Fizik Olimpiyatları

     Günümüzde fizik, matematik, kimya, biyoloji gibi bilim dallarındaki gelişmeler, hızla eğitimin bazı aşamalarında yansıtılmalıdır. Bu gelişmelerin öğrenciler arasında yansıtılması kesinlikle kitlesel olamaz. Sadece az sayıda ve bu eğitimi alabilecek yetenekteki öğrencilere hitap etmelidir. Bilimdeki gelişmeleri takip edebilmek, öğrencilere katkıda bulunabilmek, nitelikli eğitim ve öğretim sürecini tamamlayabilmek için iyi yetiştirilmiş öğretmenlere, ilan edilmiş ve irade ile uygulanması gereken programın dışında bol kaynaklara ihtiyaç vardır. Bu kaynaklar öğrencilerin bilgi gereksinimlerini karşılamak ve gerekli bilgi düzeyine yükseltmek, gerekli metotlarla donatmak için kullanılabilir. Bu yöntemler geleneksel eğitim metotlarından oldukça farklıdır. Bu metotlar özellikle fizik olimpiyat sorularının çözümlerinde kullanılan metotlardır. Öğrencilerin fizik olimpiyatı hazırlıklarını yapabilmeleri için üniversite düzeyinde bilgilerle donanımlı olmaları gerekmektedir.Benim öğrencilere önerim;Matematiği iyi öğrenin düşünme tarzınıza yeni boyut kazandırın .  

          

  Bir fizikçi, bir biyolog ve bir kimyacı bir araya geldiklerinde aralarındaki müthiş işbirliğine rağmen sık sık bu bilimlerden hangisinin daha saygın konumda olduğunu tartışmaktadırlar. Fizikçiler kendi bilimlerinden daha önemli bir bilim olmadığından son derece emin insanlardır. Bunu kanıtlamak için DNA’nın yapısını fizikçilerin aydınlattığını, kimyanın kötü bir fizik olduğunu, ama fiziğin en kötüsünün biyoloji olduğunu savunurlar. Biyologlar ise fizikçilere teknisyen ve kimyacılara laborant olarak son derece büyük saygı duyduklarını söylerler. Kimyacılar ise fizik okumalarına rağmen, nedense kimyanın fizikten daha üstün olduğunu, kimya olmadan biyoloji de yapılamayacağını iddia ederler. Bu çok ciddi tartışmalar çok eskiye dayanmaktadır. Başlangıçta ne vardı: yumurta mı tavuk mu? Yumurta tavuk tartışmasında birisi ilk olarak dünyaya gelenin horoz olduğunu iddia etmiş. Kimyacıların, biyologların ve fizikçilerin tartışmaları da herhalde buna benzemektedir; çünkü bu tartışmalarda şu ana kadar matematikçileri hiç hesaba katmadık. Halbuki matematik doğayı açıklamak ve anlamak için ön koşuldur. Kendi işini seven insanlar arasındaki ortak payda, sanırız ki, diğer insanların yaptıklarına tüm tartışmalara rağmen saygı duymaktır. Bilim adamlarının aralarındaki tartışmalar sürüp gitsin, fizikçiler hala fikirlerinden ödün vermek istemiyor; ama her halde anlamaya başlamışlardır ki bu dünyada var olan ilişkiler sadece fizik yasalarıyla açıklanamaz. Biyologlar ne kadar ısrar ederlerse etsinler, fizikçilerin ve kimyacıların yardımı olmaksızın bu dünyayı açıklamanın mümkün olmayacağı anlaşılmıştır. Kimyacılar ise ne kadar inkar ederlerse etsinler fizik yasalarını bilmeden yeni malzemeler üretemezler ve biyoloji bilmeden, daha doğrusu canlının yapısını bilmeden bu yeni malzemeleri canlıya sunmak ya da canlılarda kullanmak için hiç bir şey yapamazlar. 

           Fizik doğadaki canlı olmayan maddenin yapısını, özelliklerini, değişmelerini ve etkileşmelerini inceleyen; doğadaki olayların işleyişlerine hükmeden en genel yasaları bulmakta ve onları insan için kullanmaktadır. Başka bir deyişle fizik, maddenin tüm hareketlerini ve bu hareketler ile ilgili tüm olayları, incelediği sistemlerin boyutlarına bağlı olmadan inceler. Bu sistemler temel tanecik, çekirdek, atom, molekül, yıldız ya da evren olabilir. Fiziğin geçerli olduğu sınırları çizmek çok zordur; zira yeni gelişmeler, teknolojideki ilerleme ve keşifler bu sınırları sürekli genişletmektedir. Yeni keşifler yeni fiziksel niceliklerin meydana gelmesine neden olur. Bu fiziksel büyüklükler arasında belirli bağıntılar, fizik yasaları şeklinde ortaya çıkar. Fizik yasaları çok sayıda deneysel gerçeklere dayanmaktadır. Her fizik yasası belirli sınırlar içinde geçerlidir. En geniş kapsamlı evrensel yasalar olan kütle-enerji, lineer momentum, açısal momentum korunum yasaları fiziğin temelini oluşturmaktadır. Fizik bilim olarak deneysel sonuçlara dayanmaktadır ve özünde deneysel bir bilimdir. Gözlemlerden ve deneylerden kaynaklanan bilgileri değerlendirerek, farklı ve yeni hipotezleri ya da teorileri her an ortaya atmak için hazırdır. Deneysel sonuçlar, sadece olaylara ve proseslere has olan sabitler ve fiziksel büyüklükler arasında belirli bir bağlantı kurulduğunda değerli olabilir. Fizikteki teoriler az sayıdaki prensiplerden yola çıkarak, çok sayıdaki olayı birleştirip açıklar. 

