Kronik

Hvis en vinternat en stjernekigger...

Fysik er det mest spændende, man kan få lov til at studere! – Dagens kronikør gør op med fagets triste image og anbefaler populærvidenskab i klasseværelserne
Debat
15. marts 2002

Det virtuelle rum
Jeg tror, at det var Einstein som sagde, at det evigt ubegribelige ved naturen er dens begribelighed. Dette faktum, altså at naturen lader sig beskrive ved hjælp af enkle og smukke matematiske formler, har fascineret og forundret generationer af fysikere og filosoffer.
Tilsyneladende har nogen glemt at fortælle det meste af min generation, hvor forunderlig naturen er, og hvor fantastisk det er, at vi kan forstå den – vi har glemt de spørgsmål, som alle børn stiller deres forældre, når de oplever verden for første gang: Hvorfor er himlen blå? Er universet uendeligt? Hvorfor skinner solen? Er der liv andre steder i verdensrummet?
Lad mig slå det fast med det samme: Fysik er det mest spændende man kan få lov til at studere. Fysikere arbejder med at besvare spørgsmål, der har samme fundamentale natur, som de ovennævnte, og de svar, som vi finder, er mere farverige og overraskende smukke, end selv den mest fantasifulde poet kunne have drømt om.
Kvantemekanikken og relativitetsteorierne er måske de mest spektakulære eksempler; disse, det forgangne århundredes store teorier, fortæller os om træk ved virkeligheden, som er så forbløffende og fundamentalt forskellige fra vores hverdagsverden, at enhver må forundres over selv det mindste indblik i denne verden.
’Fysik-Rejseholdet’, som jeg er en del af, er en gruppe af studerende fra Niels Bohr Institutet, som tager ud til gymnasieklasser landet over og forsøger at formidle vores begejstring for fysikstudiet til vordende universitetsstuderende.
En stor del af grunden til at vi får midler til vort foretagende, er, at der i Danmark – ligesom i praktisk taget hele den vestlige verden – er for få unge, der vælger at studere de naturvidenskabelige fag. Grundene til dette fænomen er uden tvivl mange og komplicerede, og i det følgende vil jeg ikke forsøge at give nogen komplet udredning af årsagerne, men koncentrere mig om et enkelt aspekt. Dette hjørne af problemet, er netop hvad rejseholdet forsøger at udbedre, når vi tager ud og fortæller om fysikstudiet.

Som jeg skrev ovenfor, synes nogen at have glemt at fortælle min generation hvilke vidundere, verden indeholder, hvis vi træder et skridt tilbage og drejer perspektivet, så vi igen ser verden som for første gang.
Jeg tænker på øjeblikke, som når man en vinternat ser en særligt klar stjernehimmel og mærker et sug i maven over naturens mangfoldighed og ens egen lidenhed. Det er præcis dén følelse, der driver fysikken.
I stedet synes de fleste at mene, at fysik og naturvidenskab er det samme som teknologi. Der er ingen tvivl om, at der er et væsentligt teknologisk aspekt i naturvidenskaben, men der er så sandelig også en god grund til, at flere af de største navne inden for filosofien siden renæssancen også dukker op i fysik- og matematikbøgerne. Denne gode grund er, at al naturvidenskab og i særdeleshed fysikken, indeholder en fundamental komponent af naturerkendelse.
Naturerkendelse har været på banen siden tidernes morgen. Tilsyneladende har menneskene altid været udstyret med en trang til at forklare den verden, vi lever i; selv de mest primitive naturfolk havde komplicerede myter til at forklare stjernehimmelen, dag og nat, årstidernes skiften, verdens skabelse, etc.
Denne type myter følger kulturens udvikling helt op til de gamle grækere, men allerede dengang begyndte filosofferne med en ny forklaringstype, naturfilosofien, hvor myterne blev erstattet med spekulative filosofiske forklaringer. Her blev der tumlet med mange af de samme fundamentale spørgsmål, som vore dages fysikere besvarer eller forsøger at besvare.
Fra den antikke periode er det dog de matematiske og ikke de fysiske teoremer, der er blevet stående, hvilket primært skyldes at filosofien i antikken stort set var rent spekulativ og ikke kunne nedværdige sig til at eksperimentere.
Men med Galilei & Co. i renæssancen ændrede dette sig drastisk, teknologien slog sig sammen med naturfilosofien, og dermed blev roden til den umådeligt succesrige moderne naturvidenskabelige metode lagt. Den naturvidenskabelige metode er nu en selvfølgelig del af mange felter uden for den hårde naturvidenskab, og en uundværlig del af vor måde at tænke på:
Ud fra observationer af verden forsøger man at lade de væsentlige elementer bundfælde sig, og ud fra disse danne en model, der beskriver regulariteterne i verden så præcist som muligt. Ud fra denne model kan man så (forhåbentlig) forudsige, hvordan naturen vil opføre sig i fremtiden.

