KÍNAI KULTÚRA, TUDOMÁNY ÉS OKTATÁS

Zhao Kai-hua
Pekingi Egyetem

Előadásom témája a "Kínai kultúra, tudomány és oktatás". Ezt a soproni konferenciát az iskolai oktatásnak szenteljük. Az iskolák - definíció szerint - azok a nyilvános intézmények, amelyek feladata egy adott társadalom elfogadott tudásanyagának és hagyományainak átadása és átörökítése. A különböző társadalmak különféle nemzeti hagyományokat örökölnek, eltérő kulturális háttér birtokában vannak; a modern természettudomány azonban áttörte a nemzetek közötti határokat, nemzetközivé vált. Mindenki számára fontos és előnyös, hogy a különböző nemzetek természettudományt tanító tanárai összegyűljenek - mint ezen a konferencián is -, hogy megosszák tapasztalataikat és megvitassanak közérdekű kérdéseket.

A modern természettudomány a szó eredeti értelmében Európában keletkezett a reneszánsz után, az ókori görög civilizáció szemléletét felelevenítve. A természettudomány az ókorban és a középkorban általában különféle jelenségek megfigyeléséből vagy a kézműiparban használt eljárások és technológiák ismeretéből, spekulatív elméletekből állt, amelyek rendszerint tétovák és bizonytalanok, néha teljesen hibásak voltak. Erősen fogalmazva élő-természettudománynak és művészetnek nevezhetjük ezeket; ismeretanyaguk nem képvisel túl nagy értéket a modern természettudományos elméletek és a természettudományos nevelés számára. Talán a csillagászat és a matematika a kivételek. Rengeteg csillagászati és matematikai ismeretanyag gyűlt össze a régi korokban csillagkatalógusok, csillagtérképek és az euklideszi geometria formájában. Ezek tankönyveinkben a mai napig is megtalálhatók. A régi, több ezer éven át tartó csillagászati megfigyelések dokumentumai meghatározó módon jánulnak hozzá a modern kutatáshoz is.

Az ókori kínai csillagászok szorgalmas megfigyelők voltak. Több, mint 25 évszázadon át részletes leírását adták minden szokatlan csillagászati eseménynek. Eredményeik fontos információt szolgáltatnak a modern csillagászati és asztrofizikai kutatás számára is. A legékesebb példa erre az 1054-es szupernóva-robbanás leírása, amelyet a Song-dinasztia történelmi levéltárában találtak meg. A Rák-köd (Crab Nebula) egyaránt optikai és rádió-pulzár, valamint röntgensugarakat és gamma-sugarakat is kibocsát. Mindezek a sugárzások igen rövid, stabil, a másodperc körülbelül 1/30-ad részével egyenlő pulzációs periódussal rendelkeznek. A mai kutatások egyetértenek abban, hogy a köd ennek a szupernóva-robbanásnak a maradványa, ami körülbelül 900 évvel ezelőtt egy kiégési folyamat végállomása volt. Ez a csillagfejlődés utolsó állomása, de ez csak egy elméleti hipotézis volt addig, míg a kínai feljegyzésekben talált irásos bizonyítékok alá nem támasztották.

Egy másik példa lehet az üstökösökről szóló feljegyzések esete. Az i.e. 7. századtól e század kezdetéig tartó kínai megfigyelésekről szóló feljegyzések száma nem kevesebb mint 500, s ezek közül 31 a Halley-üstököshöz kapcsolódott. Ez szinte teljes feljegyzéssorozat a Halley-üstökös adott időszak alatti megjelenéseiről, bár természetesen abban az időben senki sem gondolt arra, hogy azonosítsák az üstököst, és észrevegyék, hogy egy és ugyanaz az objektum tér vissza. Európai kutatók gyakran hivatkoznak kínai dokumentumokra az üstökösök pályájának tanulmányozása közben. Egy korai információ a Halley-üstökösről egy ilyen jelentésből való. Egy kínai csillagász adatokat idézett kínai történelmi iratokból és az üstökös újra-megjelenésekor pályaadatai kiszámításához számítógépet használt. Az általa feldolgozott adatok összehasonlításának egyik eredménye adott lehetőséget arra is, hogy a kínai kronológiában bizonyos problémákat megválaszoljanak.