            Fizik, yeni, son derece zarif ve güçlü teoriler ortaya atarak bu teorileri birleştirir, incelediği objelerin en ince detaylarını ve niteliklerini büyük ölçüde açıklar, ayrıca o zamana kadar bilinmeyen olayları tahmin edip, deneylerle de bunu kanıtlar. Bunu yaparken fizik, matematikteki tüm bilgilere ve yöntemlere başvurmaktadır. Genelde her yeni fizik teorisinin çıkış amacı eski teorilerin açıklayamadığı gözlem sonuçlarını açıklamaktır. Eski teori kendi çizdiği sınırlar içinde gelişir, belirli olayları açıklayabilir. Açıklayamadığı deney sonuçları ortaya çıkar ise geçerliliğini yitirir, yeni bir teori ile bu olaylar açıklanmaya çalışılır. Örneğin Michelson-Morley deneyinin sonuçları ve kara cisim ışıması, klasik fizikte kabul edilen fizik ve felsefi fikirlerle bağdaşmadığı için İzafiyet Teorisi ve kuantum fiziği ortaya çıkmıştır. Bu fikirler şu anda bütün dünyada kabul edilen temel teoriler haline gelmişlerdir. İzafiyet Teorisi uzay ve zaman için yeni bir bakıştır, uzayın ve zamanın göreceli olduğunu öngörür. Kuantum fiziği ise yepyeni etkileşme mekanizmaları olduğunu, ölçülebilen değerlerin sadece belirli (discrete) değerler alacaklarını ayrıca maddenin tanecik ile dalga özelliklerinin birbirini tamamlayan özellikler olduğunu gösterir. Ayrıca bu teoriler; sadece sezgilerle hareket edilemeyeceğini, hayal edilemeyecek olayların bile matematik sayesinde ifade edilebileceğini göstermiştir. 

            Her yeni teoride temel felsefi ve fiziksel fikirler, idealleştirilmiş objeler, modeller, prensipler, temel denklemler, temel fiziksel sabitler, temel fizik korunum yasaları ve yeni terimler yer almaktadır. Yeni bir fizik teorisi, teorinin temelinde yatan deneyler ve bilinen tüm deneysel olaylarla kanıtlanmak zorundadır. Aynı zamanda yeni teori, eski teoriyi kendi sınırları içinde bir limit durumu gibi kapsamalıdır ve ne zaman nerede kullanıldığını göstermelidir. Yeni teori o zamana kadar bilinmeyen olayları ve yasaları tahmin edip, kendini kanıtlayacak ya da çürütecek yolları da göstermek zorundadır. En önemlisi de kuşkusuz yeni teorinin uygulama alanlarıdır: teknoloji, sanayi, günlük yaşam. Her teori geliştirmeye uygun ve açık olmalıdır. Kendisini geliştirmek için yol ve olanak bırakmayan teori, açıklayamadığı ilk deneyde geçerliliğini yitirir.

            Fizik tarihinde çok ender rastlanan olağanüstü farklı durumlarla karşılaşmak mümkündür. Örneğin Genel İzafiyet Teorisinin geliştirilmesi için deneyden gelen bir çelişki yoktu ve ancak Einstein gibi bir dahi zamanı gelmeyen bir teori ortaya atıp, onu sağlam temellere oturtarak hayat verebildi. Saydam bir ortamda hareket eden ışık ile bir cismin hareket denklemleri arasındaki benzerlikten yola çıkarak de Broglie, dalga-tanecik modelini ortaya atmış, bu model çerçevesinde maddenin ikili (dual) karakterini ve hangi durumda tanecik, hangi durumda dalga özelliğinin ön plana çıktığını açıklamıştır. Elektromanyetik teoride etkileşim, elektromanyetik alanlar sayesinde gerçekleşir, bu alanın taşıyıcısının ise foton olduğu bilinmektedir. Gravitasyonel kuvvet ile şiddetli ve zayıf çekirdek kuvvetlerinin de bir taşıyıcı sayesinde etkilediği düşünülebilir. Güçlü çekirdek etkileşmelerinin taşıyıcılarının mezonlar olduğu 1936 yılında varsayılmıştır. Mezonların kütleleri ve enerjileri küçük olduğu için onların deneysel olarak bulunması daha kolaydı. Zayıf çekirdek kuvvetlerinde etkileşmenin, bir alan sayesinde olması gerektiği ve bu alanın bir taşıyıcısı olduğu, elektromanyetik ve zayıf çekirdek etkileşmelerini birleştiren teorinin (elektrozayıf) temelinde bulunmaktadır. Bu inanç o kadar büyüktü ki, bu teoriyi ortaya atan fizikçiler, teori daha deneysel olarak kanıtlanmadan Nobel ödülü aldılar. Ödülü aldıktan 7 yıl sonra, birleştirilmiş elektromanyetik ve zayıf çekirdek etkileşmelerinin taşıyıcıları olan W+, W-, Z0 bozonları bulunmuştur. Gravitasyon etkileşmesinin de alan sayesinde gerçekleştiği ve bu alanın taşıyıcısının da graviton adı verilen bir parçacık olduğu fizikçiler tarafından ortaya atılmıştır. Graviton bugüne kadar gözlenmemiştir; ama, bu, fizikçilerin inançlarını çok da etkilememektedir. 
