فيزيك و زندگي
فيزيك از واژه يوناني physikos به معني « طبيعي» و physis به معني « طبيعت» گرفته شده است. پس فيزيك علم طبيعت است به عبارتي در عرصه علم پديده هاي طبيعيرا بررسي مي كند.
علم فيزيك
علم فيزيك رفتار و اثر متقابل ماده و نيرو را مطالعه مي كند.مفاهيم بنيادي پديده هاي طبيعي تحت عنوان قوانين فيزيك مطرح مي شوند.اين قوانين به توسط علوم رياضي فرمول بندي مي شوند به طوريكه قوانين فيزيك و روابط رياضي با هم در توافق بوده و مكمل هم هستند.و دو تايي قادرند كليه پديده هاي فيزيكي را توصيف نمايند.
تاريخچه علم فيزيك
- از روزگاران باستان مردم سعي مي كردند رفتار ماده را بفهمند. و بدانند كه:چرا مواد مختلف خواص متفاوت دارند؟ چرا برخي مواد سنگينترند؟ و... همچنين جهان ، تشكيل زمين و رفتار اجرام آسماني مانند ماه و خورشيد براي همه معما بود.
- قبل از ارسطو تحقيقاتي كه مربوط به فيزيك مي شد ، بيشتر در زمينه نجوم صورت مي گرفت. علت آن در اين بود كه لااقل بعضي از مسائل نجوم معين و محدود بود و به آساني امكان داشت كه آنها را از مسائل فيزيك جدا كنند. در برابر سوالاتي كه پيش مي آمد گاه خرافاتي درست مي كردند، گاه تئوريهايي پيشنهاد مي شد كه بيشتر آنها نادرست بود.
اين تئوريها اغلب برگرفته ازعبارتهاي فلسفي بودند و هرگز بوسيله تجربه و آزمايش تحقيق نمي شدند. و بعضي مواقع نيز جوابهايي داده مي شد كه لااقل بصورت اجمالي و با تقريب كافي بنظر مي رسيد.
- جهان به دو قسمت تقسيم مي شد: جهان تحت فلك قمر و مابقي جهان.مسائل فيزيكي اغلب مربوط به جهان زير ماه بود و مسائل نجومي مربوط به ماه و آن طرف ماه نيز« فيزيك ارسطو» يا بطور صحيحتر« فيزيك مشائي» بود كه در چند كتاب مانند« فيزيك»،« آسمان»،« آثار جوي»،« مكانيك»،« كون و فساد» و حتي« مابعدالطبيعه» ديده مي شد.
- تا اينكه در قرن 17 ، گاليله براي اولين باربه منظور قانوني كردن تئوريهاي فيزيك ، از آزمايش استفاده كرد. او تئوريها را فرمولبندي كرد و چندين نتيجه از ديناميك و اينرسي را با موفقيت آزمايش كرد. پس از گاليله ، اسحاق نيوتن ،قوانين معروف خود «قوانين حركت نيوتن) را ارائه كرد كه به خوبي با تجربه سازگار بودند.
- بدين ترتيب فيزيك جايگاه علمي و عملي خود را يافت و روزبه روز پيشرفت كرد، مباحث آن گسترده تر شد، تا آنجا كه قوانين آن از ريزترين ابعاد اتمي تا وسيعترين ابعاد نجومي را شامل مي شود. اكنون فيزيك مانند زنجيري محكم با بقيه علوم مرتبط است و هنوز هم به سرعت در حال گسترش و پيشرفت مي باشد.
نقش فيزيك در زندگي
- هر فرد بزرگ يا كوچك، درس خوانده يا بيسواد ، شاغل يا بيكار خواه ناخواه با فيزيك زندگي مي كند. عمل ديدن و شنيدن ، عكس العمل در برابراتفاقات ، حفظ تعادل در راه رفتن و... نمونه هايي از امور عادي ولي در عين حال وابسته به فيزيك مي باشند.
- پديده هاي جالب طبيعي نظير رنگين كمان ، سراب ، رعد و برق ، گرفتگي ماه و خورشيد و... همه با فيزيك توجيه مي شوند.
- برنامه هاي راديو ، تلويزيون ، ماهواره ، اينترنت ، تلفن و... با كمك فيزيک مخابره مي شوند.
- با اين نمونه هاي ساده ، مي توان تصور كرد كه اگر فيزيك نبود و اگر روزي قوانين فيزيك بر جهان حاكم نباشند، زندگي و ارتباطات مردم شديدا دچار مشكل مي شود.
