Popularyzacja nauki podczas XXXV Zjazdu Fizyków Polskich

W dniach 20--23 września w Białymstoku odbył się XXXV Zjazd Fizyków Polskich. Jest to impreza organizowana co dwa lata przez Polskie Towarzystwo Fizyczne. Organizację tegorocznego Zjazdu powierzono białostockiemu oddziałowi PTF i Uniwersytetowi w Białymstoku, przy współudziale Politechniki Białostockiej oraz Akademii Medycznej w Białymstoku.

Udział w Zjeździe wzięło około 700 osób. Wykładowcami i gośćmi Zjazdu byli między innymi: prof. Jerome Friedman, laureat Nagrody Nobla w 1990 r, prezes Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego, prof. Adam Dziewoński, laureat Nagrody Crafoorda z 1998 r, prof. Ludgar Wöste, laureat tegorocznej Polsko-- Niemieckiej Nagrody M. Smoluchowskiego--E. Warburga, prof. Andrzej Kajetan Wróblewski, laureat Medalu Smoluchowskiego, sir Arnold Wolfendale, prezydent Europejskiego Towarzystwa Fizycznego. Program naukowy Zjazdu obejmował 3 sesje plenarne oraz 6 sesji satelitarnych, prowadzonych równolegle. Sesjom satelitarnym towarzyszyły dyskusje ,,okrągłego stołu''. Sesje plenarne, prowadzone w Teatrze Dramatycznym w Białymstoku, były na żywo transmitowane w Internecie, w formacie RealVideo. Z wykorzystaniem Internetu przeprowadzono również telekonferencję (Białystok – Warszawa) z dyskusji okrągłego stołu na temat "Czy Polska potrzebuje energetyki jądrowej?"

Po raz pierwszy w historii Zjazdu oprócz sesji plenarnych organizatorzy przygotowali obszerny program imprez popularnonaukowych. Do udziału w pokazach, wystawach i wykładach popularnonaukowych zaproszono młodzież szkolną i zainteresowanych mieszkańców miasta. W ciągu pięciu dni w imprezach popularnonaukowych towarzyszących Zjazdowi wzięło udział około 15000 osób. Przeważały grupy z białostockich szkół, chociaż nie brakowało wycieczek z innych miast północno--wschodniej Polski: Łomży, Suwałk, Ełku czy Hajnówki.

Organizacji imprez popularnonaukowych podjął się Uniwersytet w Białymstoku w sygnalizowanej niżej współpracy z innymi ośrodkami akademickimi. Zaangażowali się również nauczyciele i uczniowie białostockich szkół średnich. Szczególnie ważny był udział młodzieży jako prezenterów na wystawie zabawek.

Akceleratory i zabawki, czyli fizyka na poważnie i na wesoło

We współpracy zespołu Grzegorza Karwasza z WSP ze Słupska i Uniwersytetu w Białymstoku przygotowano wystawę ,,Fizyka zabawek'', podobną do tej która rok temu była wielkim przebojem warszawskiego Festiwalu Nauki. Ubiegłoroczne entuzjastyczne recenzje potwierdziły się. Wystawa, rodem z Uniwersytetu w Trydencie, przeniesiona przez Słupszczan na polski grunt, również w Białymstoku cieszyła się ogromnym zainteresowaniem. Na długo przed rozpoczęciem Zjazdu praktycznie cały czas trwania wystawy był już zarezerwowany, dlatego ekspozycję trzeba było przedłużyć o jeden dzień.

Wystawa pokazuje, że fizyki można uczyć w sposób niekonwencjonalny, za pomocą drobnych gadżetów, często przedmiotów codziennego użytku. W prosty sposób, bez kosztownego wyposażenia daje się wykonać mądre, przyciągające uwagę i efektowne pokazy, które uczą podstawowych praw przyrody. Z tego względu wystawa ,,Fizyka zabawek'' była równie inspirująca dla uczniów, co dla ich nauczycieli.

Na wystawie zabawek nie sposób się było nudzić: wystawa miała żywy, interakcyjny charakter, eksponaty przez cały czas były w ruchu, wszystkiego można było dotknąć, wypróbować własnoręcznie. Największy podziw zwiedzających wzbudziły te układy, których działanie w pierwszej chwili trudno sobie wytłumaczyć: walec pozornie wtaczający się pod górę lub elektroniczny zegar zasilany przez świeżą cytrynę. ,,Fizyka zabawek'' spotkała się też z dużym zainteresowaniem mediów. W telewizyjnych i prasowych relacjach ze Zjazdu migawki z tej wystawy pojawiały się częściej niż informacje o obradach plenarnych.

