Ab ovo ?

A jednak nie z samego jajka, parafrazując Galileusza, powstało życie. Do tego potrzeba układu bardziej złożonego - każda forma zarodka wymaga dawcy. Szukanie jakiejś pierwszej i samodzielnej komórki rozrodczej jest rozwiązaniem nietrafnym. Powyższe założenie, zilustrowane pomysłowym prześwietleniem jaja strusiego, w którym widzimy strusia, a w nim znów jajo, stanowiło punkt wyjścia prezentacji przeprowadzonej przez zespół naukowców pod kierunkiem dr Jerzego Jarosza. Zanim przejdziemy do samego eksperymentu dydaktycznego, kilka słów o ramach organizacyjnych całości.

Pokaz ten został przeprowadzony w ramach odbywających się od 2000 roku spotkań fizyków zatytułowanych "Physics on Stage". Ich pomysł narodził się jako odpowiedź na szerzący się "analfabetyzm fizyczny". Przyświeca im więc przede wszystkim cel edukacyjny. Mają one formę konkursu złożonego z dwóch etapów: krajowych (trwają 18 miesięcy) oraz etapu międzynarodowego. W przedsięwzięciu biorą udział 22 państwa europejskie, w tym Polska. Końcowa ocena przygotowanych pokazów należy do "European Commission", w skład której wchodzą takie znane organizacje badawcze, jak: "European Organisation for Nuclear Research", CERN, "European Space Agency", "European Molecular Biology Laboratory", "European Fusion Development Agrement", "European Synchrotron Radiation Facility", "Instytute Laue - Langevin", "European Physical Society", wreszcie "European Association for Astronomy Education".

Wspomniana wyżej prezentacja stanowi zatem ostatni etap ogólnoeuropejskiego przedsięwzięcia, które tym razem zostało zatytułowane "Physics and life" (wcześniejsze dwa: "Our place in the Universe", "Focus on teachers"). Odbywało się między 8 a 15 listopada 2003 roku w Noordwijk (Holandia). Pokazowe doświadczenie przebiegało w trzech etapach. Punktem wyjścia było owo prześwietlanie jaja strusiego, mające za zadanie zobrazowanie błędności starego pytania o pierwotność jajka bądź kury. Na początku bowiem musimy mieć jakiś układ podtrzymujący (kurę) oraz podukład przenoszący (jajko). W ramach pierwszej odsłony, zatytułowanej "Jajko - symbol odrodzenia"- zilustrowane zostały ochronne zalety konstrukcji jajka. Spektakularnym zwieńczeniem było utrzymanie blatu wraz z ważącym 150 kilogramów fizykiem z Madrytu przez tylko trzy pionowo ustawione jajka. Część druga, zatytułowana "Jajko kurze", pokazywała łatwość transpiracji gazów, a nawet cieczy przez skorupkę. Umieszczone w rurze Kartezjusza jajko, zawieszone w niejednorodnym roztworze z większą (niżej) oraz mniejszą (wyżej) zawartością soli, świetnie sobie radziło z wprowadzanymi zmianami ciśnienia, tonąc lub wypływając wyżej zgodnie z prawem Archimedesa. Trzecia i zarazem ostatnia scena doświadczenia zwracała uwagę widzów na termiczne oraz dynamiczne własności jajka. Konieczność utrzymywania rozwijającego się zarodka w odpowiedniej temperaturze wiąże się z ciekawymi własnościami mechanicznymi jajka. Zarodek, umieszczony na żółtku, musi zawsze znajdować się na górze, aby ciepło wysiadującej jajko kwoki łatwo do niego docierało. Prowadzi to do ciekawego zachowania się jajka w ruchu. Otóż ugotowane jajko ("na twardo", więc już martwe), przypominające w swoim zachowaniu bryłę sztywną, porusza się po równi pochyłej wolniej od nie ugotowanego (więc żywego), którego zawartość jest częściowo płynna. Dodatkowo, co zostało pokazane za pomocą szeregu coraz bliższych żywemu jajku modeli - od pustego w środku walca z mosiądzu do układu z pleksi z obracającym się wewnątrz środkiem, żółtko nie bierze udziału w ruchu obrotowym jajka i ułożone jest zawsze tak, żeby zarodek znajdował się na górze. Taka konstrukcja jajka zapewnia mu najmniejszy możliwy moment bezwładności i w rezultacie jajko surowe toczy się szybciej od ugotowanego. W ten sposób zewnętrzne zakłócenia nie naruszają wewnętrznej równowagi - stałego umiejscowienia centrum zarodka (i żółtka). Oparte na prawach fizyki właściwości jajka czynią z niego doskonałą konstrukcję, umożliwiającą przekazanie życia następnemu pokoleniu oraz jego skuteczną ochronę w początkowym stadium.

Opisana prezentacja, dzięki jasności oraz oryginalności przedstawienia, zapewniła zespołowi naukowców i dydaktyków fizyki kierowanych przez dr J. Jarosza zdobycie nagrody za najlepszą prezentację fizyczną w konkursie "Physics on Stage". Grupa fizyków z Zakładu Dydaktyki Fizyki Uniwersytetu Śląskiego od dawna zajmuje się eksperymentem jako narzędziem dydaktycznym w pobudzaniu chęci poznania oraz w nauczaniu fizyki i czyni to na najwyższym poziomie.

MACIEJ ZWEIFFEL
Education World
maj, czerwiec, lipiec 2004