Szemelvények a modern fizikából: Erdélyi Magyar Fizikatanári Ankét 2023

Szemelvények a modern fizikából:  Erdélyi Magyar Fizikatanári Ankét 2023
Hogyan kerül egy fedél alá Schrödinger bizonytalan sorsú macskája az űrszeméttel, vagy a parányi Higgs-részecske a sok milliárd fényévnyi univerzummal? Erre és sok más kérdésre a választ az EmpirX egyesület a Babeș-Bolyai Tudományegyetem (BBTE) Magyar Fizika Intézetével közösen hozta egy máramarosi tető alá október 6. és 8. között, Izaszacsalon (Săcel).

A lassan hagyománnyá vált Erdélyi Magyar Fizikatanári Ankét már több éve biztosít keretet erdélyi és anyaországi iskolák fizikatanárai számára szakmai kommunikációra, kapcsolatfelvételre, feltöltődésre, tervezgetésre. Az idei rendezvényen is a résztvevők közötti kémiát elsősorban a fizika biztosította, így a rendelkezésre álló idő java részében a 27 erdélyi és hét anyaországi fizikatanár a modern fizika területein andaloghatott többek között a kolozsvári egyetem oktatóinak és kutatóinak idegenvezetésével. A magyar kultúrtérben megszokott panaszkodáson túllépve, a közösség megpróbált konstruktív ötleteléssel választ adni az erdélyi magyar nyelvű fizikaoktatás és fizikus utánpótlás  21. századi kihívásaira. 

A rendezvény nyitányaként a kvantummechanika különböző értelmezéseiről hallottak a résztvevők (Nagy László, BBTE). Körvonalazódott egy olyan végkövetkeztetés, hogy a még mindig folyó kutatások ellenére a matematikai számításokat és a méréseket tökéletesen összekapcsoló kvantummechanika intuitív értelmezése továbbra is vita tárgya, az áltudományok művelőinek nem kis örömére. 

A témához szorosan kapcsolódva a fénypolarizáció került  terítékre, mint a kvantummechanikában előforduló  fogalmak és valószínűségi szemléletmód iskolai szinten való bevezetésének hatékony módja (Tóth Kristóf, ELTE).  Ennek egy elméletibb megközelítése révén (Komáromi Annamária, Budapest) a lineáris algebra is kézzelfoghatóbbá tehető a fizika iránt érdeklődő diákok számára. 

A kvantumfizika egyik alapjelenségeként ismert fényelektromos hatás  kardinális jellemzőinek számbavételének folytatásaként (Lénárd Levente, Nagykároly), a jelenség látványos, „filléres” befektetést igénylő  kísérleti szemléltetése (Piláth Károly, Budapest) biztosította a hallgatóság szórakozását, miképpen azt a hullámzó háttérzaj, gyakori bekiabálás és nevetés is elárulta. 

A megfelelő szellemi táplálék elfogyasztását követően kiadós vacsora alapozta meg a fizikusok fizikai erőnlétét. Az este kötetlen beszélgetéseken keresztül csengett le. 

A másnap reggel a részecskefizika 40 éves kalandjával indult (Horváth Dezső, MTA Wigner FK & BBTE). A hallgatóság ízelítőt kapott a világ legnagyobb részecskefizikai laboratóriumában, a CERN-ben zajló kutatói munkáról, amelyről csak szuperlatívuszokban lehet beszélni, legyen szó energiáról, vagy mágneses térerősségről, szervezésről vagy mérnöki teljesítményről, nem-kevésbé költségekről. Azt is megtudtuk, hogy az Agymenők szitkom sorozatban a háttérben fel-felbukkanó, elméleti számítások helyességéért egy fizikus kezeskedik, akinek munkájában nagyszámú kolléga keresi a szálkát, szakmai indíttatással kevert jóindulattal.  Kiderült, hogy a Higgs-részecske nem a CERN-ben kiállított nagyon pici golyó, hanem egy csúcsos grafikon a számítógép képernyőjén. Egy olyan grafikon, ami Nobel-díjat ért 2013-ban, mivel azóta a világról alkotott képünk egyik tartógerendája már nem spekulációból, hanem bizonyosságból áll. Egyúttal konkrét tippeket is kaptak az oktatók a CERN-be szervezhető osztálykirándulásokról. 

A rendezvény legünnepélyesebb mozzanataként Gagyi Anna, a székelyudvarhelyi Tamási Áron Gimnázium fizikatanára, kiváló munkásságának elismeréseként, átvehette a 2023-as év Tellmann Jenő-díját. 

A délelőtt hátralevő része a feladatmegoldásoké volt. A már kötelező programpontként megszokott trükkös és tanulságos fizika feladványok (Honyek Gyula, Budapest) mellett ezek eredményének hatékony, „ránézésre” történő ellenőrzése került fókuszpontba (Miholcsa Gyula, Marosvásárhely). 

Első alkalommal az Erdélyi Fizikatanári Ankét történetében a tankönyvek írásának és kiadásának elégtételei és buktatói is szóba kerültek (Bogdán Károly, Nagyvárad). 

Délután, a helyi időjárás nagyvonalúságának hála, a fizikusok többsége az ország egyik legszebb és legnagyobb zuhatagánál,  a 90 méter magas Lóhavasi vízesésnél töltötte meg a tüdejét oxigénnel, szemét látvánnyal, lépésszámlálóját kilométerekkel.  

