znanstvene pismenosti - mnoge od njih so trdno zakoreninjeni koncepti fizike.

Primer za fiziko

Trefil se sklicuje na pristop 'najprej fizika', ki ga je leta 1988 predstavil Nobelov nagrajenec Leon Lederman v svojih izobraževalnih reformah v Chicagu. Trefilova analiza je, da je ta metoda še posebej uporabna za starejše (tj. srednješolske) učence, medtem ko meni, da je bolj tradicionalen prvi učni načrt biologije primeren za mlajše (osnovne in srednješolce) učence.

Skratka, ta pristop poudarja idejo, da je fizika najbolj temeljna znanost. Kemija je navsezadnje uporabna fizika, biologija (vsaj v sodobni obliki) pa je v bistvu uporabna kemija. Seveda se lahko razširite preko tega na bolj specifična področja: na primer zoologija, ekologija in genetika so nadaljnje aplikacije biologije.

Bistvo pa je, da se lahko vsa znanost načeloma reducira na temeljne fizikalne koncepte, kot je npr termodinamika in jedrska fizika . Pravzaprav se je fizika zgodovinsko razvijala tako: osnovne principe fizike je določil Galilei, medtem ko je biologija kljub vsemu še vedno sestavljena iz različnih teorij spontanega nastajanja.

Zato je utemeljitev znanstvene izobrazbe v fiziki povsem smiselna, saj je to temelj znanosti. Iz fizike se lahko naravno razširite na bolj specializirane aplikacije, na primer iz termodinamike in jedrske fizike v kemijo ter iz mehanike in principov materialne fizike v inženirstvo.

Poti ni mogoče gladko slediti obratno, od znanja ekologije preko znanja biologije do znanja kemije itd. Manjšo kot je podkategorija znanja, manj jo je mogoče posploševati. Bolj kot je znanje splošno, bolj ga je mogoče uporabiti v specifičnih situacijah. Kot tako bi bilo temeljno znanje fizike najbolj uporabno znanstveno znanje, če bi nekdo moral izbirati, katera področja bo študiral.

In vse to je smiselno, ker fizika preučuje snov, energijo, prostor in čas, brez katerih ne bi bilo ničesar, kar bi lahko reagiralo ali uspevalo, živelo ali umrlo. Celotno vesolje je zgrajeno na principih, ki jih je razkrila študija fizike.

Zakaj znanstveniki potrebujejo neznanstveno izobraževanje

Medtem ko je na temo dobro zaokroženega izobraževanja, nasprotni argument velja enako močno: nekdo, ki študira naravoslovje, mora biti sposoben delovati v družbi, kar vključuje razumevanje celotne vključene kulture (ne le tehnokulture). Evklidska lepota geometrija ni sama po sebi lepša od besed Shakespeare ; preprosto je lepo na drugačen način.

Znanstveniki (zlasti fiziki) so v svojih interesih precej dobro zaokroženi. Klasičen primer je virtuoz igranja violine fizike, Albert Einstein . Ena redkih izjem so morda študentje medicine, ki jim manjka raznolikosti bolj zaradi časovne stiske kot nezainteresiranosti.

Trden prijem znanosti, brez kakršne koli podlage v preostalem svetu, zagotavlja malo razumevanja sveta, kaj šele spoštovanja do njega. Politična ali kulturna vprašanja ne obravnavajo nekakšnega znanstvenega vakuuma, kjer ni treba upoštevati zgodovinskih in kulturnih vprašanj.

Čeprav mnogi znanstveniki menijo, da lahko objektivno ovrednotijo ​​svet na racionalen, znanstven način, je dejstvo, da pomembna vprašanja v družbi nikoli ne vključujejo zgolj znanstvenih vprašanj. The Projekt Manhattan, na primer, ni bil zgolj znanstveni podvig, ampak je očitno sprožil tudi vprašanja, ki segajo daleč izven področja fizike.

Ta vsebina je na voljo v sodelovanju z nacionalnim svetom 4-H. Znanstveni programi 4-H nudijo mladim priložnost za učenje o STEM prek zabavnih, praktičnih dejavnosti in projektov. Izvedite več z obiskom njihovo spletno stran.