Autor článku [X1] si v souvislosti s výzkumem fyzikálního vzdělávání pokládá zajímavou otázku: jaké fyzikální problémy se učí řešit studenti na britských a amerických středních a vysokých školách?

V době studené války se na vývoji americké vodíkové bomby podíleli dodnes oceňovaní vědci jako Stanislav Ulam, Edward Teller a Hans Bethe. Pro autora článku [X1] je překvapující, že nikdo svého podílu na vývoji nejničivější zbraně lidstva nikdy nelitoval. Nikdo z nich neprohlásil, že "na tomto nástroji smrti nechtěl pracovat", nebo dokonce, že "lituje svého podílu na jejím vzniku". Naopak, Hans Bethe ve svých vzpomínkách uvedl, že "myšlenky, jak odpálit vodíkovou bombu, byly zcela mylné, avšak intelektuální zkušenost byla nezapomenutelná".

Edward Teller byl vychován maďarským vzdělávacím systémem, v jednom z nejlepších prostředí pro mladého matematika, kde se naučil hlubokému myšlenkovému chápání. Stanislav Ulam, Edward Teller a Hans Bethe se stali legendárními řešiteli problémů. Jejich dítě, vodíková bomba, byla spojením fyziky a moci. Jejich horlivost při souboji s fascinujícími problémy se podle autora článku [X1] dodnes odráží ve způsobu, jakým se vyučuje fyzika ve Spojených státech amerických a ve Velké Británii.

Autor článku [X1] však říká: již žádné takové řešitele problémů. Jeho přáním je svět založený na vzájemné pomoci a nikoliv na hrubé síle, hrabivosti a násilí k uspokojení této hrabivosti. Přál by si, aby mohl učit, jak takový svět vytvořit. Jenže současná fyzika je dítětem studené války 50. až 80. let 20. století a dodnes v podstatě slouží síle. Pokud nevnímáme tuto těsnou souvislost, pak vychováváme studenty, kteří nevědomě a neúmyslně vytvářejí stále horší svět.

Souvislosti, zjevné při vývoji vodíkové bomby, jsou možná překvapivě silné také v dnešní čisté (neaplikované) fyzice. Mnoho fyziků bylo rozhořčeno, když americký kongres zrušil projekt supravodivého srážkového superurychlovače (SSC, Superconducting Supercollider). Většina měla pocit, že americká společnost bude ochuzena o odpovědi na dávné filozofické otázky o původu, vzniku a složení vesmíru.

Avšak pravda o skutečném významu superurychlovače je poněkud jiná. Fyzik Charles Schwartz díky americkému zákonu o svobodném přístupu k informacím (US Freedom of Information Act) získal od amerického Ministerstva obrany (DoD, Department of Defense) hodnocení supravodivého srážkového urychlovače předtím, než jeho financování schválil americký prezident Ronald Reagan:

"SSC projekt má pro Ministerstvo obrany mnoho průvodních důsledků, zejména v technologiích požadovaných pro Strategickou obrannou iniciativu (Strategic Defense Initiative), jako jsou paprsky částic, zpracování informací, počítačové řízení, pulsní zdroje energie a urychlovače vysokých energií.

Vývoj jaderných zbraní bude těžit ze základního výzkumu stavebních bloků atomové hmoty. SSC poskytne hodnotný zdroj vědeckého personálu. Mnoho vědců z laboratorního komplexu jaderných zbraní Ministerstva pro energii získalo své zkušenosti během práce s částicovými urychlovači."

Kde je nějaká zmínka o kvantové teorii pole a kosmologii? Jiní fyzici naopak byli rádi, že projekt SSC byl zrušen, protože odčerpával značné finanční prostředky, jichž se nedostávalo na menší, stolní experimenty fyziky pevných látek. Malý chlapec versus Velká Věda. Joe Schmidt cituje zdánlivě neškodné téma čisté fyziky "Interakce elektromagnetického záření s pevnými látkami":

"Cílem tohoto navrhovaného programu teoretického výzkumu je rostoucí poznání interakcí elektromagnetického záření, konkrétně infračerveného, s hmotou."