Z kolei wystawa ,,Akceleratory cząstek. Współczesne akceleratory'' była okazją do zetknięcia się z poważną fizyka, uprawianą na co dzień przez specjalistów z dziedziny cząstek elementarnych. Prezentowane były osiągnięcia największych europejskich ośrodków: CERN--u, niemieckiego DESY oraz warszawskiego Cyklotronu Ciężkich Jonów. Zdjęcia, plansze, filmy, programy komputerowe, a nawet elementy aparatury stosowanej w badaniach fizyki wysokich energii --- za pomocą wszystkich tych ośrodków naukowcy opowiadali o strukturze materii i o poznawaniu najdrobniejszych cząstek elementarnych.

Przygotowania do wystawy koordynował Jacek Turnau z Instytutu Fizyki Jądrowej z Krakowa. Na internetowym serwerze Zjazdu umieszczono z tej okazji kopie stron związanych tematycznie z wystawą: ,,Przygoda z cząstkami'' oraz ,,Witamy w CERN--ie''. Materiały te udostępniono internautom odwiedzającym stronę Zjazdu.

Kolejna wystawa zorganizowana podczas Zjazdu Fizyków poświęcona była astronomii. Na wystawie ,,Fizyka i kosmos'' prezentowano efekty badań astrofizyków, fotografie najodleglejszych gwiazd i galaktyk, ale też amatorskie zdjęcia nieba. Zaprezentowano ciekawą kolekcję meteorytów ze zbiorów Planetarium Olsztyńskiego, wystawiono astrolabium, globus sfery niebieskiej. Przez przenośną lunetę można było obserwować plamy na Słońcu. Prezentowano duże, barwne fotografie z teleskopu kosmicznego Hubble'a oraz z misji kosmicznych. Były też piękne zdjęcia z sierpniowego zaćmienia słońca, wykonane nad Balatonem przez członków białostockiego oddziału Polskiego Towarzystwa Miłośników Astronomii. Młodzi adepci astronomii mogli poradzić się specjalistów, jak obserwować i fotografować niebo.

Spore zainteresowanie wzbudziły meteoryty, o których opowiadała J. Biała z Planetarium Olsztyńskiego. Podziwiano grudki zachowane w całości bądź przepiłowane i oszlifowane, aby ukazać strukturę ich wnętrza. Niektórzy ze zwiedzających przynieśli na wystawę własne próbki ,,podejrzanych'' kamieni. Na miejscu można było sprawdzić, czy rzeczywiście pochodzą z kosmosu, czy są tylko ziemskimi minerałami o niecodziennych kształtach.

Wystawę ,,Fizyka i kosmos'' przygotowali Andrzej Branicki i Grzegorz Sitarski z UwB oraz J. Biała z Planetarium Olsztyńskiego. W ciągu pięciu dni wystawę odwiedziło około półtora tysiąca osób. Wystawie towarzyszyły popularne wykłady o astronomii, badaniach kosmosu i lotach międzyplanetarnych. Dobrym pomysłem było zaproszenie kosmonautów, gen. Mirosława Hermaszewskiego i dr Aleksandra Serebrova z Rosji. Podczas spotkania kosmonautów z młodzieżą padały nie zawsze poważne pytania. Rozmawiano i o bezpieczeństwie lotów kosmicznych, i o ...... ufoludkach.

Podczas Zjazdu Fizyków specjalną ekspozycję przygotowało Muzeum Przyrodnicze Instytutu Biologii UwB. Można było obejrzeć eksponaty zebrane przez pracowników Instytutu podczas wypraw polarnych w Arktyce i Antarktyce, wystawę opowiadającą o przyrodzie północno—wschodniej Polski, ekspozycję poświęconą rafom koralowym, fotograficzną wystawę skamieniałości zachowanych w bursztynie. Ekspozycję uzupełniały pokazy filmów przyrodniczych oraz multimedialnych programów komputerowych. Wystawę w Instytucie Biologii przygotował Wiesław Mikucki z UwB.

Podczas trwania Zjazdu mieszkańcy Białegostoku mogli oglądać przewoźne laboratorium Lidar z Uniwersytetu Warszawskiego, jedyne tego typu w Polsce, służące do badania zanieczyszczeń powietrza metodami laserowymi. Aparaturę ustawiono w centrum miasta, na wzgórzu św.Rocha.

O tym, że fizyki można uczyć nie tylko w dusznych salach wykładowych, przekonywał uczestników Zjazdu red. Wiktor Niedzicki z Telewizji Polskiej, laureat tegorocznej nagrody PTF za popularyzację fizyki. Dodatkowy wykład red. Niedzickiego, zamykający jedną z sesji plenarnych Zjazdu, należałoby raczej nazwać widowiskiem --- ubarwiły go pomysłowe i zręcznie wykonane pokazy. Dobrze się stało, że w tym czasie na widowni Teatru Dramatycznego oprócz uczestników Zjazdu zasiadła spora grupa młodzieży. Dla tych, którym nie udało się na żywo obejrzeć występu red. Niedzickiego w Teatrze, zorganizowano festiwal filmów popularnonaukowych, nakręconych w większości przez samego Laureata.

