وبلاگ
اهمیت یادگیری دانش کوانتوم برای دانش آموزان
این روزها تماشای مسابقات فوتبال با تلویزیون‌های OLED ساخت سامسونگ و دسترسی به مواد کوانتومی ظرفشویی با نام تجاری فینیش در آشپزخانه کوانتوم را به یک مفهوم خانگی تبدیل کرده است. در تاریخ علم دانش کوانتوم یک پدیده نوظهور محسوب می‌شود که پیشینه آن به ۱۰۰ سال قبل و کارهای اروین شرودینگر می‌رسد. آینده علم و فناوری با کوانتوم گره خورده است و جای تعجب نیست که شرکت‌ها و رسانه‌ها تولیدات و محصولات خود را با کوانتوم گره می‌زنند، چرا که احساس پیچیدگی علمی، آینده‌نگری و فناوری را در هر فردی برمی‌انگیزد. با اینحال کوانتوم حتی در محافل علمی دارای پیچیدگی‌های فراوانی است؛ نیلز بوهر به‌عنوان یکی از بنیانگذاران این رشته بیان می‌کند:«کسی که از کوانتوم شوکه نشده باشد یک کلمه از کوانتوم را هم درک نکرده است!». دانش کوانتوم در زوایای مختلف آموزش STEM(science, Technology, Engineering & mathematics) ، از فیزیک و زیست‌شناسی و شیمی و ریاضی گرفته تا مهندسی الکترونیک و علوم کامپیوتر دخیل است، اما گذراندن دوره‌های آن در کمتر رشته دانشگاهی الزامی است . با اینحال اخیرا فشار و کشش زیادی برای آموزش‌های کوانتومی برای عموم، دانش‌آموزان دبیرستانی، دانشجویان سال‌های نخست دانشگاه و نیروی کار ایجاد شده است.
امروزه فناوری‌های کوانتومی مثل الکترونیک نیم‌رسانا، لیزر، تصویربرداری‌های پزشکی، GPS به‌عنوان چند نام آشنا، بیشتر از هر زمان دیگری مورد استفاده قرار می‌گیرد. کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه برنامه‌های حمایت از گسترش و تسریع پژوهش‌های کوانتومی را تدوین می‌کنند.
کامپیوترهای کوانتومی توانایی شکستن امنیت سایبری و تحقیقات و اکتشافات در حوزه‌هایی مانند داروسازی، کشاورزی و آب و هوا را دارد و شرکت‌های بزرگ کامپیوتری دنیا سرمایه‌گذاری گسترده‌ای در زمینه محاسبات کوانتومی داشته‌اند. در سال‌های پیش رو ما به نیروی آموزش دیده و نخبه برای حمایت از اقتصاد رو به‌رشد کوانتومی نیاز خواهیم داشت. درک عمومی و ترویج فناوری کوانتومی برای دانش آموزان به درک اساسی از این فناوری می‌انجامد و پذیرش و استفاده گسترده از آن را رواج بیشتری می‌دهد. همچنین آگاهی و آموزش می‌تواند به توسعه اخلاقی و مسئولانه از فناوری کوانتومی هم منجر شود.
آموزش علم کوانتوم، اگر در زمان مناسب برای دانش‌آموزان انجام گیرد می‌تواند آموزش تلفیقی دانش ، فناوری، مهندسی و ریاضی (STEM) را بهبود بخشد. مثلا اهمیت بسیاری از مفاهیم ریاضی مثل جبرخطی و اعداد مختلط شاید در کلاس ریاضی درک نشود اما در خلال آموزش دانش کوانتوم اهمیت دانستن آن کاملا قابل درک و هیجان‌آور است. با کمک آموزش مفاهیم کوانتومی بسیاری از موضوعات درسی برای دانش آموزان شیرین و لذت‌بخش می‌شود. در ضمن دوره‌های آموزشی مبتنی بر دانش کوانتومی به دانش‌آموزان اعتماد به‌نفس و پیش‌زمینه لازم برای برتری علمی در دانشگاه را می‌دهد. واقعیت این است که دانش کوانتومی بسیار پیچیده و سخت است و حتی متخصصان هم پاسخ همه سوالات کوانتومی را ندارند . اما اصولا دانستن این موضوع عامل دلسردی دانش‌آموزان علاقه‌مند نمی‌شود، بلکه ترس آن‌ها را از پرسیدن سوال و به چالش کشیدن پاسخ‌ها و شنیده‌ها در همان سال‌های نخستین آموزش از بین می‌برد و آن‌ها را افرادی توانمند می‌سازد. یادآوری این سخن ریچارد فایمن، برنده جایزه نوبل خالی از لطف نیست که گفت:
« اگرچه ممکن است مکانیک کوانتومی را نفهمیم ولی مطمئنا می‌توانیم از آن درس بگیریم.»
اقتباس از مقاله “Why Quantum Education” از سایت SPIE