Jistě abstraktní, čistý a ničím nezatížený výzkum. Avšak americké Ministerstvo obrany pečlivě rozvažuje, do čeho investuje peníze. Mezi jinými výhodami uvádí:

"Infračervené optické vlastnosti těchto materiálů jsou důležité pro pochopení interakcí hmoty vystavené laserovým paprskům."

Na úvodní stránce novin New York Times se objevil článek o amerických ostřelovačích (sniperech) ve válce v Iráku. V tomto článku se uvádí, že satelitně naváděné bomby mohou zasáhnout cíl ze vzdálenosti až 300 tisíc stop a američtí ostřelovači mohou sledovat výraz ve tváři své oběti při jejím zásahu. Jejich zbraní je puška M-14 vybavená zvláštní optikou, která má nitkový kříž a na oběti laserem zobrazuje červenou tečku. Jeden z ostřelovačů popisuje výsledek slovy: "Strefil jsem jednoho hocha do hlavy a sledoval, jak jeho hlava explodovala".

Autor článku [X1] říká, že by se snad fyzika neměla vyučovat. Nebo naopak by se měla učit taková fyzika, aby lidé necítili strach z vědců a aby měli větší důvěru, že jako občané mohou vědu kontrolovat. Autor článku [X1] je učitelem fyziky a proto je také nucen "sloužit systému".

Často vyučuje aproximacím a názorným příkladům o velikostech veličin. Oblíbeným příkladem studentů je odhad, kolik barelů ropy Spojené státy americké dovezou ročně. Toto téma se po válce v Iráku stalo ještě aktuálnější. Ve Spojených státech žije asi 300 miliónů lidí, kteří ročně v automobilech projezdí průměrně 10 tisíc mil (1 americká zákonná míle = 1,6093426 km). Průměrná spotřeba amerických automobilů je 1 galon (3,7854345 dm³) ropy na 30 mil. Osobní automobilová doprava tedy ročně spotřebuje asi 10¹¹ galonů ropy. Jeden barel ropy je asi 1 metr dlouhý, 0,5 metru široký a 0,5 metru hluboký. To představuje 250 litrů, tedy asi 60 galonů ropy. Osobní automobilová doprava spotřebuje tedy asi 1,5 miliardy barelů ropy ročně. Další doprava a rafinace ropy v benzín spotřebuje dalších 1,5 miliardy barelů ropy. Pro další použití (elektrárny, teplo, energie, chemický průmysl) se spotřebuje další 3 miliardy barelů ropy. Do Spojených států se dováží polovina veškeré spotřeby ropy, tedy celkem 3 miliardy barelů ročně. Není proto žádným překvapením, že Spojené státy tak rachotí zbraněmi na Arabském poloostrově pod praporem "války proti terorismu", proč se vyhýbají většímu tlaku na palestinskou samosprávu s cílem omezit terorismus v Izraeli a proč nepodnikají žádné důraznější kroky proti komunistickému režimu v Severní Koreji.

Souvislostem fyziky a vojenské síly se nelze zcela vyhnout. Fyzika navíc často představuje bránu k dobře placeným místům ve výzkumu, v průmyslových firmách nebo třeba v medicíně. Omezením těžko pochopitelné matematiky lze fyziku přiblížit reálnému světu a učinit ji pro studenty méně odstrašující.

Fyzika je často uměním odhadu. Enrico Fermi odhadl velikost první atomové bomby pouštěním kousků papíru a pozorováním, jak daleko je zpětná rázová vlna vrhá. Britský fyzik G.I. Taylor, který se zabýval dynamikou kapalin, odhadl velikost výbuchu této atomové bomby z fotografií ohnivé koule publikované v časopise Life. Přední váleční fyzici, jako Hans Bethe, Richard Feynman a Enrico Fermi dělali aproximace brilantním způsobem.

Příkladem takové aproximace je odhad nákladů vynaložených na udržování vojenských sil na ostrahu ložisek ropy v Perském zálivu. Správný odhad je 100 miliard dolarů. To představuje 35 dolarů na každém barelu ropy dovezeném do Spojených států. Tato částka představuje téměř přesně cenu ropy na volném trhu. Pokud americká vláda tak usiluje o získání levné ropy pro Američany, proč její armáda neopustí Perský záliv a za takto ušetřené peníze raději nekoupí ropu pro americké občany?

