A tudós (vagy törekvő tudós) számára nem kell megválaszolni azt a kérdést, hogy miért kell tanulmányozni a tudományt. Ha Ön az egyik ember, aki jelentkeznek tudomány, akkor nincs magyarázat. Valószínű, hogy már rendelkezik legalább ezekkel tudományos ismeretek egy ilyen karriert folytatni kell, és a tanulmány lényege, hogy megszerezze azokat a készségeket, amelyek még nem rendelkeznek.
Azonban azok számára, akik nem ha tudományos vagy technológiai pályafutást folytat, gyakran úgy érzi, mintha bármilyen sávú tudományos kurzusok pazarolnák az idejét. Különösen a fizikai tudományok kurzusait hajlandóak minden áron elkerülni, mivel a biológiai kurzusok a szükséges tudományos követelmények teljesítésére kerülnek.
A „tudományos műveltség” mellett érvelő érvelés bőven szól James Trefil 2007. évi könyvében Miért a tudomány?, a polgári, esztétikai és kulturális érvekre összpontosítva annak magyarázata érdekében, hogy miért van szükség a tudományos fogalmak alapvető megértésére a nem tudós számára.
A tudományos oktatás előnyei jól láthatóak a híres kvantumfizikus, Richard Feynman tudományos leírásában:
A tudomány egy módja annak, hogy megtanítsuk, hogyan lehet valamit megismerni, mi nem ismert, milyen mértékben tudunk a dolgokat (semmit sem tudunk abszolút), hogyan kell kezelni kétség és bizonytalanság, hogy mi a bizonyítási szabályok, hogyan kell gondolkodni a dolgokon, hogy ítéleteket lehessen hozni, hogyan lehet megkülönböztetni az igazságot a csalástól és a előadás.
A kérdés ezután válik (feltételezve, hogy egyetért a fenti gondolkodásmód érdekeivel), hogy a tudományos gondolkodásnak ez a formája hogyan terjeszthető a népességre. Konkrétan, Trefil olyan nagyszerű ötletek sorozatát mutatja be, amelyek felhasználhatók ennek a tudományos műveltségnek az alapjául - amelyek közül sokan a fizika szilárdan gyökerező fogalmai.
A fizika esete
Trefil utal a „fizika először” megközelítésre, amelyet 1988 Nobel-díjas Leon Lederman mutatott be Chicagói oktatási reformjaiban. Trefil elemzése szerint ez a módszer különösen hasznos az idősebb (azaz középiskolai) hallgatók számára, míg ő úgy véli, hogy a hagyományosabb biológiai első tananyag megfelelő a fiatalabb (általános és középiskolai) hallgatók.
Röviden: ez a megközelítés hangsúlyozza azt az elképzelést, hogy a fizika a tudomány legalapvetõbb része. A kémia végül az alkalmazott fizika, a biológia (legalábbis a modern formájában) alapvetően alkalmazott kémia. Természetesen túlmutathat konkrétabb területeken is: például az állattan, az ökológia és a genetika mind a biológia további alkalmazásai.
A lényeg azonban az, hogy az egész tudomány elvileg olyan fizikai alapvető fogalmakra redukálható, mint például termodinamika és nukleáris fizika. Valójában így fejlődött a fizika a történelem során: a fizika alapelveit a Galileo határozta meg, míg a biológia végül a spontán generáció különféle elméleteiből állt.
Ezért a fizikai tudományos ismeretek oktatásának megalapozottnak kell lennie, mivel ez a tudomány alapja. A fizikából természetesen kibővítheti a speciálisabb alkalmazásokat, kezdve a termodinamikától és a például a nukleáris fizikát a kémiába, a mechanika és az anyagfizika alapelveit pedig a mérnöki.
Az utat nem lehet simán követni fordított irányban, az ökológiai ismeretekről a biológia ismeretére és a kémia ismeretére. Minél kisebb a tudás alkategóriája, annál kevésbé általánosítható. Minél általánosabb a tudás, annál jobban alkalmazható konkrét helyzetekben. Mint ilyen, a fizika alapvető ismerete lenne a leghasznosabb tudományos ismeret, ha valaki kiválasztaná, mely területeket tanulmányozza.
Mindezeknek van értelme, mert a fizika az anyag, az energia, a tér és az idő tanulmányozása, amely nélkül nem létezik semmi, amely reagálna, virágzik, él, vagy meghal. Az egész világegyetem a fizika tanulmánya által feltárt alapelvekre épül.
Miért van szükség a tudósoknak nem tudományos oktatásra?
A jól lekerekített oktatás témájában ugyanolyan erõs az ellenkező érv: valaki, aki tudományt tanul képesnek kell lennie arra, hogy működjön a társadalomban, és ez magában foglalja az egész kultúra (nem csak a technokultúra) megértését magában foglal. Az euklideszi szépség geometria lényegében nem szebb, mint a Shakespeare; ez másképp gyönyörű.
A tudósok (és különösen a fizikusok) általában meglehetősen jól lekerekítették érdekeiket. A klasszikus példa a fizika hegedülõ virtuozusa, Albert Einstein. A néhány kivétel közül talán az orvostanhallgatók, akiknél inkább hiányzik a sokféleség az időkorlát, mint az érdeklődés hiánya miatt.
A tudomány szilárd megértése, a világ többi részének megalapozása nélkül, kevés megértést kínál a világról, nem is beszélve annak felértékeléséről. A politikai vagy kulturális kérdéseket nem veszik figyelembe valamilyen tudományos vákuumban, ahol a történelmi és kulturális kérdéseket nem kell figyelembe venni.
Noha sok tudós úgy érzi, hogy objektíven tudja értékelni a világot ésszerű, tudományos módon, az a tény, hogy a társadalom fontos kérdései soha nem járnak tisztán tudományos kérdésekkel. Az Manhattan Project, például nem pusztán tudományos vállalkozás volt, hanem egyértelműen olyan kérdéseket is felvetett, amelyek messze túlmutatnak a fizika területén.
Ezt a tartalmat a Nemzeti 4-H Tanáccsal közösen nyújtják. A 4-H tudományos programok lehetőséget kínálnak a fiatalok számára, hogy szórakoztató, gyakorlati tevékenységek és projektek révén megismerjék a STEM-et. További információ a látogatásról a saját webhelyükön.