Konkret czy abstrakcja?
Za moich dziecięcych czasów zmontowanie obwodu elektrycznego należało do żelaznego repertuaru zabaw kilkulatka. Bodaj najpopularniejszą baterią była tzw. płaska 4,5V.
Powszechnie stosowana na przykład w latarkach:
Żaróweczki do takiej lampki, były w powszechnej sprzedaży – nie pamiętam już w jakich sklepach, ale widziałem je wielokrotnie. Do tego kabelki – miedziane druciki w izolacji. Przynosiłem je „z dworu”. Nie wiem skąd się tam brały, ale jakoś było ich zwykle pod dostatkiem – wyrabiało się z nich na przykład skoble do proc.
Jak już się zgromadziło takie cuda, to wykonanie obwodu, który kilka lat później mogliśmy znaleźć w podręczniku fizyki, było po prostu elementem zabawy. Bardzo pozytywny przykład gdzie zjawiska i pojęcia fizyczne (prąd, światło, obwód elektryczny, źródło napięcia) pojawiają się w sposób naturalny poza szkolną klasą, gdzie uczy się fizyki.
Czy dziś da się powtórzyć takie eksperymenty? Oczywiście tak, ale jest to trudniejsze. Z czym się kojarzy dziś młodym ludziom słowo „latarka”? Raczej z czymś takim:
Nie znajdziemy tam żarówki tylko diodę. Raczej nie rozbierzemy tego na części, żeby na biegunach baterii umieścić kabelki i „przytykać” nimi do żaróweczki. Dla współczesnego dziecka „samodzielne zmontowanie obwodu elektrycznego” coraz bardziej staje się podobną abstrakcją co sformułowania „elektrony przewodnictwa” czy „emisja fotonów”.
Kwantowa latarka
Przypadek ten pokazuje jeszcze jedną ważną sprawę. Za sprawą elektroniki w naszym otoczeniu przybywa urządzeń, których działania nie da się opisać językiem fizyki klasycznej. Świecenie żarówki objaśnialiśmy tym, że w metalu są ładunki (elektrony), po podłączeniu baterii pojawia się tam pole elektryczne, które rozpędza owe ładunki. Te natomiast uderzając w atomy (ściślej jony) metalu oddają swą energię kinetyczną (wyhamowują) i stąd metal staje się cieplejszy. Jak się rozgrzeje bardzo mocno – bardziej niż „do czerwoności” – to świeci. Opis ten, jak się przyjrzeć bliżej, rozłazi się, ale dziecku powinien starczyć.
Z diodą w latarce nie pójdzie tak łatwo. Na pewno się nie nagrzewa tak mocno jak żarówka. Źle podłączona nie świeci. Nie świeci też przy zbyt małych napięciach. Bez pojęć rodem z mechaniki kwantowej nie opiszemy za wiele, ani nie objaśnimy. Bo diodowa latarka to urządzenie kwantowe.
Doszliśmy do sytuacji, kiedy istotne elementy mechaniki kwantowej, a przynajmniej zestaw pojęć którymi się ona posługuje, powinny trafić do powszechnej świadomości. Może nawet poprzez szkołę podstawową. W przeciwnym razie coraz większe połacie otaczającego nas świata staną się „nieobjaśnialne”. Coś jak czary.