Na protest proti válce v Iráku autor článku [X1] s sebou nosí list papíru s velkým nápisem "Oil-igarchy". Jeho protesty však občas narážejí na silný odpor.

V březnu 2003, když Američané a Britové zaútočili na Irák, byl při výuce termodynamiky pro 180 posluchačů fyziky varován. Studenti se na tento nápis ptali a autor článku [X1] svoji odpověď zveřejnil na svých webovských stránkách [X2]. Vysvětlil, že jako americký občan, britský občan a učitel fyziky má trojnásobný důvod protestovat.

Termodynamiku vyučuje opět pomocí odhadů, skupinových diskusí a argumentace studentů o fyzice. Jedním z příkladů byl například odhad tloušťky ledu na jezerech během chladné zimy nebo jak dlouho se musí vařit krocan.

Konzervativní kolegové z katedry jsou s jeho způsobem výuky nespokojeni nebo dokonce tímto netradičním přístupem pohrdají, a tvrdí, že jeho přednášky jsou příliš politické. Poukazují na jeho "Oil-igarchy" a na jeho webovské stránky, které odsuzují tradiční zkoušky. Studenti se pod vlivem takové výuky prý cítí nespokojeni sami se sebou. Pokrokovější kolegové naopak tvrdí, že studenti si mohou vyzkoušet nový učební styl. Přestože jsou také odpůrci britské vojenské přítomnosti v Iráku, požadují, aby přednášky neobsahovaly "politické aspekty". Důvody obou stran však brání tomu, aby konservativní kolegové dosáhli zrušení kursu a nutí lidi, aby brali jeho politické výstupy vážněji.

Pokud zvítězí konservativní kolegové, autor článku [X1] již nebude učit studenty, jak rozumně řešit problémy, a studenti nebudou mít žádnou představu o společenské a politické roli současné fyziky. Pokud naopak zvítězí pokrokovější kolegové, bude sice vychovávat studenty k řešení problémů a možná je přesvědčí, aby se někteří věnovali fyzice, avšak studenti opět nebudou mít žádnou představu o společenské a politické roli fyziky. Která z těchto variant je horší?

Proto ve třídě dále ukazuje stanovisko Ministerstva obrany k supravodivému superurychlovači a hovoří se studenty o současném vztahu vědy a zbrojního průmyslu. Může však patnáct minut v jedné ze stovek přednášek, které studenti za rok navštíví, nějak ovlivnit jejich postoje, když na druhé straně stojí vysoká prestiž, finanční fondy Ministerstva obrany a vysoké platy nebo finanční spekulace?

Americká vláda slouží svým mocenským zájmům, které prosazuje přes odpor mnoha lidí, kteří tuto politiku odsuzují. Příkladem může být válka ve Vietnamu nebo vojenská přítomnost v Iráku se skandály kolem mučení vojenských zajatců a vězňů.

Financování fyziky výrazně vzrostlo po druhé světové válce. Reformu fyzikálního vzdělání a financování fyziky urychlilo vypuštění sovětské sondy Sputnik v roce 1957. Žádné hnutí by jinak nemohlo přinutit vládu, aby investovala do fyzikálního vzdělání a výzkumu. Mnoho fyziků od té doby slouží státu. Stát dohlíží na výsledky a kvalitu jejich práce, což je jistě správné, avšak posuzuje tyto výsledky z hlediska svých záměrů.

Autor článku [X1] hovoří o výzkumu fyzikálního vzdělávání (PER, Physics Education Research). Tento výzkum původně vychází z kognitivní revoluce v psychologii. Jeden z průkopníků tohoto výzkumu Allen Newell studoval lidské myšlení jako část velkého systému pro zpracování informací. Pracoval ve středisku RAND, které bylo předchůdcem Severoamerického velitelství protivzdušné obrany NORAD. [N1], [N2]

Dalším průkopníkem byl Jerome Bruner. Během druhé světové války pracoval pro psychologické válečné oddělení Úřadu válečných informací (Office of War Information). Pro vzdělávací reformu využil svých schopností psychologického bojovníka. V 50. letech 20. století řídil projekt fyzikálního vzdělání, který financovala Národní vědecká nadace (NSF, National Science Foundation). Fyzika byla studentům přiblížena pomocí filmových ukázek, učebnic, přednášek a seminářů s cílem překonat odpor studentů a jejich konservatismus ve vzdělání. Bruner používal analogii zbrojního systému, kdy učitel, kniha, laboratoř, učební pomůcka, film a organizace výuky společně tvořili vyvážený výukový systém. Studená válka se stala v mysli všech reformátorů přívlastkem racionálního využívání nástrojů a mocným modelem pro emulaci při hledání řešení problémů vzdělání.