Az ókori kínai matematika feljegyzett története legalább az i.e. 1. századba vezet vissza bennünket. A következő táblázat a régi kínai matematikusok néhány eredményét sorolja fel és hasonlítja össze a külföldiekével.

táblázat

decimális,helyiértékes számítás,az üres helyeken "0"-val	nem később, mint i.e. 2. század	i.sz. 6. század Indiában
műveletek törtekkel	i.e. 1. század	i.sz. 7. század Indiában
decimális számolás	legkorábbi megjelenése i.sz. 3. század; általános használata: 13. század	Indiában nem; a 16. században Nyugat-Európában
a négyzetgyök és a köbgyök kiszámítása	a négyzetgyök megjelent az i.e. 1. században; mindkettő kiteljesedett az i.sz.1. században	i.sz. 4. század nyugaton; 7. század Indiában
alkalmazott számelméleti problémák	i.sz. 1. század	7. század Indiában
negatív számok	i.sz. 1. század	7. század Indiában
elsőfokú egyenletrendszerek	i.sz. 1. század	7. század Indiában; 16. század nyugaton
másodfokú algebrai egyenletek	általános megoldás az i.sz. 3. században	7. század Indiában; 9. század Arábiában
harmadfokú algebrai egyenletek	i.sz. 7. század	geometriai megoldás a 10. században Arábiában, általános megoldás a 16. században Nyugaton
magasabbfokú algebrai egyenletek	numerikus megoldás a 12-13. században	19. század Nyugat-Európában
magasabbfokú algebrai egyenletrendszerek és az eliminációs módszer	14. század	19. század Nyugat-Európában

A régi kínai matematikusok évezredek során kialakították a gondolkodás egy sajátságos iskoláját, amely alapvetően különbözik például az ókori görög euklideszi geometriától. Euklidész "Elemek" című munkája egy deduktív rendszert alapozott meg és ennek bemutatásához megszületett a definició - axióma - tétel - bizonyítás stílusú forma. Ugyanakkor az ókori kínai matematikusok főleg a gyakorlat által felvetett problémák megoldására koncentráltak, mint például a földmérés, csillagászati megfigyelések, földmunkákhoz és egyéb kultúrmérnöki tevékenységekhez kapcsolódó számítások. Ezek természetesen egyenlet-megoldási feladatokhoz vezettek. A matematika kínai klasszikusai a példa - válaszadási módszer és eredmény - magyarázat stílusú formát tették magukévá. A módszer és eredmény lépéseket rendszerint olyan formában fejezték ki, amelyet manapság algoritmusnak szeretünk nevezni. A magyarázat rendszerint megadta az algoritmust alátámasztó indokokat, némiképp hasonlóan a mai helyesség-bizonyításhoz. Az ókori kínai matematikusok sohasem vetettek fel olyan kérdéseket, hogy egy adott egyeneshez hány párhuzamos egyenes húzható egy adott ponton át, ahogyan ezt az ókori görög matematikusok tették. A hagyományos kínai geometria inkább a derékszögű háromszögekre helyezte a hangsúlyt, mint a párhuzamos egyenesekre, a hosszúságot, a területet és térfogatot hangsúlyozta inkább, és nem a szögeket. Az ókori kínai matematikusoknak nem volt fogalmuk a prímszámokról és a prímtényezőkre bontásról, e helyett egy ötletes módszert találtak ki a legnagyobb közös osztó megkeresésére. A tradicionális kínai matematika erőssége az egyenletek megoldása volt polinóm-módszerrel, kiemelve azt, ami az algoritmus konstruktivitását és hatékonyságát helyezi előtérbe.

A 16. század végén Európában befejeződött a sötét középkor, egy sor lángelme tünt fel a természettudományokban, mint például Kopernikusz, Galilei, Kepler, Descartes, Newton, Leibnitz stb. Ezzel ellentétben, elismerve az ókori kínai tudomány dicsőségét, a kínai csillagászat és matematika a 14. századtól kezdve hanyatlani kezdett. A 15. századtól Kína gazdasága, valamint a tudomány és a technika egyre jobban lemaradt a nyugati világ eredményei mögött. A 16. században nyugatiak jöttek tanulni Kínába, először keresztény misszionáriusok, néhány kínai tudós a nyugati tudományos műveket kezdte lefordítani kínai nyelvre. Kína merev, feudális társadalma képtelen volt fejlődni. A modern természettudományt és technikát a 19. század végén csaknem teljes egészében nyugatról importálták. Néhány tudománytörténész szakértőn túl, a legtöbb tudós Kínában ma sem tud sokat az ókori kínai klasszikus matematikáról és természettudományokról. De nemrégiben egy ellenpélda merült fel.