فيزيك و ساير علوم
- فيزيك، ديناميك و ساختار دروني اتم ها را توصيف مي كند. و از آنجا كه همه مواد شامل اتم هستند، پس هر علمي كه در ارتباط با ماده باشد، با فيزيك نيز مرتبط خواهد بود. علومي نظير: شيمي ، زيست شناسي ، زمين شناسي ، پزشكي ،دندانپزشكي ، داروسازي ، دامپزشكي ، فيزيولوژي ، راديولوژي ، مهندسي مكانيك ، برق ، الكترونيك ، مهندسي معدن ، معماري ، كشاورزي و ... .
- فيزيك درصنعت ، معدن ، دريانوردي ، هوانوردي و... نيزكاربرد فراوان دارد.اينكه ابزار كار هر شغلي و هر علمي مبتني براستفاده ازقوانين و مواد فيزيكي است، نقش اساسي فيزيك درساير علوم و رشته ها را نمايان مي كند. علاوه برآن استفاده روزافزون از اشعه ليزر در جراحي ها و دندانپزشكي، راديوگرافي با اشعه ايكس در راديولوژي ، جوشكاري صنعتي و... نمونه هايي از كاربردهاي بيشمار فيزيك در علوم ديگرمي باشند.
فيزيك و آينده
با اين روند رو به رشدي كه علم فيزيك در كنار ساير علوم دارد، مي توان اميدوار بود كه در آينده به چراها و چگونگي هاي عالم طبيعت پاسخ داده شود و اين دنياي فيزيك سكوي پرتاب به عالم متا فيزيك باشد.
در آينده شايد فيزيك بتواند ...
- رسيدن به سرعت نور و فراتر از آن را مقدور سازد.
- مثالهاي عجيب نسبيت را عملي كند.
- معماي مثلث برمودا را حل كند.
- واقعيت يوفوها( بشقاب پرنده ها) را مشخص كند.
- به راز وجود يا عدم وجود هوش فرا زميني واقف شود. و...
فيزيك، علم شناختن قانون‌هاي عمومي و كلي حاكم بر رفتار ماده و انرژي است. كوشش‌هاي پيگير فيزيكدانان در اين راه سبب كشف بسياري از قانون‌هاي اساسي، بيان نظريه‌ها و آشنايي با بعضي پديده‌هاي طبيعي شده است. هر چند اين موفقيت‌ها در برابر حجم ناشناخته‌ها، اندك است، ولي تلاش همه جانبه و پرشتاب دانشمندان، اميد بسيار آفريده كه انسان مي‌تواند رازهاي هستي را در‌يابد.
انسان در يكي دوقرن اخير، با بهره‌گيري از روش علمي و ابزارهاي دقيق توانسته است در هر يك از شاخه‌هاي علم، به ويژه فيزيك دنياي روشن و شناخته شده خود را وسعت بخشد. در اين مدت با دنياي بي‌نهايت كوچك آشنا شده، به درون اتم راه يافته، انواع نيروهاي بنيادي طبيعت را شناخته، الكترون و ويژگي‌هاي آن را دريافته و طيف گسترده امواج الكترومغناطيسي را كشف كرده است.
فيزيك كه تا اواخر قرن نوزدهم مباحث مكانيك، گرما، نور، صوت، الكتريسيته را شامل مي‌شد، اكنون در اوايل قرن بيست‌و يكم در اشتراك با ساير علوم( مانند شيمي، زيست‌شناسي و …) روز‌به‌روز گسترده‌تر و عميق‌تر شده و بيش از 30 موضوع و مبحث مهم را دربرگرفته است (در دانشنامه فيزيك تعداد شاخه‌هاي فيزيك را 33 شاخه معرفي كرده است).
فناوري
فناوري، چگونگي استفاده از علم، ابزار، راه و روش براي انجام دادن كارها و برآوردن نيازهاست. به عبارت ديگر فناوري، به كارگيري آگاهي‌هاي انسان براي تغيير در محيط به منظور رفع نيازهاست. بنابراين، اگر علم را فرايند شناخت طبيعت تعريف كنيم، فناوري، فرايند انجام دادن كارها خواهد بود.
در گذشته گرچه انسان به برخي از قانون‌هاي طبيعي دست يافته بود، ولي علم و عمل كمتر اثر متقابل در يكديگر داشتند. دانشمندان راه خود را مي‌پيمودند و صنعت‌گران و ابزاركاران به راه خود مي‌رفتند تا آن كه عصر جديد آغاز شد و تمدني به وجود آمد كه همه چيز را در راه مصالح زندگي انسان و توانايي او به كار گرفت.