V 50. a 60. letech 20. století, kdy vrcholila studená válka, se myšlení, postoje a rozhodování studentů stalo předmětem měření a mapování a následné přeměny a překonávání odporu. Kognitivní psychologie tehdy poskytla nezbytné mocné nástroje.

V roce 1958 pouze 18 procent Američanů bylo přesvědčeno, že jejich vláda slouží pouze svým několika velkým zájmům. Avšak po válce ve Vietnamu mnoho institucí americké společnosti bylo otřeseno. Americký prezident raději rezignoval, než aby vyšlo najevo, na jakých zločinech se nepřímo podílel. Federální úřad pro vyšetřování (FBI, Federal Bureau of Investigation) [N3] sledoval americké občany. Ústřední zpravodajská služba CIA (Central Intelligence Agency) [N4] odstranila vlády v Guatemale, v Íránu a v Chile a dosadila na jejich místo vlády příznivé americkým korporacím.

V roce 1980 již 77 procent Američanů věřilo, že vláda slouží pouze svým několika velkým zájmům. Americké vládnoucí instituce potřebovaly ideologickou očistu. Prezident Jimmy Carter se svým zájmem o lidská práva přišel v pravý čas. Když se však debata o lidských právech uklidila, Spojené státy americké například dodaly své tanky a letadla Indonésii, aby mohla dobýt Východní Timor.

Podobnou ztrátu prestiže utrpěla americká věda. Firma Dow Chemical s pomocí vědců vyvinula a vyráběla defoliant Agent Orange a napalm. Některé americké společnosti otrávily životní prostředí produkty vědy. Vědci, služebníci zdiskreditovaného státu, ztratili důvěru veřejnosti a věda získala nepříjemnou příchuť.

Kde by stát mohl získat další služebníky? Mohla by část veřejnosti těmto služebníkům důvěřovat? Věda potřebovala značnou ideologickou podporu.

Získala ji ve správný čas v podobě kognitivní revoluce, ve výzkumu fyzikálního vzdělání, který měl posloužit slušnější a úctyhodnější fyzice. Studenti by měli pracovat ve skupinách. Učitelé by měli zjišťovat, co studenti znají, a vyučovat podle toho. Studenti by měli samostatně provádět experimenty a měli by sami zkoumat. Takto by se měli naučit, jak vědci objevují nové jevy a zkoumají svět, a měli by se naučit tak zvané vědecké metodě a epistemologii. Studenti by se stali šťastnými, tvořivými řešiteli problémů a zjistili by, že skutečná věda, na rozdíl od autoritářské vědy, je sílou, která slouží rozumu a dobru.

Jenže tato nová věda není zas tak nová. Například zpráva "Přehled o názorech na vědu" (the Views about Science Survey) tvrdí, že hodnotí, jak "odborné" jsou názory studentů na vědu. Žádná otázka se však netýká souvislosti mezi vědou a válkou, protože taková souvislost není odborným (tedy vědeckým) názorem na vědu. Avšak ještě v roce 1986 polovina z čerstvých absolventů bakalářského studia fyziky, kteří začali pracovat ve vědě a průmyslu, se nějak podílela na vojenských projektech. Pokud fyzikou je to, co fyzikové dělají, proč učitelé a přednášející o této souvislosti ve svých přednáškách a seminářích nehovoří? Nebo se pouze soustřeďují na řešení problémů?

Imperiální pravidla mohou využít jednu ze dvou strategií, jak donutit občany, aby pracovali pro elitu: buď podle románu "1984", v němž je použita fyzická síla, nebo podle románu "Brave New World" Aldouse Huxleye, v němž je použita psychologie. Výzkum fyzikálního vzdělání je hybridem obou přístupů: zaměstnává pokročilou sociologii k dosažení pokročilé fyziky.

