نظریه
انجام آزمایش، تنها بخشی از کار تحقیقاتی است، یک محقق بایستی بداند کاری که انجام می‌دهد بر چه مبنای فیزیکی استوار است. بدین معنا که بتواند پدیده را با استفاده از پدیده‌های شناخته شده توضیح دهد. زبان مورد استفاده در توجیه فیزیکی پدیده‌ها، زبان ریاضی است. بنابراین برای اینکه بتوانیم در مورد آنچه به دست آورده‌ایم با دیگران گفتگو کنیم، بایستی بر ریاضیات حاکم بر مسئله مسلط باشیم. این تسلط، با مطالعه و تحلیل نتایج تحقیقات دیگران به دست می‌آید.
مقالات علمی
در سرتاسر دنیا، نتایج تحقیقات علمی، در قالب مقالات علمی (Scholarly paper) در مجلات علمی (Scientific journals) چاپ می‌شوند. این مقالات از طریق اینترنت در دسترس عموم قرار می‌گیرند. البته برای دریافت فایل مقالات، ممکن است مجبور به پرداخت هزینه باشیم. در کلاس IYPT فرا خواهیم گرفت که چگونه بدون پرداخت هزینه به فایل متن کامل مقالات دسترسی پیدا کنیم.
اما قبل از آن، بایستی بتوانیم از بین میلیون‌ها مقاله‌ی موجود در فضای اینترنت، مقاله مورد نظر خود را بیابیم. تعدادی مقاله نسبتاً مناسب در Reference kit برای ما قرار داده شده است که می‌تواند مقدمه‌ی خوبی برای تحقیقات نظری باشد. در کلاس IYPT فرا خواهیم گرفت که چگونه با استفاده از کلیدواژه‌ها (Keywords) و موتورهای جستجوی مقاله، دیگر مقالاتِ موردِ نیازِ خود را بیابیم.
دسته بندی مقالات
پس از آن، بایستی مقالات را مطالعه نماییم. از آنجایی که حجم مقالات پیش روی ما زیاد است، بایستی از بین آن‌ها، بهترین مقالات را در اولویت اول خود قرار دهیم. انتخاب مقاله به نیاز ما بستگی دارد:
برخی از مقالات، بیشتر جنبه‌ی آزمایشگاهی دارند، این مقالات ایده‌هایی برای بهبود چیدمان، نحوه‌ی مواجهه با مسئله و تبدیل متغیرهای کیفی به کمی دارند.
برخی از مقالات بیشتر جنبه‌ی نظری و ریاضی دارند. این مقالات نکاتی در مورد ریاضیات حاکم بر مسئله دارند. مطالعه مقالات نظری، بایستی با دقت و صرف وقت انجام شود. البته بایستی حواسمان به این نکته باشد که مطالب نظری مطرح شده در مقالات همیشه صحیح نیستند، بنابراین، نبایستی قبل از فهم و تایید آن‌ها، از آن‌ها برای کار خود استفاده کنیم.
برخی از مقالات به شبیه‌سازی رایانه‌ای پرداخته‌اند. این مقالات برای افرادی که بخواهند فراتر از سطحِ کلاس به شبیه‌سازی رایانه‌ای بپردازند مناسب است.
و در نهایت برخی از مقالات، عنوان Review را دارند. این مقالات در واقع یک جمع‌بندی از مقالات مختلف ارائه می‌نمایند. که برای درک کلیت فیزیک مسئله و کارهایی که دیگران در مورد آن موضوع انجام داده‌اند مناسب است. برای آشنایی با یک موضوع، مقالات Review بهترین گزینه است.
با مطالعه‌ی عنوان و یا چکیده‌ی مقاله، به اینکه آن مقاله چه جنبه‌ای را بیشتر مورد بررسی قرار داده پی‌می‌بریم. چکیده‌ی مقاله، در ابتدای مقاله آورده شده است. همچنین در صفحه‌ی اینترنتی مربوط به مقاله، چکیده به صورت رایگان در معرض دید همگان قرار می‌گیرد.
