Hogyan kell érteni azt, hogy az egyetemi fizika teljesen más, mint a középiskolai?

A középiskolás / gimnáziumi fizika jellemzően csak bohóckodás ami nagyjából arról szól, hogy pár "képletet" alkalmazni kell tudniuk a diákoknak egyszerű szöveges feladatok megoldására.

Ezzel szemben (nívósabb) egyetemeken a fizika arról szól, hogy megfelelő matematikai levezetésekkel, absztrakt módon jutsz el a hipotézisekig valamint ezek bizonyításáig vagy megcáfolásáig. Egy érdektelen / buta / lusta hallgató számára aki nem érti a gondolatok mögötti logikát ő csak annyit érzékel belőle, hogy hú de rohadt nehéz, mert tele van görög betűvel, differenciálegyenlettek, inregrálazonosságokkal, parciális deriváltakkal az egyetemi fizika és rohadt nehéz, míg egy értelmes hallgató felfedezi azt, hogy milyen gyönyörű tudományág és milyen szabályszerűségek uralkodnak az univerzumban ezzel analógiában a Földön.

Mindenekelőtt: kell a középiskolai anyag. De ezt nem biztos, hogy mindenki tudja.

Mi a különbség? Az ismeret mélysége, bonyolultsága ugyanarról. Végy például egy kést. Öt éves korodban elég ennyit tudni, hogy éles és vigyázni kell vele. 10 éves korodban már tudod, hogy van pengéje, ami vasból van, meg nyele, ami nem abból. Mire befejezed az általános iskolát, illik tudni róla, hogy többféle vas van, egyeseket acélnak nevezünk, és ez attól függ, hogyan kezeljük, mielőtt kést készítünk belőle.

Aztán érettségi után illik tudni, hogy van sok másféle anyag, hogy ezek atomokból állnak, és attól függ a tulajdonságuk, ezek az atomok hogyan kapcsolódnak össze. Néhányan még azt is tudják, hogy az atomnak is van szerkezete, az érdeklődőbbek sok tulajdonságot fel is tudnak sorolni. És minden érettségivel rendelkező embernek illik tudnia, nagyjából miféle anyagokból lehet és érdemes kést készíteni (például nemcsak acélból). De azért erről ennél többet már nagyon kevesen tudnak.

Egy fizikusnak ez azonban nagyjából nulla. Neki nemcsak pontosan kell tudnia a késről lényegesen többet, hanem azt is, miért úgy csinálták, hogyan (és főleg miért) érdems a kést úgy elkészíteni, hogy sokáig éles is maradjon. Ehhez többet kell tudni az atomszerkezetről, és hogy ez miképpen alakítja az anyagok tulajdonságait. Azonban egy bizonyos bonyolultság megértéséhez számolni is kell tudni. Ehhez viszont olyan matematikai apparátus kell, amit középiskolában csak megemlítenek, hogy van, de nem használják.

És ez csak egy kés volt. Az atomreaktor kicsikét bonyolultabb. Ezért arról általános iskolában elég annyit tudni, hogy hőt termel és veszélyes. A középiskolában már illik részletesebben ismerni, például hogyan szabályozzák, miképpen is keletkezik az a hő és még néhány dolog. Egy diplomás fizikus ezzel számolni is tud. Vagy kéne tudnia. Ha ilyen irányban képezi magát, azt is meg fogja érteni, miképpen tervezik. ha pedig néhány évet egy ilyen munkahelyen intenzív tanulással tölt el, később akár tervezhet is egy atomerőművet.

Azt is figyelembe kell venni, az emberi agy nem képes bármire, de fokozatosan, kellő ideig edzve (akár egy futónak a lábai, a tüdeje, az állóképessége megszerzéséhez) nagyon messzire juthat. Egy kisgyerek nem fog megérteni egy csomó dolgot, mert nincs elég tapasztalata hozz (nem volt ehhez ideje se). Ahogy halad előre az iskolában, egyre több mindent ismer meg, ez a feltétele annak, hogy képes legyen megérteni bonyolultabb (összetettebb, több dolgot egyszerre összevetni képes) dolgokat. Ezért nem lehet általános iskolában eredményesen atomfizikát oktatni, ezért mondanak erről a középiskolában is több, de csak kevéssé bonyolult dolgot.

És ezért igaz az is, hogy ha valaki mondjuk rendkívül magasz szintű fizikus akar lenni, előbb utóbb nagyon összetett matematikát is kell tanulnia, nem hagyhatja el a kémia mélyebb ismeretét, de lényegében mindent, amit emberi tudásnak ismrünk, valamilyen szinten tudnia kell.

Homokdombot építhetsz úgy, hogy harminc centi az alapja. Egy kilométeres oszlopot nem fogsz tudni 30 centire építeni, ha meggebedsz se. Ahhoz lényegesen nagyobb alap kell. Ez a helyzet a tudással is. De ami megy mondjuk 26 év alatt, az nem fog tudni menni 18 év alatt. Persze különbségek vannak.

A középiskolai fizika a makroszkopikus világ megismerésére épül. Hétköznapi józan ésszel az a része egész jól átlátható.

Az egyetemi anyag quantum világát erős matektudás nélkül nem látod át, mert nagyon más mint a megszokott hétköznapi dolgok.

Az igazi nehézséget az jelenti, hogy a matektudast és a fizika tananyagot az idő szűkössége miatt egyszerre kell befogadni.

Ha egy kicsit lemaradsz a matekkal, véged van, a fizika előadásból semmit sem fogsz érteni.

Középiskolában leggyakrabban megadnak egy képletet és azzal számolgass.

Egyetemen ezzel szemben a hangsúly azon van hogy megértsd honnan jönnek ki a képletek. Esetleg meg tudj oldani olyan feladatot amihez nem tudod a képletet, de az addigi tapasztalataid alapjan le tudsz vezetni egyet.