képleteken

Matej Badin egyetemi hallgató úgy gondolja, hogy a középiskolai fizikának nemcsak az értékek képletbe helyezését kell jelentenie, hanem a világ megértését. Tapasztalata szerint pedig a diákok nagyon meg akarják érteni a világot.

Matej Badin (20) a Comenius Egyetem Matematikai, Fizikai és Informatikai Karán tanul. A Trojsten civil egyesületen belül szabadidejében egynapos Náboj versenyeket szervez más egyetemi hallgatókkal, népszerű előadásokat és levelező szemináriumokat matematikából, fizikából és informatikából. Fizikaórát vezet a Jura Hronca Gimnáziumban, ahol korábban tanult. Már középiskolásként sikeresen képviselte Szlovákiát számos fizikai versenyen.

Miért nem szereti olyan sok ember a fizikát?

Miatt, hogy miként tanítják a középiskolákban. Ugyanakkor sok hallgató annyira szenvedélyes, hogy még a nyári szünidő közepén is érdeklődik a fizika tanulmányozása iránt. Legfeljebb hetven gyermek vett részt kéthetes nyári iskolánkban, amelyet mi szervezünk. Nincs szükségünk olyan diákokra, akiknek tetszik. A probléma inkább az, hogy az iskola demotiválja őket. Például van egy rossz tanáruk ...

Ki rossz fizikatanár?

Amikor a középiskolás diákokat hallgatjuk, akikkel találkozunk, úgy érzem, hogy az órák úgy néznek ki, hogy a tanár képletet ír a táblára, amelyet aztán különféle példákba helyeznek. Ezt helyettesítik ezzel, ezt ezzel, és ez az eredmény. Ez nagyon rossz módszer a fizika tanítására.

Versenyeken és szemináriumokon inkább gondolkodásra tanítjuk a hallgatókat. A feladatok nem csak a számok képletbe helyettesítéséről szólnak. Az egyik feladatban például meg kellett becsülniük, hogyan változik a föld forgásának időszaka, vagyis annak a napnak a hossza, amikor ősszel az összes levél lehull. Első hallásra elmondja, hogy ez milyen hülyeség. A valóságban azonban ez nem hülyeség, és a gyerekek képesek rájönni.

Azt állítja, hogy a gyerekeknek kreativitásra is szükségük van a fizikai feladatok megoldásához. Mit jelent kreatívnak lenni a fizikában?

Ez azt jelenti, hogy eljutunk valami okos nézethez, amelyből a feladat kissé egyszerűbbnek és elegánsan megoldhatónak tűnik. Az iskolában néha úgy tűnik, hogy a tények hirtelen lehullanak az égből. Inkább arra próbáljuk rávenni a hallgatókat, hogy önállóan jöjjenek elő ismeretekkel.

A fizika megtanulható?

Azt hiszem, igen. A kérdés az, hogy mit jelent a "fizika tanulása". Valószínűleg mindenki emlékszik a képletre. A legfontosabb a kontextus megértése. A fizika nagyon egyszerűen a jövő megjóslásáról szól. A fizikusok tudják, hogyan lehet egyszerűsített világmodellt létrehozni, kivonni a fontosat és elengedhetetlent, majd megjósolni a világ működését. Fokozatosan bárki megtanulhatja, akit érdekel. Azokkal a gyerekekkel találkozunk, akikkel találkozunk.

Valószínűleg azonban nem tudtam középiskolai tanárt csinálni, mert nem szívesen rávenném a többi gyereket arra, hogy folyamatosan tanuljanak.

Miért valósítja meg ezeket a cselekedeteket?

Legtöbben vettünk részt hasonló versenyeken és táborokban a matematika, a fizika és az informatika területén a múltban, és most úgy érezzük, hogy tartozunk valamivel a társadalomnak. Egyetemi hallgatókként középiskolásokkal is foglalkozunk. Ezek a versenyek a nyolcvanas évek első felében jöttek létre, amikor még nem volt internet, és ha valaki egy kisebb városban élt, ahol nem voltak nagy lehetőségei, akkor a versenyek és a táborok segítettek abban, hogy csatlakozzon hasonló emberek közösségéhez.

Az introvertáltabb karakterek ezután koncentráltan találkoztak, és barátságokat kötöttek, amelyek gyakran egy életen át tartanak. Amikor tavaly harminc évvel a fizikai verseny megalapítása után szerveztünk egy találkozót, sokan azt mondták, hogy még mindig vannak barátaik a versenyekből.

Mi a különbség a jó középiskola és a rossz között?

A jó iskolákban a tanárok különböző tevékenységekben és versenyeken támogatják a diákokat, és lehetőséget kínálnak számukra, hogy részt vegyenek rajtuk. Támogatják őket ebben, és örülnek, ha a hallgatók valamilyen kezdeményezéssel állnak elő. Az ezekben az iskolákban tanuló diákok valóban motiváltnak érzik magukat, hogy szabadidejükben is fejlődjenek, abban, amit élveznek, bármi is legyen az.

Ezekkel az iskolákkal ellentétben vannak olyan iskolák, ahol a legkisebb kezdeményezést is eltemetik, mert ez nem kötelező. Ami pedig nem kötelező, annak nem kell, és ezért nem is kell.

Gyakran nagyon nagy különbségeket tapasztalunk a különböző iskolák diákjai között. Szerencsém volt, hogy egy nagyon jó gimnáziumba jártam, ahol lehetett látni egy fizikatanárt, hogy élvezi, és nem csak kötelességből tanít.

Hány lány versenyez matematikai és fizikai példák megoldásában?

Egyharmada-fele. Levelező versenyünkön a lányok 35-45 százaléka. Még mindig kevesebb, mint a fele van, de nincs sok. És ha kinyitja az eredménylistát, akkor azt tapasztalja, hogy elsősorban a lányok állnak a fiúk helyett.