Z dużym zainteresowaniem uczestników Zjazdu oraz młodzieży spotkało się ilustrowane filmem wystąpienie A.Serebrova na temat "Lekcje fizyki z kosmosu".

Instytut tętnił życiem

Co prawda sesje Zjazdu Fizyków odbywały się w Teatrze Dramatycznym i w salach Politechniki Białostockiej, ale przez cały czas również siedziba Instytutu Fizyki UwB tętniła życiem. Tutaj toczyła się znaczna część popularnonaukowych imprez towarzyszących Zjazdowi: przed południem pokazy doświadczalne z różnych dziedzin fizyki, po południu --- wykłady popularnonaukowe.

Pokazy doświadczeń przygotowały różne ośrodki akademickie z całej Polski oraz firma Leybold. Całość koordynował Tadeusz Skośkiewicz z IF PAN w Warszawie. Grupy szkolne biorące udział w Zjeździe miały w czym wybierać, bowiem tematyka przygotowanych pokazów była bardzo szeroka: od pokazów niskotemperaturowych ze skraplaniem powietrza po frapujące doświadczenia z wahadłem Wilberforce'a. Prezentowano komputerowo wspomagane doświadczenia z mechaniki i elektrodynamiki, pokazy z fizyki jądrowej, termodynamiki i optyki. Na ogół były to doświadczenia wymagające długich przygotowań i specjalistycznego sprzętu, trudne do wykonania w warunkach szkolnej pracowni. Większość uczestników widziała tego typu pokazy po raz pierwszy w życiu, wielu z nich dzięki temu być może głębiej zainteresowało się fizyką.

Podczas Zjazdu swoje pokazy prezentowali również naukowcy z Instytutu Chemii UwB. Niektóre doświadczenia --- ,,węże faraona'' czy ,,wulkan'' --- wzbudzały na sali dreszczyk emocji. Inne pokazy uczestnicy mogli później powtórzyć samodzielnie, np. domowe sposoby czyszczenia srebrnych przedmiotów za pomocą sody, soli kuchennej, ciepłej wody i folii aluminiowej.

Popołudniowe wykłady popularnonaukowe w Instytucie Fizyki również były żywe i niekonwencjonalnie prowadzone. O wynikach ogólnopolskich badań nad występowaniem radonu w naszych domach mówiła Józefina Turło z Torunia. Z zapachami w doświadczeniu i teorii zapoznał widownię E.Dubis z UwB. Wykład Wojciecha Siwaka z UwB, poświęcony ,,Audiosferze na przełomie stuleci'' --- komponowaniu, nagrywaniu i odtwarzaniu muzyki przy pomocy komputerów i Internetu, ilustrowany był pokazem cyfrowych metod syntezy dźwięku, a sala wykładowa przekształciła się na ten czas w profesjonalne studio muzyczne. Nowoczesnym technikom poświęcone były inne wykłady naukowców z UwB: Andrzeja Trybulca o języku Mizar do komputerowej weryfikacji dowodów matematycznych oraz Marka Kisielewskiego i Marii Tekielak o cyfrowej obróbce obrazów.

Laboratorium komputerowe

Zjazd Fizyków stał się okazją do zaprezentowania komputerowego laboratorium do nauczania przedmiotów przyrodniczych, które tworzone jest od trzech lat w Instytucie Fizyki UwB. Obecnie laboratorium składa się z kilkunastu skomputeryzowanych stanowisk doświadczalnych. Komputery, za pośrednictwem prostych interfejsów, oraz sond (pozwalających na pomiar położenia różnych obiektów, kąta, natężenia światła, pola magnetycznego, temperatury,....) służą do sterowania przebiegiem eksperymentu, a także do zbierania danych, dalszej analizy i prezentacji wyników. Układy doświadczalne oraz część oprogramowania są projektowane i tworzone na miejscu, przez pracowników Instytutu i studentów. Dzięki ,,komputerowemu wspomaganiu'' znacznie poszerza się, w porównaniu z klasyczną pracownią studencką/uczniowską, zakres możliwych do przeprowadzenia eksperymentów.

W ciągu czterech dni w pokazach laboratorium komputerowego wzięło udział kilkadziesiąt grup szkolnych z Białegostoku i regionu. Pokazy prowadzili studenci II roku fizyki.