در سال 1662 ميلادي " جامعه سلطنتي لندن " تاسيس شد و هدف خود را ارتقاي علوم مربوط به امور و پديده‌هاي طبيعي و هنرهاي مفيد از طريق آزمايش و تجربه به نفع "ابناي بشر" انتخاب كرد، چهار سال بعد فرهنگستان براي هر چه بيشتر به ثمر رساندن تحقيقات علمي در زندگي انسان، كوشيدند و از اين بابت حقوق دولتي دريافت مي‌كردند.1
در سال 1853 موزه علوم لندن با نام " هيئت معتمدين دايره علم وهنر و موزه ملي علم و صنعت " گشايش يافت. اما نزديك‌تر شدن علم و صنعت سبب شد كه در سال 1882 بخش‌هاي گوناگون اين مؤسسه درهم ادغام شود و سازمان جديدي با نام "دايره علوم كاربردي وفناوري" تأسيس شود.
نقش فيزيك در فناوري
علم، كوششي در جهت دانايي و فناوري تلاشي در جهت توانايي است. اين هر دو اثر متقابل درهم داشته‌اند. دانش سبب شده كه ابزارها و روش‌ها كامل شوند و ابزارها نيز دقت انسان را در اندازه‌گيري‌ها و رسيدن به نتايج علمي بيشتر كرده است.
اكنون بسياري از موضوع‌ها ومباحث فيزيك پيامدهاي كاربردي داشته و در عمل در فناوري‌ها مؤثر بوده است. فناوري‌هاي ارتباطات، فناوري‌هاي حمل و نقل( خشكي، دريايي، هوايي و فضايي)، فناوري‌هاي توليد( كشاورزي- صنعتي)، فناوري‌هاي استخراج انواع معادن و فناوري‌هاي ساختمان و انواع ماشين‌ها و فناوري‌هاي آموزشي به دانش مكانيك، الكتريسيته، الكترومغناطيسي، ترموديناميك و فيزيك هسته‌اي، نورشناسي، فيزيك بهداشت و فيزيك پزشكي و … وابسته است.
نقش فيزيك در فناوري‌هاي آموزشي
بسياري از شاخه‌هاي فيزيك به طور مستقيم و غيرمستقيم در توليد تجهيزات ورسانه‌هاي آموزشي و روش‌هاي آن مؤثر است. به طور اصولي هرگونه يادگيري از طريق حواس و در ارتباط با محيط صورت مي‌گيرد و علم فيزيك توانسته است توانايي حواس مارا بسيار افزايش دهد و ما رانه تنها به اطراف خود بلكه به زمان‌ها و مكان‌هاي ناپيدا و دور نيز پيوند دهد. در اين نوشته به بخشي از اثرهاي فيزيك در آموزش و پرورش اشاره مي‌كنيم.
1. نور و وسايل نوري: مبحث نور يكي از شاخه‌هاي فيزيك است كه در آن از ماهيت و رنگ نور، رفتارهاي نور و نيز چشم و دستگاه‌هاي نوري بحث مي‌شود. بعضي از دستگاه‌هاي نوري كه به منزله تجهيزات آموزشي به كار مي‌روند، عبارت‌اند از: عدسي‌ها و ميكروسكپ براي ديدن اشياي ريز،دوربين و تلسكوپ براي ديدن چيزهاي دور، دوربين‌هاي عكاسي و فيلمبرداري براي تهيه و مشاهده تصاوير، طيف‌نما براي تجزيه رنگ‌هاي نور و بررسي اجسام نور‌دهنده. دستگاه‌هاي نور از وسايلي هستند كه در آموزش كاربرد فراوان دارند. با اين وسايل مي‌توان دانش‌آموزان را با دنياي بي‌نهايت كوچك‌ها، دنياي بي‌نهايت بزرگ‌ها و دورها آشنا كرد و بسياري از چيزها يا پديده‌هايي را كه به طور مستقيم دسترسي به آنها مشكل است با عكس و فيلم و اسلايد نشان داد. ديگر در كلاس‌هاي تاريخ و جغرافيا معلم سخنگو آموزش نمي‌دهد، بلكه براي بررسي هر فصل از تاريخ و يا هر ناحيه‌اي از زمين فيلم‌هايي تهيه شده كه دانش‌آموز به طور مستقيم خود را در جريان تاريخ و يا در محل جغرافيايي احساس مي‌كند.
كشف پرتوهاي فرابنفش، ايكس و گاما از يك طرف و از طرف ديگر كشف پرتوهاي فروسرخ و مايكرويو امواج راديويي و اختراع انواع دستگاه‌هايي كه با اين امواج كار مي‌كنند سبب شده كه بتوانيم به بررسي چيزهايي بپردازيم كه در فاصله بسيار دور قرار دارند و يا آن كه چشم ما به طور مستقيم قادر نيست كه آنها را از پس مواد كدر ببيند. به كمك اشعه ايكس مي‌توانيم ساختمان درون بدن را مطالعه كنيم و با دوربين‌هاي فرابنفش و فرسرخ از منظره‌هايي عكس بگيريم كه مشاهده آنها ممكن نيست.