Fizikte geçerli evrensel korunum yasaları vardır: kütle-enerji, momentum, açısal momentum, yük ve baryon korunumu yasaları ve daha birçok dar ya da geniş kapsamlı yasalar. Evrensel korunum yasalarının geçerliliği bugüne kadar bilinen tüm fiziksel olaylarda ispat edilmiştir. 1920-1930 yıllarında yapılan b bozulması deneylerinde enerji korunumu yasasının ihlal edildiği düşünülmüştür. Bu olaya açıklık getirmek için, enerjinin korunumu yasasının tüm olaylarda geçerli olacağına ilişkin sarsılmaz inancından yola çıkan Pauli, yeni bir taneciğin var olduğunu tahmin ederek, teorik olarak bu taneciğin özelliklerini tarif etti. Yeni bir bulgu olan nötrino taneciği, bundan 30 yıl sonra gözlenebildi ve genel fizik yasalarının, mantığının ve düşünme tarzının geçerliliğin bir kanıtı oldu. 
Her evrensel korunum yasası, doğada var olan belirli bir simetriden kaynaklanmaktadır. Enerjinin korunumu yasası zamanın homojen, momentumun korunumu yasası uzayın homojen, açısal momentumun korunumu yasası ise uzayın izotropik olduğu düşünerek çıkarılabilir. Baryon, yük, izospin korunumu yasaları da belirli simetrilerin sonucudur. Örneğin izospin korunumu yasası güçlü çekirdek etkileşmelerinin, protonları ve nötronları ayırt edememesinden , yani nükleonların bu kuvvet karşısında simetrik olmasından kaynaklanmaktadır. Zayıf çekirdek kuvvetleri ise protonu ve nötronu ayırt edemediğinden, izospin korunumu yasası, evrensel bir korunum yasası değildir. Kuantum alan teorisinde, CPT teoremi olarak tanınan çok önemli bir teorem bilinmektedir. Bu teoreme göre hipotetik bir evrende aynı anda sağ ile solun, artı ile eksi yüklerin ve zamanın yönü değiştirildiğinde, bizim evrende geçerli bütün yasalar bu hipotetik evrende de geçerli olacaktır. Böyle bir teoremin sonuçlarını ve olası uygulamalarını hala açık bir konu olarak kabul edebiliriz.
Her evrensel korunum yasası gerçekten evrensel mi? Bu soru hiç de anlamsız değildir. Çünkü bizim evrensel olarak kabul ettiğimiz yasaların evrenin yaşadığımız uzay bölgesi için geçerli olduğunu deneysel olarak kanıtlamış olmamıza karşın uzayın diğer bölgelerinde bu yasaların geçerliliği sadece varsayılmıştır. Diğer deyişle bir ekstrapolasyon yapılmıştır. Bu ekstrapolasyon ne kadar geçerlidir? İnsanoğlu binlerce yıl sonra dünya gezegeninin hiç bir ayrıcalığı olmadığını ve evrendeki sonsuz sayıda oluşumdan sadece biri olduğunu biraz istemeyerek de olsa anlamıştır. Kopernik’in, başlattığı bu devrim, tüm bilimlerde ve düşünce sistemlerinde yer almıştır. Yaşadığımız bölgenin şu ana kadar hiç bir ayrıcalığı deneysel olarak kanıtlanamamıştır. Buna dayanarak, bizim yaşadığımız bölgede geçerli olan evrensel yasalarda bir ayrıcalık olmadığına ve bu yasaların gerçekten tüm evren için geçerli olduğuna inanmaktayız. 
