Гамбургский научно-технический семинар

Das wissenschaftlich-technische Seminar in Hamburg

Доклад "К вопросу о создании физико-математической научной школы в Германии"

К вопросу о создании физико-математической научной школы в Германии

Дата: 28.04.2011 в 16:00
Тема: К вопросу о создании физико-математической научной школы в Германии
Выступающий:
Ольга Шамфарова, кандидат физико-математических наук

Аннотация автора
Доклад посвящен духовному наследию немецкой науки на рубеже 19-го и 20-го веков. Обсуждается исторический аспект вклада немецкой науки в мировую и ее связь с советской наукой. Рассматривается роль ведущих немецких математиков в области образования и просвещения.

Фото с сайта www.commons.wikimedia.org
На фото - здание Гёттингенского университета

Реферат доклада

К вопросу о создании научной школы в Германии.

Доклад посвящен духовному наследию немецкой науки и культуры на рубеже 19-го и 20-го столетий, её вкладу в мировую науку,
В конце 19-го века Геттинген становится самым крупным международным научным центром. Большая заслуга в организации, преобразовании и становлении этого центра по праву принадлежит известному немецкому математику Феликсу Клейну (1849-1925). Фундаментальные работы в области геометрии и её практического применения принесли Ф.Клейну мировую известность. Его многочисленные труды опубликованы в престижных научных изданиях и переведены на многие языки мира. Лекции Ф.Клейна пользовались большим успехом у студентов. Материалы его лекций легли в основу многих книг, как, например, „Лекции об эволюции математики в 19-м веке", 1926г., переведенной на русский язык.
Ф.Клейн проявлял большой интерес к системе образования в Германии. Изучая историю преподавания математики в разных странах, он пришёл к выводу о необходимости введения реформы в немецких школах. Идея этой реформы заключалась в том, чтобы преподавание курса элементарной математики и других естественных наук шло на более углублённом уровне и в большем объёме. Клейн считал, что школьники должны учиться логически мыслить и развивать хорошее пространственное воображение. Указом Кайзера в 1900 г. была проведена соответствующая реформа, которая вошла в историю как реформа Клейна. В результате такого преобразования немецкие школы уже не были ориентированы только на гуманитарные предметы.
В 1908г. была создана комиссия, занимающаяся вопросами преподавания математики и естественных наук. В том же году была создана аналогичная комиссия на международном уровне. Ф.Клейн был избран её председателем и занимал этот пост вплоть до 1916г.
Педагогические усилия Клейна нашли отражение в его книге:„0 высоком уровне преподавания элементарной математики ", вышедшей в 3-х томах в 1908г. В 1897г. в Цюрихе состоялся первый международный математический конгресс. Ф.Клейн выступил с пленарным докладом: „К вопросу о самом качественном преподавании математики", вызвавшем большой интерес у участников конгресса.
Занимаясь наукой и образованием, Ф.Клейн создавал сильнейшую в мире научную школу математиков. Надо отметить, что условия для этого у него были хорошие. Кайзеровская Германия поддерживала просвещение и науку, понимая, что это составляющие прогресса общества. Поэтому идея Ф.Клейна о создании в Гёттингене международного центра математики была финансово поддержана директором прусского министерства культуры Ф. Альтгоффом (F.Althoff). В процессе создания этого центра стало очевидным, что не только математики, но и учёные из других областей естественных наук (физики, химики, биологи и др.) должны быть привлечены к общей работе. Так зарождался крупнейший в мире научный центр, лидирующий вплоть до событий 1933г. В конце 19-го века в Гёттингене сформировалась сильнейшая группа немецких математиков, в которую кроме Ф.Клейна входили такие известные математики, как D.Hilbert, RCourant, H.Minkowski, H.Weyl и др.
Ф.Клейн помогал и содействовал в работе многим талантливым учёным. В те годы женщин не допускали к работе в науке, да и вообще им трудно было получить высшее образование. Ф.Клейн считал это большой несправедливостью. Ему удалось помочь некоторым талантливым женщинам получить учёную степень. Среди них была и известный русский математик Софья Ковалевская.