Dodatkowo pokazy laboratorium komputerowego uzupełnione były o część ,,numeryczną'': 10 stanowisk do komputerowych symulacji zjawisk z różnych obszarów fizyki. Wykorzystano w tym celu oprogramowanie tworzone w ramach amerykańskiego projektu ,,CUPS'' oraz pakiet Mathematica, który na UwB stosowany jest szeroko do badań naukowych w fizyce teoretycznej oraz przy nauczaniu przedmiotów komputerowych. Co ciekawe, spore zainteresowanie oprogramowaniem do symulacji fizycznych wykazywali sami nauczyciele --- ten sposób prowadzenia dydaktyki będzie zapewne coraz szerzej wkraczał do szkół, w miarę poprawy wyposażenia pracowni komputerowych i podnoszenia kwalifikacji nauczycieli.

Podczas Zjazdu swoje prace prezentowali też laureaci konkursu ,,Komputer w nauczaniu przedmiotów przyrodniczych''. Wśród nowych trendów w dydaktyce fizyki, o których mowa była na białostockim Zjeździe, uwagę zwraca coraz szersze wykorzystanie sieci komputerowych, a zwłaszcza Internetu. Nowym metodom kształcenia, zakładającym aktywne korzystanie z Sieci, poświęcone były warsztaty ,,Fizyka w Internecie'', które podczas Zjazdu Fizyków prowadził Stanisław Różański, laureat konkursu komputerowego. Podczas warsztatów prezentowane były przykłady wykorzystania Internetu w dydaktyce fizyki. Podstawowym warunkiem, wciąż trudnym do spełnienia w większości polskich szkół, jest oczywiście pracownia komputerowa wyposażona w łącze internetowe. Sieć stwarza niespotykane dotąd możliwości: szybki dostęp do informacji zgromadzonych na serwerach ftp i www na całym świecie, praca z interaktywnymi programami i stronami www, zawierającymi demonstracje z różnych dziedzin nauki, udział w międzynarodowych programach edukacyjnych, prowadzenie eksperymentów ,,na odległość'', sterowanych zdalnie przez Internet.

Eksperyment w Internecie

Imprezy popularnonaukowe towarzyszące Zjazdowi Fizyków dostępne były nie tylko dla grup szkolnych z Białegostoku i okolic, ale też dla szerokiej rzeszy użytkowników Internetu. Podczas Zjazdu w Instytucie Fizyki uruchomiono stanowisko doświadczalne, którym można było sterować całkowicie zdalnie, poprzez Internet.

Doświadczenie polegało na badaniu struktury domenowej warstwy kryształu granatu. Mikroskop optyczny, w którym umieszczono próbkę, sprzężony był z kamerę ccd oraz fotodiodę. Każdy użytkownik Internetu, po połączeniu się z naszym serwerem, mógł w okienku swojej przeglądarki ustawić natężenie pola magnetycznego i uruchomić kamerę, a po chwili mikroskopowe zdjęcie domen magnetycznych pojawiało się na ekranie jego komputera. Bardziej dociekliwi internauci mogli wielokrotnie powtarzać doświadczenie i obserwować, jak struktura domenowa zmienia się przy różnych wartościach pola. Druga część eksperymentu polegała na badaniu procesów namagnesowania próbki. Również tutaj internauta sam ustawiał parametry układu i kliknięciem myszki uruchamiał pomiar. Jednym z wyników była krzywa histerezy magnetycznej, wyświetlona w okienku przeglądarki.

Dla dodania realizmu całemu przedsięwzięciu dodatkowa kamera video bez przerwy filmowała pomieszczenie, w którym ustawiono aparaturę oraz ..... akwarium z rybkami. Obraz z tej kamery również był transmitowany do Internetu, w postaci klatek odświeżanych co kilka sekund.

Popularnonaukowe wykłady "wyjazdowe"

W piątek 24 września większość uczestników Zjazdu podziwiała przyrodę Podlasia biorąc udział w wycieczkach. Czwórka wykładowców pracowicie spędziła piątkowe przedpołudnie w Łomży (Jadwiga Biała i Krzysztof Piotrzkowski) i Suwałkach (Jan Królikowski i Aleksander Serebrov). Kilkaset osób z dużym zainteresowaniem wysłuchało ich wykładów o badaniach cząstek elementarnych oraz Kosmosu.

Więcej informacji na temat imprez towarzyszących Zjazdowi można znaleźć na internetowych stronach http://physics.uwb.edu.pl/ptf/zjazd.shtml".

Zestawienie ilości uczniów biorących udział w imprezach popularnonaukowych towarzyszących
Zjazdowi Fizyków Polskich w Białymstoku w dniach 20-24 września 1999r.

Łącznie ~ 15 000

W imprezach uczestniczyli uczniowie i nauczyciele ze 110 szkół średnich i podstawowych oraz gimnazjów z Białegostoku oraz z Łomży, Suwałk, Augustowa i Ełku, Sokółki, Bielska Podlaskiego, Hajnówki, Supraśla, Knyszyna, Drohiczyna, Dąbrowy Białostockiej,....