Fiziğin gelişmesini izlersek, hiç durmayan bir ilerleme ve gelişme olduğunu görürüz. Fizik doğanın daha gizli sırlarına ulaşmayı sürdürmektedir. Bununla birlikte, yasalar birleştirilir, kapsamları da genişletilir. Bunun tipik bir örneği, fizikteki etkileşmeleri birleştirirken bir taraftan da bu etkileşmelerin en küçük taşıyıcılarını bulmaktır. Fiziğin gelişmesi sadece kendisini etkilememektedir. Fizikteki gelişmeler ve bulunan yeni yasalar, kimya ve biyoloji gibi fen bilimlerinin gelişmesinde de olumlu olarak sürekli ve önemli rol oynamıştır. Teknolojideki gelişmeler ise fizikte kullanılan aletlerin gelişmesine neden olmuştur. Matematikteki son gelişmeler hızla fiziğin her konusunda yer almıştır ve fizik, matematikte yeni modelleri geliştirmek için önemli rol oynamıştır. Farklı bilimlerin işbirliği sonucu Matematiksel Fizik, Fizikokimya, Moleküler Biyoloji, Biyofizik gibi yeni dallar meydana gelmiştir. 
Bilimsel gerçekleri ararken hemen her zaman teorilerden hangisinin doğru olduğu sorusuyla karşılaşabiliriz. Şu ana kadar bütün etkileşmeleri birleştiren, her olayda geçerli bir teori bulunamamıştır ve herhalde de bulunamaz. Böyle bir teori fizikte bir zirve kabul edilebilir. Birleşik alanlar teorisi-elektromanyetik teori, gravitasyon çekim teorisi, zayıf etkileşmeler teorisi ve nükleer teorinin tek bir modelle açıklanması herhalde bu zirvenin zarif bir tacı olurdu. Tek bir teori yerine, çok sayıda sadece belirli alanlarda geçerli teoriler geliştirilmiştir. Bu da sadece hangi teorinin doğru olduğu sorusunun cevabını güçlendiren bir unsurdur. Hangi teorinin doğru olduğu sorusunun yanıtı, en çok, incelenen sistemin hareketine ve ölçümlerde aranan hassasiyete bağlıdır. Ölçümlerde gerçekleştirilen hassasiyet aslında başka bir soruyu da birlikte getirmektedir: Hatasız deney var mıdır, yok mudur?

            Her deneyde aranan temel özelliklerden birisi kontrol edilebilen koşullar altında yapılan her deneyin, başka bir yerde aynı koşullar altında aynı sonucu vermesidir. Bu kontrolü sağlamak amacı ile bugün dev hızlandırıcılar, lazerler, radyasyon ölçen aletler gibi nice aletler kullanılmaktadır. Her fiziksel araştırma sadece ve sadece belirli bir hassasiyetle gerçekleştirilebilir ve dolayısıyla aynı fiziksel büyüklüklerin farklı deneylerle ölçülen değerleri arasında kıyaslama sadece belirli bir hata aralığında yapılabilir. Burada karşımıza tamamen hatasız deney yapılabilir mi gibi bir soru çıkmaktadır. Bu soru sadece bizim aletlerimizi kusursuz yapabilme olasılığımızla ilgili değildir. Cevap, Kuantum Teorisinde aranmalıdır. En büyük hassasiyetle ölçülen fiziksel büyüklüklerde bile, onların doğasından kaynaklanan bir belirsizlik mevcuttur. Buradan çıkarılacak önemli sonuçlar vardır. Madem cansız dünyada yapılan ölçümlerde mutlak sınırlar mevcuttur ve bu sınırların arkasındaki neden-sonuç ilişkilerinde artık sadece istatiksel olasılıklar yatmaktadır, canlılar dünyasında acaba böyle bir beklentiye yer olabilir mi? Canlılar dünyasında araştırılan neden-sonuç ilişkilerde de mutlak bir sınır mevcut mu, mevcut ise bu sınırlar nerede geçerlidir? Bu aynı zamanda şu anlama da gelebilir: Canlılar dünyasında her soruya cevap verilebilir mi yoksa sadece belirli sorular mı sorulabilir? Herhalde canlıların dünyasında da geçerli olan bir belirsizlik ilkesi olmalıdır. 