2 . صوت و وسايل صوتي : در مبحث صوت(آكوستيك) از ماهيت صوت و رفتارهاي آن و نيز گوشي و وسايل صوتي بحث مي‌شود. در گذشته اگر تجهيزات صوتي مدارس فقط زنگ مدرسه بود كه با صداي رساي ناظم، دانش‌آموزان را به كلاس درس هدايت مي‌كرد تا سخنان معلم را بشنوند و به خاطر بسپارند و بعد فراموش كنند، اكنون به جاي آن" وسايل سمعي_ بصري" به كار گرفته مي‌شود. ديگر معلم، سخنگو نيست بلكه راهنمايي است كه به دانش‌آموزان كمك مي‌كند تا وسايل را خود به كار اندازند و از ضبط صوت، راديو، تلويزيون و ... براي آموختن استفاده كنند.
3. الكتريسيته و الكترونيك: روزي كه گالواني، پزشك ايتاليايي، متوجه جريان الكتريسيته شد يا زماني كه ولتا، اهم و فارادي، ماكسول و هرتز و مليكان بر روي الكتريسيته و موج و الكترون كار مي‌كردند نمي‌دانستند جرياني از علم و صنعت را به وجود مي‌آورند كه بر همه ابعاد زندگي انسان اثر مي‌گذارد و به طور مثال " شبكه‌هاي اطلاعاتي(اينترنت)به وجود مي‌آورد كه بزرگ‌ترين تحول را در آموزش و پرورش ايجاد مي‌كند. كافي است كه بگوييم مطالعات فيزيك در شاخه‌هاي نور، الكتريسيته، صوت، مكانيك، امواج، الكترونيك و ... سبب اختراعاتي چون ماهواره ، مخابرات دوربرد و اينترنت شده و جهان را به صورت يك دهكده(دهكده جهاني) درآورده و جهاني شدن آموزش و پرورش و اقتصاد و فرهنگ را شكل داده است.
اكنون شبكه‌هاي عمومي اطلاع‌رساني با استفاده از فرستنده‌ها و گيرنده‌هاي مايكروويو، ماهواره و رايانه انواع اطلاعات را از بانك‌هاي اطلاعاتي به سراسر جهان مي‌رساند. ديگر دانش‌آموز براي يادگيري مقيد به زمان و مكان و ابزارهاي آموزشي محدود و معلم مشخص نيست، بلكه مي‌تواند به طور انفرادي، در هر كجا هست رايانه خود را به كار اندازد و با جستجو در كتاب‌ها و كتابخانه‌هاي جهان و پرسش از انواع سايت‌ها اطلاعات لازم را كسب كند و آنها را در دستگاه خود ذخيره كند.
اثر رايانه و اينترنت در آموزش و پرورش آن اندازه قوي است كه تقريبأ در تمام كشورهاي جهان آن را به منزله يك ابزار تدريس پيشرفته پذيرفته‌اند و آموزش مبتني بر اينترنت را به جاي روش‌هاي سنتي برگزيده‌اند و استفاده از اينترنت را به منزله يك منبع اطلاعات و يك رسانه ارتباطي به كار مي‌برند. يكي از پيامدهاي مهم آموزش از راه رايانه و اينترنت استقلال بيشتر فراگيرندگان، يعني انتخاب مكان و زمان و روش يادگيري است. در ضمن معلم‌ها كمتر به انتقال مطالب مي‌پردازند و بيشتر تلاش آنها آن است كه دانش‌آموز را به كاوشگري (جمع‌آوري اطلاعات، تجزيه و تحليل، كشف ارتباطات موجود و توليد دانش) و تفكر انتقادي( از كتاب‌ها، برنامه‌هاي تلويزيوني و برنامه‌هاي رايانه‌اي)و مهارت‌هاي زندگي برانگيزانند.