В1893г. Ф.Клейн впервые посещает Соединённые Штаты Америки (an der Northwestern University), где он прочитал ряд лекций и ознакомился с состоянием науки в Америке. Его визит оказал большое влияние на американских математиков, и как результат, на обучение в Гёттинген начали приезжать американские студенты. Последующие поездки в США убедили Ф.Клейна в необходимости ориентации Гёттингенского научного центра не только на фундаментальные, но и на прикладные исследования. Пользуясь финансовой поддержкой со стороны крупных промышленных фирм, Ф.Клейн создаёт в университете отдел технической физики по внедрению научных разработок в индустрию, который впоследствии становится большим предприятием. Так впервые в Германии было создано предприятие при научном центре, соединившее Университет и промышленность. В последующие годы в Гёттингене работают известный специалист в области гидродинамики L.Prandtl и прикладной математик C.Runge. Крупнейшие физики 20-го века также были приглашены на работу в Гёттинген(Nernst, Born, Frank, Debye и др.).
Здесь надо отметить одно важное обстоятельство. Появление блестящей плеяды учёных, создававших в начале 20-го века квантовую физику (Heisenberg, Born, Jordan, Schrodinger, Pauli, Dirac und andere), несомненно, является заслугой научной школы Ф.Клейна и его коллег. Впервые в Германии зарождается новое направление в физике - теоретическая физика, без которой невозможно было создание новой квантовой физики. Многие выдающиеся достижения и эффекты в науке были предсказаны физиками-теоретиками с помощью сложных математических расчётов и задолго до их экспериментального подтверждения. Ранее такой стиль работы был несвойственен учёным, работающим в области естественных наук. Физика вообще была наукой сугубо экспериментальной, а теоретические расчёты и формулы использовались как вспомогательные средства, подтверждающие эксперимент. Поэтому появление в Германии новой профессии физика-теоретика вызвало мощный резонанс в научном мире.
Стремительное развитие новой науки с использованием мощного математического аппарата и современного по тому времени эксперимента дало возможность понять поведение материи на микроскопическом уровне. В начале 20-х годов 20-го века в университетах Германии начинаются чтения лекций по теоретической физике с целью подготовки специалистов в новой области исследования. Поэтому за знаниями приезжали учиться именно в Германию. Как я ужу отмечала, на рубеже 19-го и 20-го столетий Ф.Клейн и его коллеги создали сильнейшую школу математиков в Германии. В этой связи меня заинтересовал вопрос о том, когда и где вообще впервые зародилось само понятие научная школа. Ёмкое, большое понятие. Это и направление, и высокий научный уровень, и объединение научных интересов, и подготовка новых научных кадров. И, конечно микроклимат заинтересованности. Обращаясь к наследию многочисленных трудов Ф.Клейна, посвященных истории международной науки, можно понять, что научные школы стали зарождаться ещё в начале 19-го века в Европе. Математика 19-го века формировалась под влиянием французских математиков (Лангранж, Лаплас, Фурье, Пуанкаре и др.). Их гениальные труды сформировали современную высшую математику, оказав большое влияние на немецких и английских математиков (Гаусс, Грин, Якоби, Дирихле, Томсон, Вебер, Риман, Гумбольт и др.). Но большинство из этих великих математиков были учёными-одиночками.
Как отмечает Ф.Клейн, впервые научную школу математиков организовал великий немецкий физик Якоби (Университет в Кёнингсберге, Пруссия, 1826г.). Научное влияние Якоби было огромным как внутри Германии, так и в Европе. Все немецкие Университеты были под влиянием его работ. Якоби была создана фундаментальная теория эллиптических функций, которые используются в современной науке и называются функциями Якоби. Его работы в области фундаментальной и прикладной науки сделали его имя бессмертным. Под влиянием научной и педагогической деятельности Якоби в Германии была высоко поднята планка научного уровня работ, публикуемых в научных журналах. Тенденция к высоким научным требованиям, необходимость сдачи экзамена по высшей математике для подтверждения научного и педагогического статуса - всё это послужило базой для зарождения научной школы. Первый в Пруссии физико-математический семинар с привлечением учёных из других стран был также организован под руководством Якоби. Его многочисленные талантливые ученики продолжали успешно работать уже после его ухода. Благодаря влиянию научной школы Якоби немецкие Университеты стали самыми престижными и привлекали на учёбу студентов из разных стран. Как отмечает Ф.Клейн, Якоби стал первым еврейским математиком, занявшим ещё в начале 19-го века ведущее место в немецкой науке. Якоби и его школа - это интеллект и высокая немецкая культура, свободный дух и радость познания законов природы.
Итак, к началу 20-х годов прошлого века немецкая научная физико-математическая школа является лидирующей в мире. Теория относительности Эйнштейна, атомная модель Бора, формула Планка стали основой новой квантовой физики. Эти годы принято называть goldenes Zeitalter der deutschen Wissenschaft. Несмотря на большой экономический кризис, наступивший сразу после первой Мировой войны, Веймарская Германия, также как и ранее Кайзеровская, оказала масштабную финансовую поддержку немецкой науке. В начале 20-х годов в Германии работали в области фундаментальной науки порядка 1000 учёных, а к началу 30-х годов около 2500. Среди них были учёные с мировыми именами, многие из них одновременно занимались наукой и преподавательской деятельностью.
Нигде в мире тогда не было такой крупной и блестящей научной школы. С наукой был связан экономический прогресс, духовная жизнь общества и национальный престиж. В эти годы в Германии создана разветвлённая сеть научно-исследовательских институтов (Gottingen, Munchen, Heidelberg, Kiel).
Немецкая наука оказала большое влияние на российскую, а позже и на советскую науку. Научная работа в России проводилась ранее только на кафедрах в университетах и других ВУЗах.
Одним из главных организаторов научных центров в Советском Союзе стал академик А.Иоффе. Благодаря поддержке и помощи крупного немецкого физика П.Эренфеста, с которым Иоффе связывала многолетняя дружба, В Советском Союзе появляется сеть физико-технических институтов (Петербург, Москва, Харьков, Днепропетровск, Свердловск и др.). С начала 20-х годов, благодаря усилиям Иоффе, Рожденственского и Эренфеста, появилась советская школа новой физики, получившая признание на Западе. По рекомендации Иоффе и Эренфеста многие молодые и одарённые учёные, ставшие впоследствии крупными специалистами (Мандельштам, Тамм, Френкель, Шубников, Ландау и др.), получили возможность пройти стажировку на Западе. К этому времени советская школа физики, хотя и была немногочисленной (около 100 учёных), но уже была признана крупными учёными на Западе.