Bilimsel düşünce nedir ? Bu soruya cevap vermek için bilimsel düşüncenin özelliklerini tanımlamalı ve bilimsel düşüncedeki mantık kurallarının nasıl öğretildiğini açıklamalıyız. Bilimsel düşüncenin mantık kurallarını öğretmek için bazen bir bilimin tarihteki gelişmesini anlatmak yeterli olabilir. Başka bir bilim dalında ise tüm bilgiler az sayıdaki aksiyom ve ilkeden yola çıkılarak ve belirli bir mantık sistemi kullanılarak o bilimin kendi mantık çatısı inşa edilebilir. Başka bir bilim dalı ise tamamen deneysel metotlar üzerine kurulmuş olabilir. Sonuç olarak farklı bilimlerin çabaları, incelenen olaylara teşhis koymak ve bu teşhise dayanarak tahminlerde bulunmaktır. Bunun için, insanlar, kişisel olarak, zekalarının bir taraftan niceliklerini diğer taraftan ise niteliğini bilimsel atılımlara paralel olarak geliştirmek zorundadırlar. Zekanın nicelik tarafı daha kolay geliştirilir. Belirli bilginin, tecrübenin ve alışkanlığın kazandırılması, ancak küçük yaşlarda başlamaktadır. Zekanın nicelik bakımından geliştirilmesi iki temel olaya bağlıdır: Birincisi çalışma hızına, süresine ve yoğunluğuna, ikincisi ise eğitime tabi olan kişinin sürekli yaratıcılık gerektiren konularla ve sorunlarla uğraşmasına. Bilgilerin sübjektif ya da objektif yanı olabilir. Sübjektif yeni bilgiler, o ana kadar bilimde bilinen: ama eğitime tabi olan kişi tarafından bilinmeyen bilgilerdir. Bir insan sürekli yeniyi keşfetmeye zorlanırsa, bu çalışmalarla objektif yeni bilgiler keşfetme noktasına gelir. Objektif yeni bilgiler o ana kadar hiç kimse tarafından bilinmeyen ve bir bilim adamı için en değerli hedef bilgilerdir. Objektif yeni bilgilere ulaşmak için çalışmaların nicelik boyutundan nitelik boyutuna geçmesi gerekir. Temel bilimlerin bilimsel düşünme ve bilimsel yaratıcılığa yönelme etkisi, farklı yaklaşımlarla ve boyutlarla tartışmaya açık bir konu olarak kabul edilmektedir. Bilimsel düşüncenin temelinde, doğadaki objektif yasalar, neden-sonuç ilişkisiyle bulunmaktadır. Bilimsel düşünce, son derece mantıklı, teorik ispata dayalı, deneylerle sürekli kendisini denetlettiren, açık ve doğru temellere oturmak zorunda, her otoriteden ve dogmatizmden uzak kalır, iddiaları eleştirir ve bilimsel kanıtlara dayanarak bu fikirleri dış müdahalelere izin vermeksizin kabul ya da reddeder.
Bilimsel düşüncenin her fikre karşı eleştirel yaklaşımı, bilimin sürekli gelişmesine, eskiden kopmasına, yeni kanıtların eski bilgilere yeni yorumlar ve bakışlar getirmesine yol açmaktadır. Bilimsel düşüncenin hedefi bilimsel yaratıcılıktır. Eski bilgilere dayanarak, analoji kurarak, çok seçenekli ve esnek bilimsel analiz yaparak, bazen de önseziler kullanarak, bilim adamları, yeni fikirler, teoriler ve düşünme tarzları üretebilmektedir. Bilimsel düşünce, sadece bilim adamlarına değil, her uygar insana, çalışma ve yaşama tarzına bakılmaksızın belirli bir ölçüde gereklidir. Bilimsel düşünce, okulda ve üniversitede verilen tüm derslerle (dil, edebiyat, tarih, coğrafya, sosyal bilgiler, felsefe, matematik, fizik, kimya, biyoloji) geliştirilmelidir. Bu bilimlerden matematik ve fen, bilimsel düşünceyi geliştirmek için son derece önemlidir ve uygundur. 
Bu bilimlere dayanarak geliştirilen modeller, düşünceler ve teoriler deneysel olarak kanıtlanabilir. Bunların dışındakiler ise bir sonraki gelişme evresinde, bir önceki kabullere muhtaç ya da bağlı kalırlar ve evrendeki olayları doğadaki başka bir gücün (doğaüstü gücün) varlığıyla açıklamaya çalışırlar. İki birbirine zıt düşünme sistemi arasında seçim yapmak için kesinlikle doğru ve objektif bilgiye ve bunun da ötesinde bu bilgiyi analiz edecek güce ve kriterlere ihtiyaç vardır. Bu kriterler ise bilim adamları tarafından verilmektedir. Bu kriterler doğru ya da yanlış olabilir mi? Karşılaştığınız sorular, fikir açısından size çok farklı gelebilir. Hiç şaşmamak gerekir ki fizikçilere de bazı fikirler hala tuhaf gelmektedir. Örneğin elektronun tanecik olarak sadece tek bir yarıktan geçmesi gerekirken, sanki her iki yarıktan geçiyormuş gibi girişim olayı gözlenebilmektedir. Buna benzer çok sayıda örnek verilebilir. Bu nedenle yeni bir soru ya da yeni bir teori ile karşı karşıya geldiğinizde hiçbir şeyi peşin olarak doğrudan kabul etmeyiniz. Okuduğunuz her şeye kuşku ile yaklaşınız. Herhangi bir fikri kabul etmeden önce bu fikri iyice tartışınız. Hiç bir dogmatik düşüncenin etkisinde kalmayınız. Doğrular ile yanlışlar arasında seçim yapmak zorunda kalan insanın, uzun sürmeyen yanılgılardan sonra muhakkak gerçeği yansıtan doğruyu seçeceğine inanmaktayız.