نگاهي به بهره‌گيري از انواع فناوري‌ها در آموزش در كشورمان نشان مي‌دهد كه ما با اندكي تأخير نسبت به بعضي از كشورهاي پيشرفته جهان از دستاوردهاي علمي و اختراعات صنعتي در آموزش و پرورش استفاده كرده‌ايم و با تشكيل ادارات سمعي و بصري وبعدها دفتر تكنولوژي آموزشي كوشش‌هايي در اين زمينه كرده‌ايم ولي يكي از مشكلات آموزش ما آن است كه فقط به سوي آموزش فرآورده‌هايي كه ديگران به دست آورده‌اند حركت كرده‌ايم و به جمع‌آوري اطلاعات پرداخته‌ايم. رايانه و اينترنت نيز به انتقال سريع اطلاعات بسيار كمك كرده است، در صورتي كه ما نياز داريم اين اطلاعات را پردازش كنيم و به كمك آنها مسائل فردي و اجتماعي خود را حل و فصل كنيم. آموزش معلم‌هايي كه بتوانند دانش‌آموزان را به طرف توليد دانش حركت دهند نياز اصلي ما است. جامعه جديدي در حال تكوين است كه با جامعه قبلي ما متفاوت است. در جامعه جديد لازم است افراد با فناوري‌هاي جديد آشنا باشند. اين آشنايي را در مدرسه بايد به دست آورند. اما مسئله آن است كه معلم‌هاي ما كمتر با اينترنت و فناوري‌هاي اطلاعات آشنا هستند. بسياري از دانش‌آموزان و دانشجوياناز معلم‌هاي خود جلوتر هستند. ما به جاي معلم‌هايي كه از پرسش‌هاي دانش‌آموزان خود را دور مي‌كنند و يا جواب‌هاي نادرست مي‌دهند، معلم‌هايي مي‌خواهيم كه برانگيزاننده باشند، پرسش به وجود آورند، خلاقيت ايجاد كنند و تفكر انتقادي را باعث شوند. بنابراين، پيش از آن كه مدرسه‌ها را انبار انواع تجهيزات آموزشي كنيم لازماست مهارت‌هاي معمي را به آموزگاران آموزش دهيم.
فيزيك و نقش مدير دانش آموخته فيزيك
سال ۲۰۰۵ ميلادي به عنوان سال جهاني فيزيك انتخاب و اعلام شده است. در خصوص هدف ها و برنامه هاي محلي، منطقه اي و جهاني آن بحث هاي مفصلي در جريان است. يكي از اين بخش ها اثر علم فيزيك و فيزيكدانان در انواع فناوري ها، هنرها، فلسفه، جهان بيني و رفتار انسان است. حال اين پرسش مطرح است كه آيا علم فيزيك يا فيزيكدانان در مديريت هم، اثر چشم گيري داشته يا دارند؟ آيا مديراني كه زمينه تحصيلات آن ها فيزيك بوده است، در انجام وظايف مديريت كه برنامه ريزي، سازماندهي، آموزش، انگيزش، هدايت، نظارت، هماهنگي و نوآوري در محدوده مسئوليت خود بوده، موفق يا ممتاز از ديگران بوده اند؟
فيزيك، علم مطالعه جهان قانونمند است. فيزيك كل نگر است و زمان و مكان، آن را محدود نمي كند. فيزيك مشخص كرده كه همه چيز از جزء و كل در حركت و دگرگوني، بر طبق قوانين مشخص و منظم است. فيزيك در ميان تنوع پديده ها به مطالعه رابطه ميان آن ها مي انديشد و به دنبال يافتن وحدت نيروها در ميان انبوه واكنش ها است.
اما فيزيكدان از ميدان و نبرد آگاه است و مي داند براي آن كه كاري زياد و تندتر انجام شود، بايد نيروها را هم جهت كرد و در راستاي رسيدن به هدف به كار گرفت. او از بازده و راندمان باخبر است و مي داند كه براي افزايش بازده بايد موانع را برطرف كرد، فناوري هاي نو را به كار گرفت، راه هاي اتلاف انرژي را كاهش داد، از بازيافت هم استفاده كرد و همواره به دنبال يافتن روش هاي نو بود.
فيزيكدان مي داند كه امور جهان بر نظم استوار و جهان مقصد است و نبايد به دست انسان نابود و آلوده شود و مي داند ارزش هيچ چيزي به پايه ارزش انسان هاي شرافتمند، سازنده و نيكوكار نمي رسد و چنين انسان هايي را بايد در خانواده ها و مدارس تربيت كرد.
دانش آموخته فيزيك مي داند كه براي رسيدن به هدف هاي آموزش و پرورش لازم است شرايطي به وجود آورد كه فرد انساني داناتر و تواناتر باشد، افراد در جهت رسيدن به هدف هم راستا و هماهنگ باشند، نيازهايشان به درستي برطرف شود. همچنان كه اگر به خودرو سوخت مناسب و كافي برسد و موتور آن قدرتمند و راه بي خطر و صاف، سرنشينان به سلامت به مقصد خواهند رسيد.