Minden évben elgondolkodnak azon, hogy kötelező-e matematika és fizika érettségi. Mit gondolsz?

Ha valamire kényszerítjük a gyerekeket, amit nem tudunk megtanítani, akkor valószínűleg nem lesz jó. Néhány gyermeket teljesen demotiválni lehet. Másrészt úgy gondolom, hogy kötelező lenne egy ilyen matematikai érettségi. Mindenkinek képesnek kell lennie arra, hogy logikusan gondolkodjon és lássa a kontextust. Akkor nem lehet ilyen könnyen megtéveszteni vagy manipulálni az embereket.

Matematika és fizika egyetemeink sokáig magas színvonalat tartottak fenn. Mitől jó?

Ez elsősorban azoknak az embereknek köszönhető, akik dolgoznak rajtuk. Nagyon kellemes környezetet teremtenek az ott tanuláshoz. Még motiváltabb hallgatókat vezet. Vannak kiváló tudósaink, akik nemzetközi szinten is sikeresek.

Mit lehetne javítani, hogy még jobbak legyenek?

Vannak olyan tanárok is, akik nem sokat érnek. Az előadások szintje nagyban függ attól, hogy ki tanítja a tantárgyat. Ugyanakkor nagyon sok időbe telik, hogy helyettesítsék valakivel.

Tehát úgy gondolja, hogy megéri, és az emberekre esik?

Természetesen még a "labák" felszereltsége sincs meg, mint máshol kellett volna, de valószínűleg ez várható. Valahogy számítunk rá, ami sem éppen a legjobb. Ugyanakkor a felszerelést is fokozatosan próbálják megváltoztatni. Az egyik oka annak, hogy ilyen sokáig tart, hogy nagy iskola.

Milyen új felfedezéseket tulajdoníthatunk a fizikusoknak? El tudjuk képzelni az orvostudomány fejlődését, de a fizikában ez nehezebb.

Napjaink egyik legforróbb területe a szilárdtestfizika. Azok, akik vele dolgoznak, megpróbálnak magas hőmérsékletű szupravezetőt kifejleszteni - olyan anyagot, amely magas, azaz szobahőmérsékleten is szupravezető lenne. Ezután felhasználható például orvostechnikai eszközökben és szkennerekben, például mágneses rezonancia képalkotásban. Ezáltal a készülék kisebb, könnyebb, olcsóbb működtethetővé válhat, és végül jobban elérhetővé válhat az emberek számára.

Ez mindennapi életünket is megkönnyíti?

A fizikusoknak valójában tartozunk a számítógépekkel és az okostelefonokkal is. Ha nem értenénk az elektromos áramköröket és a kvantummechanikát, nem lennénk képesek minél jobban miniatürizálni a számítógépeket, növelni a teljesítményüket és egyúttal csökkenteni az energiaigényüket.

Például, amikor a "relativitáselméletet" említik, az emberek azt gondolják, hogy semmi közük hozzá. A legtöbb okostelefon rendelkezik GPS-szel. A pozíciószámítást relativisztikusan kell kiszámítani. A mobil rögzíti, mennyi időbe telik, mire a jel a műholdakról a földre érkezik. Annak érdekében, hogy a számítás pontos legyen, figyelembe kell vennünk, hogy amikor a műhold távolabb van a Föld felszínétől, az idő nálunk gyorsabban telik el, mert gyengébb gravitációs mezőben van, mint mi.

Éppen ellenkezőleg, a GPS műholdak folyamatosan viszonylag nagy sebességgel mozognak felénk, ennek köszönhetően az idő lassabban áramlik, mint mi. A fénysebességhez képest ez csak nagyon kicsi a töredéke, ezért ezek a hatások gyengék, napi több száz másodpercnyi szinten. De ha nem vesszük figyelembe ezeket a hatásokat, akkor a pozicionálási hiba naponta több kilométerrel nő.

Ahol a kutatások mellett a fizikusok tudják, hogyan kell dolgozni?

Közülük sokan a pénzügyi szektorban dolgoznak. Szerintem globális szinten akár ötöde.

Hogyan függ össze a fizika és a pénz?

A statisztikai fizikát az egyetemeken tanítják. Tudása és módszerei alkalmazhatók a közgazdaságtan vagy a pénzügyi rendszerek és piacok tanulmányozására is.

Sok sci-fi film került a közelmúltba a mozikba. Melyikük valóban hűen tükrözte a valóságot?

Az Interstellar valószínűleg az utolsók legjobbja volt. Az alkotók nagyon törődtek vele és együttműködtek szakértőkkel. A vizualizációk annyira hűek voltak a filmben, hogy a tudósok aztán ezek alapján tudományos cikket tettek közzé. Senki nem adott nekik annyi pénzt, hogy kifizessék a számítási időt azon szuperszámítógépeken, amelyekkel szimulálni tudtak. Erre használták a filmipart. A szakmai cikkben ezután a film felvételeire hivatkoztak, ahol a tárgy féreglyukon haladt. Ma taneszközként is használható.

És amin nevettél?

Emlékszem A mag című filmre, ahol az emberek elindultak a Föld közepére, mert a magma mozgása a Föld belsejében leállt. Ezután egy kvázi tengeralattjárón indultak útnak a Föld közepére, ahol bombákat robbantottak, hogy kiváltsák a magma mozgását.

Még a Lehetetlen küldetés című film is teljesen ellentmond a fizika törvényeinek. Például a hős egy repülőgép szárnyán sétált egy sugárhajtómű mellett. A valóságban nem maradhatna ott és fújhatja le, de ez könnyen megjelenhet a filmben. Különösen az akciófilmeknél nagyon látszik a hülyeség.