A feltöltődést, kapcsolatépítést szolgálta a közös kirándulás

A kirándulástól és vacsorától elpilledt társaságba a fizikaoktatás és fizikus képzés jövőjének demográfiai és egyéb vonatkozásait feszegető vitaindító lehelt újra életet (Kapusi Hajnal, Felsőboldogfalva). A derűlátóbb megközelítés szerint az oktatói bérek emelkedésével a tanári hivatás megítélése is javulni fog a pályaválasztó fiatalok körében és remélhetőleg megfordul az a folyamat, amely a végletekig fokozta a tanárhiányt az erdélyi magyar fizikaoktatásban.  

A zárónap délelőttjét úgy töltötte be az űr, hogy közben a nagyon távoli galaxisok is közelebb kerültek a résztvevőkhöz, akik felidézhették a világegyetem izgalmas modern kori történetét illetve az univerzum sok milliárd éves fejlődését az ősrobbanás első billiomod másodpercétől kezdve (Harkó Tibor, BBTE). A James Webb űrtávcső révén fény derült egy, a végtelen mélysötétben rejtőző olyan galaxisra is, amely távolsága alapján az ősrobbanás pillanatához közelebbinek, azaz fiatalabbnak számít, mint a benne található csillagok. Az előadó szerint megvan az esélye, hogy a kozmológia újabb paradigmaváltás, az emberiség világegyetemről kialakított képe pedig komoly ráncfelvarrás előtt áll. 

Az elmét és képzeletet próbára tevő korlátlan idők és távolságok feltárásán túl, a gyakorlatiasság jegyében az emberiségnek a saját udvarában is kell sepregetnie. Többek között űrszemetet. Rendkívül érdekes bemutató keretein belül megtudtuk, hogy az űrtechnológiák fejlődésével a tudomány mellett olyan súlyos szereplők mint a pénzügyi tőke vagy  a hadászat is igényt tart a nulla gravitációra (Kovács Kálmán, Magyar Asztronautikai Társaság). Ennek következményeként egyre inkább „űrtevékenységről” beszélünk a korábbi űrkutatás helyett. A szünetben az is kiszivárgott, hogy az olyan távoli tartományok meghódítását, mint például a Mars, a mesterséges intelligenciára bízzuk, azon egyszerű oknál fogva, hogy egy „zöldmezős beruházás” a vörös bolygón sok emberi életet követelne mielőtt biztonságos körülmények között a gazdaságilag fenntartható tevékenységeket beindíthatnánk. 

És ha már mesterséges intelligencia, akkor az oktatás vonatkozásában is felmerült a használata. A fizikatanításban betöltött lehetséges szerepéről egy valóban felvillanyozó bemutatót hallgathattunk meg (Barsy Anna, Budapest). Az OpenAI ChatGPT-jére épülő magyar fejlesztés, a Redmenta látványos módon generált minimális utasítás és információk alapján teljes feladatlapokat és egyéb oktatói anyagokat. A hallgatóságnak a fent nevezett robottal való interakciók során szerzett vegyes tapasztalata ellenére a bemutató nyilvánvalóvá tette, hogy a mesterséges intelligenciát lehet szeretni, lehet tőle idegenkedni, de elkerülni már középtávon sem lehet. Különösképpen az oktatásban nem. 

Az iskolában használható 21. századi technológiákkal további két előadó is foglalkozott. Az Arduino nyílt forráskódú elektronikai platform újabb és kevésbé ismert fortélyaiba, illetve ennek a fizikaórán való hasznosításába nyerhettünk betekintést (Ferenczy Árpád, Székelyudvarhely). A János Zsigmond Unitárius Kollégiumban felszerelt SmartLab okos laboratóriumban pedig a diákok kis csapatokban közreműködve modulárisan összeszerelhető, modulonként programozható robotokat tudnak komplex feladatok elvégzésére rávenni, vagy virtuális valóság szemüvegeken keresztül úgy használni interaktív tananyagokat, hogy közben a vezető tanár minden lépésüket nyomon követheti (Herczeg Ágnes, Kolozsvár). 

Az amúgy kifinomult eljárást igénylő Schlieren képalkotási módszert követve sikerült látványossá tenni egy láng körüli hőáramlást, sőt magát az öngyújtóból áramló gázt is egy parabolatükör és egy átlagos okostelefon segítségével (Vavrik Márton, Budapest). 

Az ankét zárásaként a csúcstechnológiáktól megfáradt fizikatanárok klasszikus fizikával regenerálódtak és megtudták, hogy a hőcserélő azonos elven működik mint a jeges vízben ácsorgó vízimadarak hőháztartása: az erek optimális összefonódásának köszönhetően a lábakból felfele áramló  hideg és oxigénszegény vért felmelegíti a lefele tartó meleg, oxigéndús vér, mely így hidegen érkezik a lábakhoz és nem fűti a patakot a madár számlájára. 

Az ankét végén mind hallgatólagosan, mind pedig szóban is kifejezésre került, hogy az idei, Bethlen Gábor Alap támogatásával létrejött esemény nem lesz az utolsó az Erdélyi Magyar Fizikatanári Ankétok sorában. Mi több, a rendezvény egyre nyilvánvalóbb ismérveit mutatja egy olyan fórum létrejöttének, amely irányt adó az erdélyi fizika humánerőforrás utánpótlásában és mintául szolgálhat az oktatás más területein is, határainkon innen és túl. 

Lázár Zsolt József, BBTE, Magyar Fizika Intézet