Waarom zou je natuurkunde studeren?

Voor de wetenschapper (of aspirant-wetenschapper) hoeft de vraag waarom wetenschap moet worden gestudeerd niet te worden beantwoord. Als je een van de mensen bent die krijgt wetenschap, dan is geen verklaring vereist. De kans is groot dat je al minstens een deel van de wetenschappelijke vaardigheden bezit die nodig zijn om een ​​dergelijke carrière na te streven, en het hele punt van studie is om de vaardigheden te verwerven die je nog niet hebt.

Voor degenen die dat wel zijn niet een carrière in de wetenschappen of in de technologie nastreven, kan het vaak het gevoel hebben dat wetenschappelijke cursussen van elke streep een verspilling van je tijd zijn. Vooral cursussen in de natuurwetenschappen worden koste wat het kost vermeden, waarbij cursussen in de biologie hun plaats innemen om de noodzakelijke wetenschappelijke vereisten te vervullen.

Het argument voor 'wetenschappelijke geletterdheid' wordt ruimschoots gedaan in het boek van James Trefil uit 2007 Waarom wetenschap?, gericht op argumenten uit de maatschappij, esthetiek en cultuur om uit te leggen waarom een ​​zeer basiskennis van wetenschappelijke concepten noodzakelijk is voor de niet-wetenschapper.

De voordelen van een wetenschappelijke opleiding zijn duidelijk te zien in deze beschrijving van de wetenschap door de beroemde kwantumfysicus Richard Feynman:

Wetenschap is een manier om te leren hoe iets bekend wordt, wat niet bekend is, in hoeverre dingen bekend zijn (want niets is absoluut bekend), hoe om te gaan met twijfel en onzekerheid, wat de bewijsregels zijn, hoe te denken over dingen zodat er een oordeel kan worden getrokken, hoe waarheid van fraude kan worden onderscheiden, en van show.

De vraag wordt dan (ervan uitgaande dat u het eens bent met de verdiensten van de bovengenoemde manier van denken) hoe deze vorm van wetenschappelijk denken aan de bevolking kan worden doorgegeven. In het bijzonder presenteert Trefil een aantal grootse ideeën die kunnen worden gebruikt om de basis te vormen van deze wetenschappelijke geletterdheid - waarvan vele stevig gewortelde natuurkundige concepten zijn.

The Case for Physics

Trefil verwijst naar de "physics first" -benadering gepresenteerd door 1988 Nobelprijswinnaar Leon Lederman in zijn in Chicago gevestigde onderwijshervormingen. De analyse van Trefil is dat deze methode vooral nuttig is voor oudere studenten (d.w.z. middelbare schoolleeftijd), terwijl hij gelooft dat het meer traditionele eerste curriculum in de biologie geschikt is voor jongere (basis- en middelbare) studenten.

Kortom, deze benadering benadrukt het idee dat natuurkunde de meest fundamentele wetenschap is. Chemie is immers toegepaste fysica, en biologie (tenminste in zijn moderne vorm) is in principe toegepaste chemie. Je kunt je natuurlijk ook uitbreiden naar meer specifieke gebieden: zoölogie, ecologie en genetica zijn allemaal verdere toepassingen van biologie, bijvoorbeeld.

Maar het punt is dat de hele wetenschap in principe kan worden herleid tot fundamentele fysica-concepten zoals thermodynamica en nucleaire fysica. In feite is dit hoe fysica zich historisch ontwikkelde: basisprincipes van fysica werden bepaald door Galileo, terwijl biologie nog steeds bestond uit verschillende theorieën over spontane generatie, tenslotte.

Daarom is het logisch om een ​​wetenschappelijke opleiding in de natuurkunde te gronden, omdat het de basis is van de wetenschap. Van fysica kun je op natuurlijke wijze uitbreiden naar de meer gespecialiseerde toepassingen, van thermodynamica en nucleaire fysica tot bijvoorbeeld chemie, en van mechanica en materiaalfysische principes in engineering.

Het pad kan niet omgekeerd soepel worden gevolgd, gaande van een kennis van ecologie naar een kennis van biologie naar een kennis van chemie enzovoort. Hoe kleiner de subcategorie van kennis die je hebt, hoe minder het kan worden gegeneraliseerd. Hoe algemener de kennis, hoe meer deze kan worden toegepast op specifieke situaties. Als zodanig zou de fundamentele kennis van de natuurkunde de meest bruikbare wetenschappelijke kennis zijn, als iemand zou moeten kiezen welke gebieden moeten worden bestudeerd.

En dit alles is logisch omdat fysica de studie is van materie, energie, ruimte en tijd, zonder welke er niets zou bestaan ​​om te reageren of te gedijen of te leven of te sterven. Het hele universum is gebaseerd op de principes die worden onthuld door een studie van de fysica.

Waarom wetenschappers niet-wetenschappelijk onderwijs nodig hebben

Terwijl het over goed afgeronde educatie gaat, geldt het tegenovergestelde argument net zo sterk: iemand die wetenschap studeert, moet in de samenleving kunnen functioneren, en dit omvat het begrijpen van de hele betrokken cultuur (niet alleen de technocultuur). De schoonheid van de Euclidische geometrie is niet inherent mooier dan de woorden van Shakespeare; het is gewoon mooi op een andere manier.

Wetenschappers (en in het bijzonder natuurkundigen) zijn doorgaans redelijk goed afgerond in hun interesses. Het klassieke voorbeeld is de virtuoze vioolspelende natuurkunde, Albert Einstein. Een van de weinige uitzonderingen zijn misschien medische studenten, die diversiteit meer missen vanwege tijdsgebrek dan gebrek aan interesse.

Een stevig begrip van de wetenschap, zonder enige basis in de rest van de wereld, biedt weinig begrip van de wereld, laat staan ​​waardering voor. Politieke of culturele kwesties spelen geen rol in een soort wetenschappelijk vacuüm, waarbij geen rekening moet worden gehouden met historische en culturele kwesties.

Hoewel veel wetenschappers van mening zijn dat ze de wereld op een rationele, wetenschappelijke manier objectief kunnen evalueren, is het feit dat belangrijke kwesties in de samenleving nooit puur wetenschappelijke vragen met zich meebrengen. Het Manhattan Project was bijvoorbeeld niet puur een wetenschappelijke onderneming, maar veroorzaakte ook duidelijk vragen die ver buiten het domein van de natuurkunde reiken.

Deze inhoud wordt geleverd in samenwerking met National 4-H Council. 4-H wetenschapsprogramma's bieden jongeren de mogelijkheid om STEM te leren kennen via leuke, praktische activiteiten en projecten. Meer informatie door hun website te bezoeken.