            "Nereden kesin olarak biliyorsunuz?" gibi bir kuşkuya düşerseniz, unutmamalısınız ki, bu bilgiler insanlık tarihinden bugüne, birçok insanın sonsuz çaba ve emekleriyle birikmiş bilgilerdir. Unutmayınız ki bugün çok şey bilmemize rağmen çok daha fazla bilinmeyen ve keşfedilmeyen şey vardır. Her defasında bilimin ulaştığı bir noktada çözülmeyen yeni problemler bulunmuştur. Bu, aynen bir insanın bir hücrenin duvarlarını kırmasına benzemektedir. Tam hücreden çıktığına inanacakken, yeni bir hücrede olduğunu fark eder. Bilimde sefere çıkan bir insan da aynı konumdadır. Her çözüme ulaştığında hayretle ve sevinçle yeni bir çözülmemiş problem ile karşılaştığını fark eder. Ama hücrenin duvarlarının her yıkılışında özgürlüğe ve gerçeğe doğru bir adım daha yaklaşıyoruz; çünkü daha çok bilgiyle, daha çok bağımsızlık ve özgürlük kazanmış oluyoruz. Umarız bilimin bu seferinde bizim ülkemizin çocukları, öğrencileri, öğretmenleri ve bilim adamları da bizlerle ve dünyada tüm çocuklar, öğrenciler, öğretmenler ve bilim adamları ile buluşurlar. Bu da bizim en büyük dileğimizdir. 
Günümüzde, fizik, matematik, kimya ve biyoloji bilimleri hızla gelişmektedir. Bu bilim dallarını geliştirmek için sağlam ve güçlü kadrolara, nitelikli bir eğitim ve öğretim sürecine ihtiyaç vardır. Buna ulaşmak için mevcut olan elemanların bir kısmı araştırmalara yönelik, diğer bir kısmı da eğitim için yetiştirmelidir. Ancak bu şekilde üstün yetenekliler ortaya çıkar, alt yapı sağlamlaşır ve bir süre sonra da kuvvetli bir kadroya sahip oluruz. Bu demektir ki üstün yetenekli öğrencilerin eğitimi ve öğretimi gitgide önem kazanacaktır ve bir sanat haline gelecektir. Durum, kısaca, üstün yetenekli öğrencilere yeni bilgilerin aktarılması ve onların gereksinimlerine cevap verme olarak tanımlanabilir. Burada karşımıza çıkan problemler üç tanedir: Birincisi öğrencinin hangi yaşta ve düzeyde yetiştirileceği, ikincisi bu öğrencilerin gereksinimlerinin hangi metotlarla karşılanacağı ve üçüncüsü ise, bu tip öğrencilere ders verebilmek için ne tür hazırlıkların yapılacağıdır. Şunu hemen belirtelim: Her öğrenci özel eğitime katılamaz. Genelde derslerin düzeyi çok yüksektir. Zaten her öğrencinin katılmasına da gerek yoktur. Bu çalışmalara katılan öğrenciler, bilim adamı ya da mühendis olmak arzusunda olanlar olacaktır. Onlar için ansiklopedi ve kitap okumaktan doğal bir şey yoktur. Bu, onların genelde doğasında vardır; sadece böyle bir eğitime yatkın olanlar başarılı olabilir. Üniversiteye, lise eğitiminden yeterli bilgi ile donanmış olarak girdiklerinden, oradaki eğitime daha yüksek düzeyde devam edip, daha erken bilimsel çalışmalara katılıp projelerde görev alabileceklerdir. 
Fizik eğitiminde bilgilerin verilmesi ile başlayan sürecin en zor olan kısmı öğrencilere soru ve problem çözmelerini benimsetmek, düşünme sistemini oturtmak oluyor. Fizik problemlerin çözümünde eğitim alan kişiler çok büyük hacim bilgiyi irdelemek zorundalar. Ayrıca bu bilgi derinlemesine de analiz edilmesi gerekir-teorilerin irdelenmesi, bu teorilerin kapsamı ve sınırları, deneysel yöntemleri ile teorik fikirlerin desteklenmesi gibi. Bu tip eğitim aynı zamanda bilimde yeni bilgilerin artmasından da kaynaklanmaktadır. 

Fizik eğitiminde ve problem çözümünde motivasyonu sağlamak zor, zira çalışma süresince ağır, zahmetli entelektüel çalışmalar gereksinimin dışında kendi kendine de bilgi edinme ve bu bilgiyi özümseme yeteneği de geliştirilmelidir.