A görög hagyományok alapján a régi kínai matematikusok túl gyakorlatiasoknak tűnhettek a tudományokban. Egy régi kínai mondás szerint: a dolgokat szembesítve egymással, azok kiegészíthetik egymást. W. T. Wu akadémikus megtalálta a klasszikus irodalomban, hogy 1303- ban kínai matematikusok kifejlesztettek egy hatékony, teljesen általános eliminációs módszert a legfeljebb négyismeretlenes magasabbfokú algebrai egyenletrendszerek megoldására. A négyismeretlenes határ annak volt köszönhető, hogy az ókori kínaiak bambuszból készült számlálórudakat használtak. Az összes ilyen módszer jellegét tekintve nagyfokúan mechanikus, és könnyen számítógépes programmá írható át, ha valakinek úgy tetszik. Ez valóban nagy kontraszt az olyan elmélettel szemben, amely az ókori Görögországban született és jellegében túlnyomóan nem mechanikus. Az elődök gondolatainak fő vonala alapján, a modern matematika elveinek és technikáinak felhasználásával Wu professzor és csoportja sikeresen kifejlesztette a geometriai bizonyítási elméletek mechanikussá tételének elvét és számítógépekkel a gyakorlatba is átültette azt. Az egyenletmegoldás mechanikussá tételének általános módszerét is kifejlesztették, amelynek egy csomó alkalmazási területét találták meg a matematikától és fizikától a robotikáig és irányításelméletig. Eredményeiket nemzetközileg is elismerték.

Mi a "Kreativitás a fizika tanításában" téma megvitatására gyűltünk itt össze. A kreativitáshoz nyílt légkörre és a másság elviselésére van szükség. Az utóbbi évtizedben Kínában a legsúlyosabb problémát az iskolai oktatásban az egységes egyetemi felvételi vizsgarendszer által okozott nyomás jelenti. A felvettek aránya rendszerint kevesebb, mint 25%. Az iskolai oktatás színvonala a középiskolákban és a felsőfokú oktatási intézményekben egyaránt igen különböző az egész országban, egy minden iskola számára egységes vizsgarendszer teljességgel indokolatlan. A tanárok és az iskolaigazgatók állandó nyomásnak vannak kitéve a társadalom, a tanulók szülei és a helyi hivatalnokok részéről. A középiskolák többsége által spontán módon követett tanítási módszer az, hogy az utolsó iskolai évet teljesen a tanulók egységes felvételi vizsgára való felkészítésének szentelik. Csak kitartó problémamegoldó tréningeket és egy sor próbafelvételit tartanak. Sok egyetemi hallgató képzelőereje, valamint érdeklődése a tanulmányai iránt egyre inkább elhalványul, miután bejutottak az egyetemre. A kimagasló középiskoláknak és a tehetséges egyetemi hallgatóknak csak néhány százaléka kerüli el ezt a sorsot. Ők mentességet élveznek a felvételi vizsga alól, közülük sokan különféle szintű olimpiák győztesei.

Kínában nagy hagyománya volt a központosításnak. A hivatalnokokat országos vizsgákon választották ki, amelyekben csak a merev, ortodox ideológiák által szabályozott sztereotíp írásokat vizsgálták. Sok tudós Kínában a modern természettudomány szelleme gúzsba kötésének tekinti ezt az országos vizsgarendszert. Reméljük, hogy a történelem nem fogja ezt egy módosított formában megismételni.

