A fizikatanítás pedagógiája című felsőoktatási tankönyv(letölthető ...

írásában kiemeli, hogy a huszadik század végén nem lehet olyan tantárgyat alkotni,
„amely nem vagy alig tartalmaz huszadik századi tudományos eredményeket”. Art
Hobson(1999) szerint például a mindenki számára releváns fizikába 50%-ban modern
fizikai témáknak kell tartozni, mint a relativitáselmélet, a kvantummechanika, a
magfizika, a nagyenergiájú fizika, az Univerzummal kapcsolatos kérdések, akár egyes
klasszikus fejezetek rovására is.
A modern fizika új világképet formált, jelentősége a newtoni világkép
kialakulásának jelentőségéhez mérhető. A közel száz éve szétvált természettudományok
ismét egységben jelennek meg. Számos megoldatlan problémáján keresztül bemutatható
az is, hogy a tudomány nem lezárt ismeretek tárháza, hanem a tudományos közösség
aktív tevékenysége.
A különböző médiumok előszeretettel kínálnak modern fizikai témákat, sokszor
mint érdekességet, sokszor mint szenzációt. A csillagászati jellegű ismeretterjesztő
könyvek, filmek és multimédiás feldolgozások sokasága biztos sikerre számíthat a
forgalmazók körében. Ezekben nem egyszer a legmodernebb megközelítések is helyet
kapnak. A nukleáris energia felhasználási lehetőségeiről, e felhasználás során
bekövetkező eseményekről is előszeretettel szólnak a különböző híradások. A
fantasztikus filmekben is helyet kapnak a modern fizika bizonyos jelenségeihez köthető
filmbeli elemek, például lézerkard. Az iskola tehát nem teheti meg, hogy ezek
tudományos igényű fogadására nem készíti fel a leendő állampolgárokat. Ilyen témák
feldolgozása egyben motivációt is jelent a gyerekek számára. Nem egy esetben
előfordul, hogy a klasszikus fizika tanulásában nem éppen kiváló gyerekek szinte
szárnyakat kapnak a modern fizikai témák tárgyalása során éppen annak érdekessége,
különlegessége, komoly társadalmi szerepe miatt.
Mely fizikai témák tartoznak ide?
Nem könnyű megvonni a határvonalat a klasszikus és a modern fizika között.
Többféle megközelítés lehetséges. Mondhatjuk egyszerűen azt is, hogy a newtoni fizikát
követő témák már a modern fizika körébe tartoznak. Ez a kutatási program, hogy
Lakatos Imre kifejezésével éljünk, a távolbaható erők megtalálásában és a
mozgásegyenlet megoldásában látta a fizikai kutatások szerepét. Ez a módszer sok
jelentős eredményre vezetett, gondoljunk csak a Neptunusz, majd a Plútó felfedezésére.
A rakéták pályájának megtervezése ma is ezen az elven történik. A technika nagy része
is a newtoni fizika elveit használja fel. A Faraday-Maxwell alkotta elektrodinamika már
kivezet ebből a gondolkodásmódból az erőtér (vagy mező) fogalmának bevezetésével.
A newtoni és a maxwelli fizika össze nem illeszthetősége vezeti Einsteint a speciális
relativitáselmélet megalkotása felé.
Köthetjük konkrét dátumhoz is a modern fizika születését, méghozzá 1900.
december 14-éhez, mely napon Max Planck (1858-1947) elővezeti a hatáskvantum
hipotézist a Berlini Tudományos Akadémia ülésén.
Tehetjük a dátumot későbbre, 1924-re is ,amikor Werner Heisenberg (1901-1976)
felállítja a róla elnevezett törvényt. Vagy 1926-ra a Schrödinger-egyenlet
felfedezésének idejére. Ugyanis ez az az időszak, amikor már végképp nyilvánvalóvá
válik, hogy a klasszikus fizika (mechanika) módszerei nem alkalmasak az atomok
világának leírására. Ad hoc segédhipotézisekkel (mint a Bohr modell esetében) már nem
lehet a problémát kezelni.
301