مطالعه مقاله
در صورتی که پس از مطالعه‌ی چکیده، آن مقاله را مناسب کار خود یافتیم، به مطالعه دقیق‌تر مقاله می‌پردازیم. مقالات علمی معمولاً جنبه‌ی آموزشی ندارند و نویسندگان خیلی سریع وارد جزئیات گزارشِ کارِ پژوهشیِ خود می‌شوند که درک آن‌ها ممکن است مشکل باشد. به همین دلیل برای شروع، بد نیست ابتدا، قسمت نتیجهگیری مقاله (Conclusion) را مطالعه نماییم که در انتهای مقاله آورده می‌شود. با مطالعه‌ی قسمت نتیجهگیری، دورنمایی کلی از مقاله دستگیرمان می‌شود که در فهم جزئیات بسیار موثر بوده و حتی ممکن است بخش اعظم نیاز ما از مطالعه مقاله را برآورده کند. اینکه پس از خواندن نتیجهگیری، کدام قسمت مقاله را مطالعه کنیم، به جنس مقاله و نیاز ما بستگی دارد (قسمت Analysis و یا Discussion از دیگر بخش‌های مفید مقاله هستند). به یاد داشته باشیم: خواندنِ مقاله، امری وقت‌گیر و مستلزم صبر و حوصله است، چرا که در هر مقاله، پژوهشگر ممکن است رویکرد خاص خود را داشته باشد که ما الزاماً با آن آشنایی نداریم، بنابراین بایستی زمانی را برای آشنایی با رویکرد نویسنده و تعاریفی که ارائه داده اختصاص دهیم.
توصیه می‌شود از خواندن چند مقاله به صورت موازی اجتناب کنیم تا بتوانیم روی هر کدام تمرکز بهتری داشته باشیم.
ارتباط بین کارها
کار نظری، در مقایسه با آزمایش اعتبار می‌یاید. بنابراین بایستی بتوانیم ارتباطی بین نظریه و آزمایش برقرار کنیم، حتی اگر این ارتباط به صورتِ کیفی باشد. در دنیای حرفه‌ای محققان سعی می‌کنند ارتباط بین «نظریه و آزمایش» را با مقایسه «پیش بینی نظری با اندازه‌گیری تجربی» در قالب نمودار نشان دهند. به این صورت که در یک نمودار، منحنی پیش‌بینی ریاضی کشیده شده و همچنین نقاط اندازه‌گیری شده همراه با Error bar نشان داده می‌شود. در صورتی که آزمایش در مسیر معتبری انجام شده باشد، میزان تطابق نقاط تجربی بر منحنی نظری، نشان دهنده‌ی میزان اعتبار نظریه است.
تحلیل
هر محقق بایستی بتواند کار خود را مورد تحلیل دقیق قرار دهد. برای تحلیل، رفتار نمودارها را مورد بررسی قرار می‌دهیم، نمودارها با ما حرف می‌زنند. می توانیم با بررسی رفتار آن‌ها، اثر متغیرهای مختلف را روی پدیده‌ی مورد نظر خود ببینیم. تفسیر و درک ما از آزمایش، نمودارها و نظریه، حساس‌ترین بخشِ کارِ پژوهشی است. برای این منظور بایستی زیاد فکر کنیم، با دیگران مشورت کنیم و بسیار بخوانیم.
سخن آخر
معمولاً انجام تحلیل نظری، برای دانش‌آموزانی که به کارِ آزمایشگاهی عادت دارند، دشوار است. در واقع، در دنیای حرفه‌ای نیز بسیاری از محققانِ تجربی، سعی می‌کنند از تحلیلِ ریاضی فاصله بگیرند. متقابلاً، بسیاری از افرادی که تخصص ریاضی دارند نیز فاصله‌ی خود را از کارهای تجربی حفظ می‌کنند. در این بین افرادی موفق هستند که بر ذهن خود برچسب نمی‌زنند: افرادی که هم دشواری‌های آزمایش را به جان می‌خرند و هم پیچیدگی‌های نظریه را تحمل می‌کنند. این افراد خود را به قالب خاصی محدود نمی‌کنند، بلکه سعی می‌نمایند از هر فرصتی برای پیشبردِ کار استفاده نمایند. این انتخاب ماست که تعیین می‌کند جزء کدام دسته قرار بگیریم.
راستی یادمان باشد، اگر موفق به دریافت نشان مخصوص IYPT شدیم، آن را همیشه به لباس مدرسه خود بزنیم تا یادمان باشد:
ما با IYPT زندگی می کنیم.
شاد باشید
- طبقه بندی: صفحات راهنما