TÁVOLI HEGYEK KAVICSAIN CSISZOLÓDNAK FÉNYESRE ÉKKÖVEINK Zhao Kai-hua Peking, Fizikai Oktatási Bizottság elnöke Előszó egy magyar gimnáziumi fizikakönyv-sorozat kínai fordításához. Bakányi Márton, Fodor Erika, Marx György, Sarkadi Ildikó, Tóth Eszter, Ujj János: FIZIKA I. Dede Miklós, Isza Sándor: FIZIKA II. - Holics László: FIZIKA III. - Tóth Eszter: FIZIKA IV. (Az I. kötet fordítása Pekingben 1997-ben jelent meg.) A magyar gimnáziumok 9-12 évfolyama számára készült négy fizikatankönyvet szeretném bemutatni a tisztelt olvasónak. A sorozat a következő anyagrészeket tartalmazza: az anyag szerkezete és tulajdonságai, mechanika, elektromosság, modern fizika (statisztikus fizika, atomfizika, magfizika, asztrofizika egységes szempont szerint tárgyalva.) A szerzők közül többeket kínai tanárkollégák jóbarátjukként tisztelnek. A tankönyvek szerzői arra helyezik a legnagyobb hangsúlyt, hogy tanulóikat a tudományos módszerek használatára neveljék. Megtanítsák a diákokat, hogyan alkossanak modelleket megfigyelés és kísérletezés után, gyakorlati problémákat oldjanak meg és új jelenségeket jósoljanak meg a felállított modell alapján. Kutassák az adott modell érvényességének határait újonnan tervezett kísérletek segítségével és fejlesszék tovább a modelleket. Egyszóval ez a tankönyvsorozat nem csupán az ismeretek átadására törekszik, inkább a tudományos minőségre nevel. Ezt a könyvet először valószínűleg az oktatásügyi hivatalnokok és a középiskolai tanárok fogják olvasni, de reméljük, hogy sok diákhoz is eljut a könyv, és örömet szerez nekik. E könyv a tananyag kiválasztásában és a szöveg stílusában nagyon különbözik a Kínában általánosan használtaktól. Nem merjük azt hinni, hogy a könyv a kínai iskolákban azonnal elfogadásra talál, éppen ellenkezőleg. Mindenhol fel fognak merülni az olyan típusú kérdések, mint "hogyan lehet ezeket a könyveket iskolai tankönyként használni?". Szeretném közölni az olvasóval, hogy ezek a tankönyvek a magyar gimnáziumok hatvan százalékában évek óta használatosak. Magyarországon hosszú ideje hagyományosan nagy szerepe van a színvonalas oktatásnak, tudományos nevelésnek. A világban Magyarországon szerveztek először (1895-ben) matematikai és fizikai versenyt. Magyarország Európa közepén fekszik, 90 ezer négyzetkilométer területen, ez kisebb mint Zheijang tartomány,10 millió a népessége, ez kevesebb mint Peking lakossága. Magyarországon a kilencedik században telepedtek meg a nomád magyar törzsek, a Tang-dinasztia tündöklése idején. Egy olyan hatalmas ország mércéjével mérve, mint Kína, Magyarország minden szempontból ellhanyagolhatónak látszik. Mindazonáltal nyolc Nobel-díjasuk van (három fizikai, két kémiai, három orvosi), akik Magyarországon születtek és tanultak. Olyanok vannak közöttük, mint Gábor Dénes, a holográfia felfedezője, vagy Wigner Jenő, aki a szimmetriaelveket a mag- és részecskefizikára alkalmazta. Emellett tucatjait ismerjük az olyan első osztályú tudósoknak, akik Magyarországon születtek, nevelkedtek, mint például a sugárhajtómű és rakéták fejlesztésében jelentős szerepet játszó Kármán Tódor a tárolt programú számítógép elvét kidolgozó Neumann János, Teller Ede, a H-bomba atyja stb. A magyarok nagyon büszkék rájuk. Enrico Fermi egyszer társaságban a következőképp gondolkodott: a világegyetem hatalmas, volt elég idő a technikai civilizációk kifejlődésére, most már itt kell lenniük, hát akkor hol vannak? Szilárd Leó, magyar származású magfizikus, biofizikus akinek igen jó humorérzéke volt, azonnal megválaszolta a kérdést: "Itt vannak közöttünk, csak magyaroknak nevezik magukat." Nem tudhatjuk, hogy ez a tankönyvsorozat használhatónak bizonyul-e a kínai középiskolákban, de mások tapasztalataiból mindenképp tanulhatunk. A régi kínai mondás szerint: "Távoli hegyek kavicsain csiszolódnak fényesre ékköveink." Ezen gondolat jegyében fogtunk a tankönyvsorozat lefordításához és közreadásához.

_______________________________________

A cikket Zsúdel László, a betétírást Ujvári Sándor fordította.