О преподавании физики в немецких гимназиях.

В последние годы в печати появляются сообщения, касающиеся уровня преподавания физики в школах Германии. Обеспокоенность этим вопросом выразило немецкое физическое общество (Deutsche Physikalische Gesellschaft-DPG, Pressemitteilung, 26.03.2010). Поскольку в гимназиях Германии не хватает преподавателей по физике, имеющих университетское (и педагогическое) образование, DPG разработало концепцию повышения квалификации учителей по физике. Этот проект, поддержанный отдельными высшими школами и министерствами культуры, направлен на повышение качества преподавания физики и, как результат, на резонанс интереса школьников к этому предмету.
Соответствующие курсы (Fortbildung) для учителей физики начались уже в сентябре 2010 года и прошли во многих городах Германии.
Почему физика не входит в число главных редметов, изучаемых в немецкой Гимназии? Ведь в комплексе знаний физики, химии, биологии и медицины находится будущее науки. Современные фундаментальные исследования в этих областях наук порождают инновационную экономику, включающую нанотехнологии, биоматериалы, лазеры, космические и ядерные технологии и т.д. Возможно, интерес к современной физике у школьников проявится в большей мере, если в старших классах гимназии их ознакомят с наиболее актуальными проблемами науки, изложенными в популярной форме. С этой целью имеет смысл создание физико-математических групп или классов, в которых преподавание физики проводят не только учителя, но и учёные. Это повысит интеллект учащихся и поможет им в профессиональной ориентации. Привлечение в науку хорошо образованных, одарённых молодых людей нужно начинать со школьных лет. Этот процесс поможет восстановить научные традиции Германии, заложенные ещё на рубеже 19- го и 20- го веков, и создаст благоприятный научный климат в немецком обществе.
Несомненно также и то, что школьников желательно ознакомить с историей немецкой науки, её вкладом в мировую науку, с именами немецких учёных, известных всему миру.
Бурные темпы развития высоких технологий в 21-м веке - это следствие высоких темпов развития фундаментальных исследований физики на стыке с другими науками (биологией, химией, астрономией, информатикой, медициной и др.). Поэтому так важно овладеть фундаментальными знаниями в области физики ещё в школе, чтобы в будущем осваивать новые, перспективные направления в современных технологиях.