Samotné fyzice vládne přístup románu "1984". Tento přístup se používá proti lidem ze vzdálených amerických impérií, jako je Vietnam, Kambodža, Indonésie, Írán, Irák, a také proti chudším cizincům ve Spojených státech. Bohatší Američané se baví ve svém "nádherném novém světě" hollywoodských filmů a celebrit.
 

Aldous Huxley v předmluvě svého románu "Brave New World" varoval:  "The most important Manhattan Project of the future will be vast government-sponsored enquiries into what politicians and the participating scientists will call 'the problem of happiness' - in other words, the problem of making people love their servitude."  "Nejdůležitějším Projektem Manhattan budoucnosti bude rozsáhlé vládou sponzorované zkoumání toho, co politikové a zúčastnění vědci budou nazývat "problémem štěstí" - jinými slovy, problémem, jak zajistit, aby lidé milovali své otroctví."

Jedním z příkladů je výzkum fyzikálního vzdělání, který skrývá službu moci ve slupce humanity.

Ve fiskálním roce 2002 americký federální rozpočet vydal 596,1 miliard dolarů na národní obranu a zbrojení. Z toho 344,4 miliard dolarů byly výdaje samotného Ministerstva obrany, 138,7 miliard dolarů byly výdaje na splácení národních dluhů z minulých válek, 50,8 miliard dolarů byly výdaje Ministerstva pro válečné veterány, 18,5 miliard dolarů byly výdaje Ministerstva pro energii, 17,6 miliard dolarů byly výdaje Ministerstva zahraničí na programy mezinárodní pomoci související s obranou, 17,5 miliard dolarů byly výdaje agentur zahrnutých do Ministerstva domácí bezpečnosti a 8,5 miliard dolarů byly výdaje na další zajištění domácí bezpečnosti. Pod programy mezinárodní pomoci se skrývají také výdaje na nákup amerických zbraní vyvezených do některých zemí a pod výdaji Ministerstva pro energii se skrývají výdaje na udržování, údržbu a vývoj jaderných zbraní.

Výdaje Spojených států amerických na obranu deset let po ukončení studené války dosahují téměř poloviny celkových výdajů federálního rozpočtu.
 

V roce 1967 Martin Luther King varoval:  "Národ, který vydává rok co rok stále více a více peněz na vojenskou obranu než na programy sociálního rozvoje směřuje k duchovní smrti."

V rocre 1968 byl Martin Luther King zavražděn zřejmě na pokyn americké vlády.

Moderní věda a moderní absolutní stát vyrůstají vedle sebe od 17. století. Byla uznána heliocentrická teorie Sluneční soustavy a Ludvík XIV., král Slunce, prohlásil: "Stát jsem já." Jak stát, tak věda nutně uctívají Zákon kapitálu. Zákonodárci ve Spojených státech nebo v Rusku závisejí na vědě kvůli její ideologické a fyzické moci. Dokud existuje nějaká elita, do té doby jí fyzika slouží a upevňuje její moc. Kdybychom chtěli vytvořit společnost bez takové elity, museli bychom uvážit, jak učit a jak financovat fyziku. Mohla by se fyzika řídit Hippocratovou přísahou? Jejím prvním příkazem je "neubližuj". Prvním krokem k potlačení zla je odmítnout se na něm podílet.

Autor článku [X1] je přesvědčen, že by se fyzika v podobě, v jaké ji požaduje americká vláda, neměla vůbec vyučovat. Vyučováním takové fyziky se vychovává pouze více posluhovačů státu a opravňuje se zneužívání vědy. Pokud se podílíme na zbrojení, vzdalujeme se mírovému, spolupracujícímu a spokojenému světu.

Odkazy a literatura:

[X1] Sanjoy Mahajan: Physics Educational Research: Or it's so hard to find good helps these days. Cavendish Laboratory Astrophysics. University of Cambridge. Cambridge, England. 3 May 2004. physics/0405006 e-Print archive. Los Alamos National Laboratory. US National Science Foundation.

[X2]Sanjoy Mahajan.

[N1] North American Aerospace Defense Command (NORAD). (1) Natura 9/2002

[N2] North American Aerospace Defense Command (NORAD). (2) Natura 10/2002

[N3] Vznik FBI. Natura 10/2000.

[N4] Ústřední zpravodajská služba CIA. Natura 10/2000.