Uluslararası Bilim Olimpiyatları düzenleme fikri ilk olarak 1959 yılında Uluslararası Matematik Olimpiyatının düzenlemesi ile ortaya çıkmış ve bundan sonra lise öğrencileri için Fizik, Kimya, Biyoloji ve Bilgisayar alanında düzenlenen olimpiyatlarla bu fikir gelişerek olağanüstü güzel meyveler vermeye başlamıştır. Bunlardan en önemlisi uluslar arasındaki ilişkileri geliştirmek ve başarılı öğrencilere bilimi sevdirmektir. IPhO (Uluslararası Fizik Olimpiyatları) 1967 yılında ilk kez Polonya'da düzenlenmiştir ve bu tarihten beri hemen hemen her yıl düzenli olarak çeşitli ülkelerin ev sahipliği yapması ile devam etmektedir. IPhO’nun temel amacı hızla gelişen bilim ve teknolojide, giderek artan fiziğin rolünü liselerdeki eğitime yansıtmaktır. 1967 yılında 12 eski doğu bloğu ülkesinin (Bulgaristan, Sovyetler Birliği, Polonya, Romanya, Macaristan vb.) katılması ile ilk aşamada bölgesel bir yarışma gibi başlayan IPhO, bugün, 85 ülkenin katılımı ile gerçekten uluslararası bir nitelik kazanmış, Amerikan Fizik Öğretmenleri birliği ve Avrupa Fizik Birliği'nin yardımlarıyla devam etmektedir. Yıllar boyunca, sadece yarışmaya katılan ülkelerin sayısı artmakla kalmamış, aynı zamanda ev sahipliği yapan ülkenin teklif ettiği soruların kalitesi ve düzeyi de çok artmıştır. Yarışma, teorik ve deneysel olarak, iki kısımdan oluşmaktadır. Teorik sorularda çeşitli fiziksel olayların modellemelerinin geliştirilmesi, değerlendirilmesi ve özellikle yaratıcılık istenmektedir. Deney sorularda bazen küçük bilimsel araştırmalar yapılmaktadır. Teklif edilen soruların içeriği ve düzeyi IPhO Komitesince belirlenmektedir.

            Fizik olimpiyatına her ülkeden 20 yaşından küçük 5 liseli öğrenci ve 2 lider katılmakta ve, diğer ülkelerden katılan öğrencilerle bireysel bazda yarışmaktadırlar. Her ülkeden katılan iki lider IPhO kurulunda eşit oy hakkına sahiptir. Ülkelerini temsil etmek üzere IPhO Komitesine gönderilecek ekip liderleri ve öğrencileri belirleme hakkı, her ülkenin bu konuda yetkili resmi makamlarına (Türkiye'de TÜBİTAK) aittir. Ev sahipliğini yapan ülkenin verdiği sorular ve soruların çözümleri, kurulda sınavdan bir gün önce tartışılıp, gerekli değişiklikler ve düzeltmeler yapılarak kabul edildikten sonra İngilizce, Almanca, İspanyolca ve Rusça olarak hazırlanmaktadır. Liderler tarafından sorular kendi dillerine çevrilmektedir. Kuramsal sınav 30, deneysel sınav 20 puan olarak değerlendirilmektedir. Kuramsal sınav 5 saat, deneysel sınav genelde iki sorudan oluşmakta olup her birisi 2,5 saat sürmektedir. Yarışma etkinliği bir hafta kadar devam etmektedir. Sınavlar arasında bir gün ara verilir, yarışma süresince ev sahipliği yapan ülkenin kültürü, tarihi ve coğrafyası tanıtılır.
Sınav kağıtları hem her ülkenin kendi liderlerince, hem de ev sahipliği yapan ülkenin görevlilerince değerlendirilmektedir. Bu iki değerlendirme arasında farklılık varsa, not düzeltme seanslarda anlaşma sağlanmaktadır. Madalya not sınırları: katılımcıların %6 sı altın, %18 i altın ve gümüş, %36 sı altın, gümüş ve bronz alacak şekilde belirlenmektedir. Toplam yarışmacıların %60 ının madalya ve mansiyon almalarını sağlayacak şekilde de mansiyon için alt not sınırı belirlenmektedir. 
IphO’ya katılan çoğu ülkede o ülkenin eğitim bakanlığı ve üniversitelerinin işbirliği sonucu Ulusal Fizik Yarışmaları düzenlenmektedir. Uluslararası alanda fizik olimpiyatlarının yanı sıra kimya, biyoloji, matematik ve bilgisayar dallarında da olimpiyatlar düzenlenmekte ve ülkemiz bunlara da katılmaktadır. Bu olimpiyatlarla ilgili her türlü çalışma TÜBİTAK Bilim İnsanı Destekleme Daire Başkanlığı bünyesinde kurulan ulusal bilim olimpiyatları komitesi tarafından yürütülmektedir. Bu kapsamda 1993 yılından beri fizik, kimya, biyoloji, matematik ve bilgisayar dallarında her yıl Ulusal Bilim Olimpiyatları düzenlenmektedir. Bu yarışmalarda, ilgili dallardaki uluslararası yarışmalardaki kurallara benzer kurallar uygulanmaktadır. Biz burada yalnız fizik olimpiyatlarındaki uygulamayı özetle anlatacağız. 
