Hvorfor bør du studere fysikk?

Martin Barraud/OJO Images/Getty Images

For vitenskapsmannen (eller aspirerende vitenskapsmann) trenger ikke spørsmålet om hvorfor man studerer naturvitenskap å bli besvart. Hvis du er en av de som får vitenskap, så kreves det ingen forklaring. Sjansen er stor for at du allerede har minst noen avvitenskapelige ferdigheternødvendig for å satse på en slik karriere, og hele poenget med studiet er å få de ferdighetene du ennå ikke har.

Men for de som er det ikke Hvis du forfølger en karriere innen vitenskap eller teknologi, kan det ofte føles som om vitenskapskurs av en hvilken som helst stripe er bortkastet tid. Kurs i fysiske vitenskaper, spesielt, har en tendens til å unngås for enhver pris, med kurs i biologi som tar deres plass for å fylle nødvendige vitenskapelige krav.

Argumentet til fordel for 'vitenskapelig literacy' er rikelig fremsatt i James Trefils bok fra 2007 Hvorfor vitenskap? , med fokus på argumenter fra samfunnsvitenskap, estetikk og kultur for å forklare hvorfor en helt grunnleggende forståelse av vitenskapelige konsepter er nødvendig for ikke-vitenskapsmannen.

Fordelene med en vitenskapelig utdanning kan tydelig sees i denne beskrivelsen av vitenskapen av den berømte kvantefysikeren Richard Feynman:

Vitenskap er en måte å lære hvordan noe blir kjent, hva som ikke er kjent, i hvilken grad ting er kjent (for ingenting er absolutt kjent), hvordan man håndterer tvil og usikkerhet, hva bevisreglene er, hvordan man tenker på ting slik at vurderinger kan foretas, hvordan man kan skille sannhet fra svindel og fra show.

Spørsmålet blir da (forutsatt at du er enig i fordelene ved ovennevnte måte å tenke på) hvordan denne formen for vitenskapelig tenkning kan formidles til befolkningen. Spesifikt presenterer Trefil et sett med store ideer som kan brukes til å danne grunnlaget for denne vitenskapelige leseferdigheten - hvorav mange er solid forankret fysikkbegreper.

Saken for fysikk

Trefil viser til 'fysikk først'-tilnærmingen presentert av 1988-nobelprisvinneren Leon Lederman i hans Chicago-baserte utdanningsreformer. Trefils analyse er at denne metoden er spesielt nyttig for eldre (dvs. videregående skolealder) elever, mens han mener den mer tradisjonelle første læreplanen for biologi passer for yngre elever (barne- og ungdomsskole).

Kort sagt understreker denne tilnærmingen ideen om at fysikk er den mest grunnleggende av vitenskaper. Kjemi er tross alt anvendt fysikk, og biologi (i det minste i sin moderne form) er i utgangspunktet anvendt kjemi. Du kan selvfølgelig strekke deg utover det til mer spesifikke felt: zoologi, økologi og genetikk er alle videre anvendelser av biologi, for eksempel.

Men poenget er at all vitenskap i prinsippet kan reduseres ned til grunnleggende fysikkbegreper som f.eks termodynamikk og kjernefysikk . Faktisk er det slik fysikk utviklet seg historisk: grunnleggende prinsipper for fysikk ble bestemt av Galileo mens biologien tross alt fortsatt besto av ulike teorier om spontan generering.

Derfor gir det perfekt mening å forankre en vitenskapelig utdanning i fysikk, fordi det er grunnlaget for vitenskap. Fra fysikk kan du utvide naturlig til de mer spesialiserte applikasjonene, fra termodynamikk og kjernefysikk til for eksempel kjemi, og fra mekanikk og materialfysikkprinsipper til ingeniørfag.

Veien kan ikke følges jevnt i revers, fra kunnskap om økologi til kunnskap om biologi til kunnskap om kjemi og så videre. Jo mindre underkategori av kunnskap du har, jo mindre kan den generaliseres. Jo mer generell kunnskapen er, jo mer kan den brukes i spesifikke situasjoner. Som sådan ville den grunnleggende kunnskapen om fysikk være den mest nyttige vitenskapelige kunnskapen, hvis noen måtte velge hvilke områder de skulle studere.

Og alt dette gir mening fordi fysikk er studiet av materie, energi, rom og tid, uten hvilke det ikke ville vært noe som kunne reagere eller trives eller leve eller dø. Hele universet er bygget på prinsippene som er avslørt av en fysikkstudie.

Hvorfor forskere trenger ikke-vitenskapelig utdanning

Når det gjelder allsidig utdanning, er det motsatte argumentet like sterkt gjeldende: noen som studerer realfag må kunne fungere i samfunnet, og dette innebærer å forstå hele kulturen (ikke bare teknokulturen) som er involvert. Det euklidiske skjønnheten geometri er ikke iboende vakrere enn ordene til Shakespeare ; det er bare vakkert på en annen måte.

Forskere (og spesielt fysikere) har en tendens til å være ganske godt avrundet i sine interesser. Det klassiske eksemplet er fysikkens fiolinspillende virtuos, Albert Einstein . Et av få unntak er kanskje medisinstudenter, som mangler mangfold mer på grunn av tidsklemme enn manglende interesse.

Et solid grep om vitenskapen, uten forankring i resten av verden, gir liten forståelse av verden, enn si verdsettelse for den. Politiske eller kulturelle spørsmål oppstår ikke i et slags vitenskapelig vakuum, der historiske og kulturelle spørsmål ikke trenger å tas i betraktning.

Mens mange forskere føler at de objektivt kan vurdere verden på en rasjonell, vitenskapelig måte, er faktum at viktige spørsmål i samfunnet aldri involverer rent vitenskapelige spørsmål. De Manhattan Project, for eksempel var ikke et rent vitenskapelig foretak, men også klart utløste spørsmål som strekker seg langt utenfor fysikkens område.

Dette innholdet er levert i samarbeid med National 4-H Council. 4-H vitenskapsprogrammer gir ungdom muligheten til å lære om STEM gjennom morsomme, praktiske aktiviteter og prosjekter. Lær mer ved å besøke nettsiden deres.