Ольга Шамфарова, Германия




Обсуждение доклада

02.11.2011 18:50 Татьяна
Уважаемая Ольга, меня зовут Татьяна Плавьюк. Я преподаю физику в гимназии г. Киева (Украина). В Украине есть классы, в которых дети обучаются по программам стандартного, академического и профильного уровня. Изучение физики является обязательным для всех.Я преподаю в классах академического и математического (профильного) уровней. Совершенно согласна с Вами,что развитие современных технологий напрямую связано с достижениями физики. Именно поэтому важно ещё со школьной скамьи прививать интерес учащихся к физике. Система физического образования постоянно развивается. Я, как небезразличный к будущему физического образования человек, решила заняться научным исследованием и модернизировать современную систему образования. Чтобы направить развитие образования в нужное русло, изучаю существующий передовой опыт , в частности, систему преподавания физики в Германии. Я представляю огромное количество учителей Украины,которые пытаются развивать и поддерживать у учащихся интерес к физике и стремление внести свой вклад в развитие науки. У нас наработан опыт в работе Малой Академии Наук (МАН)и в развитии олимпиадного движения. Приглашаю Вас к сотрудничеству. Надеюсь, что результаты сотрудничества будут полезны для обеих сторон. С уважением Татьяна Плавьюк, Украина

-----

03.12.2011 17:06 Ольга Шамфарова
Уважаемая Татьяна ! Я рада ,что Вы и Ваши коллеги медернизируете систему школьного образования в области точных наук.Вы, видимо знаете , что на Украине была сильнейшая физико-математическая школа. И очень важно ее не потерять, передавая научный опыт молодым ученым.В Германии, как и вообще на Западе и в Америке , многие выпускники физ.-мат.факультетов работают в области медицинской техники.Это очень интересная и востребованная область прикладной физики . Для школьников старших академических классов имеет смысл прочесть курс лекций по следующим темам:рентгеновские лучи, радиоактивность, атомная и ядерная физика, ультразвук и лазеры.Все эти темы входят в обязательную программу 11-ых и 12-ых классов немецкой гимназии.Важно, чтобы лекции сопровождались (по возможности) экспериментальным показом и математическими формулами.Прочесть эти курсы, включая и спецкурс по медицинской технике, лучше поручить квалифицированным специалистам или продвинутым учителям.Подумайте ,Татьяна, об этом с вашими коллегами.Вообще было бы полезно прочесть эти курсы на русском или украинском языках в Германии.На Западе на так уж много квалифицированных преподавателей.Одновременно мы бы внесли важный вклад в развитие и популяризацию русского и украинского языков на Западе. Жду Ваших сообщений С уважением Ольга Шамфарова

-----

07.01.2012 17:00 Гость
Уважаемая Ольга! Спасибо, что нашли время ответить на мрё письмо. В Украине в последнее время также развивается использование прикладной физики в области медицины. В современной школьной программе по физике для базового (стандартног), академического и профильного уровней обучения обязательным является мзучение квантовой физики и физики атома и атомного ядра. Школьники изучают квантовую теорию света, Постулаты Бора, правила квантования орбит. Обязательным является решение задач на использование уравнения Ейнштейна, нахождение работы выхода, задерживающего напряжения, скорости фотоэлектронов, нахождение массы, импульса, энергии фотона, красной границы фотоэффекта, давления света и т. д.. Также обязательным является изучение свойств, применение рентгеновских лучей, принципы работы и устройство рентгеновской трубки (модель, таблицы, анимация). Конечно же, на уроках рассказываем о роли И. Пулюя в открытии этого вида излучения. О работе лазера дети узнают с помощью табли, схем, анимации. Те ученики, которые пишут работы в Малой Академии Наук (МАН), имеют возможность исследовать различные виды лазеров в лабораториях физического факультета КПИ. Изучение ультразвука начинается в 5-ом классе на уроках природоведения (ознакомительно), в 7-ом классе на уроках физики (с использованием понятий "частота", "длина волны"), в 10-ом классе в разделе "Механические колебания и волны". Меня и моих коллег- сотрудников Института Педагогики при АПН Украины интересует методика преподавания физики в Германии. Нам также было бы интересно, чтобы Вы и Ваши коллеги прочитали лекции в украинских школах. С увахением.Татьяна

-----

21.03.2013 21:32 Perston
That\'s an inventive answer to an interesting qeutsion

-----

24.03.2013 15:17 nbqdjmyf
Lz3Edv a href="http://wenezbglsvoq.com/"wenezbglsvoq/a

-----



Новое сообщение: 
Ваше имя:
eMail
(по желанию):
Текст сообщения:
Код с картинки:
Код на картинке
© 2008-2017 Научно-технический семинар
Рейтинг@Mail.ru