Ulusal Fizik Olimpiyatı iki aşamalı olup ilk aşamaya her orta öğretim kurumundan aday olarak gösterilen en fazla 6 öğrenci katılabilir. Bu adaylar mayıs ayı içersinde çeşitli il merkezlerinde yapılan yazılı sınava girerler. Bu sınav çoktan seçmeli türde 25 sorudan oluşur. Sorular orta öğretimde şu anda uygulanmakta olan müfredata uygun olarak seçilmiş olup, müfredat değişikliği durumunda yeniden düzenlenir. Cevapların, doğru seçeneğin işaretlenmesi ve çözümün özet olarak yazılması şeklinde verilmesi istenmektedir. Bu sınavda yaklaşık olarak en iyi 40-50 öğrenci arasına giren öğrenciler başarılı sayılırlar ve ağustos, eylül aylarında düzenlenen, 15 gün süren yaz kampına davet edilirler. Bu kamplarda öğrencilere; konularında uzman üniversite öğretim üyelerince verilen derslerle bilgi düzeylerini artırmak, problemlere bilimsel yaklaşım alışkanlığını elde edebilmek ve çeşitli konuları öğretim üyeleri ve diğer okullardan gelen arkadaşları ile serbest bir ortamda tartışabilmek, dinlenmeye ayrılan zamanlarda çeşitli spor, eğlence ve gezi faaliyetlerine katılmak gibi olanaklar sunulmaktadır. Öğrenciler gerek bu kamp, ve eğer seçilirlerse katılacakları diğer kamplar sonunda sınavlara girerler. Öğrencilerin yol dahil tüm masrafları TÜBİTAK'ça karşılanır. Okullarda eğitimin sürmekte olduğu sırada düzenlenen kamplar için öğrencilere TÜBİTAK tarafından izin alınır. 
Bu öğrenciler aralık ayı içinde yapılan ikinci aşama sınavına girmeye hak kazanırlar. Bu sınavda altın, gümüş ve bronz madalyalar verilmektedir. Aralık ayı içinde yapılan ikinci aşama sınavı iki bölümden oluşur. Birinci bölüm 4-5 saatlik kuramsal sınav, ikinci bölüm ise 2.5-3 saatlik deneysel sınavdır. Bu aşama sonunda dereceye giren öğrencilere çeşitli madalyalar dışında para ödülleri de verilmektedir. Bu aşamada başarılı olan öğrenciler şubat ayı içerisinde yarı yıl tatili süresince düzenlenen kış kampına davet edilirler. Yaz ve kış kampları genellikle Türkiye'nin turistik bölgelerinde hem çalışmaya hem de dinlenmeye uygun ortamlarda düzenlenmektedir. Kış kampından sonraki tüm faaliyetler deneysel çalışmaları da içerdiği için ODTÜ Fizik Bölümünde yürütülmektedir. Kış kampına katılan öğrenciler nisan ayı içersinde Ankara'da 1 haftalık bir kampa daha katılırlar ve bu kamp sonunda yapılan sınav ile daha önce girdikleri sınavlar ve kamplardaki performansları da göz önüne alınarak 5 kişilik kesin ekip seçimi yapılır. Artık Türkiye'yi o yılkı IPhO’da temsil edecek takım belirlenmiştir. Bu öğrenciler mayıs ve haziran aylarında yapılan kamplarda hazırlıklarını tamamlamış olurlar ve temmuz ayında iki lider eşliğinde olimpiyatlara katılırlar. 
Ulusal ve Uluslararası Fizik Olimpiyatı ile ilgili tüm çalışmalar TÜBİTAK BİDEP’e bağlı olarak çalışan Fizik Olimpiyat Komitesi tarafından yürütülmektedir. Bu komiteye farklı yıllarda kamplarda Rafet Kamer, Prof. Dr. Sinan Bilikmen, Prof. Dr. İbrahim Günal, Prof. Dr. Mehmet Tomak, Prof. Dr. Ordal Demokan, Prof. Dr. Çiğdem Erçelebi, Doç. Dr. Akif Esendemir, Doç. Dr. Mustafa Özbakan, Prof. Dr. Ali Tatlı, Doç. Dr. Cüneyt Can, Prof.Dr. Zafer Ünver, Prof. Dr.Yurdahan Güler, Prof. Dr. Davut Köşker, Prof. Dr.Naif Türetken, Dr. Burak Yedierler, Dr. Sadi Turgut, Dr. Altuğ Özpineci, Dr. Bayram Tekin, Dr. Özgür Oktel, Prof.Dr. Elşen Veli, Doç. Barış Bayram, İnanç Kanık, Mustafa Huş ders vererek katkıda bulunmuştur.
Türkiye’de Fizik Olimpiyatları için çalışmaların başlamasına öncülük etmiş olan ve feci bir trafik kazasında kaybettiğimiz Prof.Dr Ordal Demokan’ı rahmetle anıyoruz. 
Bu kurslarda yapılan sınavlarla öğrenciler yarışmanın stresine ve heyecanına alıştırılmaktadır. Ülkemiz 1985’ten beri (1988 hariç) IPhO’a katılmaktadır. Son yıllarda ülkemiz IPhO da gurur verici sonuçlar almıştır, ülkeler arasındaki gayrı resmi sıralamada ilk on ülke arasına girmiştir.

             Ayrıntılı bilgiye www.osym.gov.tr linkinden ulaşılabilir. Uluslararası yarışmalarda ülkemizi temsil eden öğrenciler ve bunların arasında madalya kazananlara TÜBİTAK tarafından para ödülü verilmekte ve bu öğrencilere üniversite öğrencisi olarak başarılı oldukları sürece TÜBİTAK bursu verilmektedir.

http://www.fizikolimpiyatlari.com/