I fysikkens tilfælde har denne metode gået sin sejrsgang verden over, og dens resultater har formet de tanker og den teknologi, der udgør så stor en del af den moderne verden.
Måske er det netop på grund af teknologiens umådelige succes de seneste årtier, at det naturerkendelsesmæssige aspekt af naturvidenskaben er gledet i baggrunden, og at mange kun tænker på fysik som højtudviklet ingeniørkunst. Med de næsten ufattelige teknologiske landvindinger, og de milliarder af kroner, der er at tjene, er det blevet vanskeligt at få øje på den menneskelige trang til at forstå verden, som er den oprindelige drivkraft i fysikken.
Jeg tror også, at en vigtig bidragyder til at fokus er gledet væk fra det naturerkendelsesmæssige perspektiv i fysikken, er undervisningen på folkeskoler og i gymnasier. Ens syn for de store perspektiver i naturen bliver ikke nødvendigvis vækket af at sidde og regne på strømmen gennem et elektrisk kredsløb, eller få en ’vilkårlig’ formel stukket ud, komplet ude af kontekst, som man kan bruge til at udregne bremselængden for en mursten, der glider ned ad et bræt.

Det, der gør det så vanskeligt at undervise disse unge elever i fysik, er, at der i historiens løb er opstået et helt nyt sprog, der kan beskrive naturen præcist, nemlig matematikken. Fordi fysikken er formuleret matematisk, kan fagets argumentstrukturer blive meget dybere og mere forgrenede, end det er muligt inden for noget andet område.
Fysikkens teorier hviler på hinanden og er forbundne på kryds og tværs. Dette er en kvalitet, men det betyder desværre også, at det tager mange år at lære tilstrækkeligt med matematik til at kunne forstå teorierne i deres fulde omfang, og endnu flere år at lære selve teorierne.
På mange af de humanistiske fag har teorierne som sagt en helt anden struktur, og det er lettere, direkte at få en ide om, hvad arbejdet med faget på længere sigt indebærer. Man skal ikke lære et helt nyt matematisk sprog for at kunne tale kvalificeret om en tekst, man skal analysere, men kan gå direkte i gang med at relatere den til den verden, man kender.
Den måde man i undervisningen før universitetet har valgt at omgå dette problem, er ved at vælge specielt lette formler ud fra forskellige dele af fysikken og lade eleverne arbejde med dem, men uden at give dem nogen idé om den komplette teori.
Men det skaber netop et billede at fysikken som en ad hoc disciplin, der blot kan bruges til at løse konkrete problemer. Fokus ligger i den uinteressante (og vanskelige) detalje og ikke i perspektiverne af det naturvidenskabelige projekt.

Men det er faktisk muligt at forstå ideen bag mange af erkendelserne inden for moderne naturvidenskab uden brug af den matematik, som skræmmer mange. Der er en stolt tradition inden for formidling i fysikken, hvor mange store forskere bruger tid til at gøre deres felt tilgængeligt for lægfolk.
Hvorfor ikke bruge en stor del af fysikundervisningen i folkeskolen og gymnasiet på at læse populærvidenskabelig litteratur, og derved vise eleverne den kæmpe gulerod, der ligger og venter, når man er kommet igennem det møjsommelige arbejde med at tilegne sig grundlaget? Belønningen, når man i den sidste ende mestrer fysikkens teorikompleks, og kan begynde på at overveje implikationerne af denne viden, er uden sidestykke. Den viden man opnår, har en ganske anden karakter end den viden, det er muligt at opnå inden for noget andet felt.
I fysikken er det jo muligt at gå ud og spørge naturen, om den teori man har opstillet er rigtig eller forkert, en mulighed, der ikke er forundt nogen anden gren af videnskaberne. Det betyder også, at den viden, fysikken finder, har en fundamentalt anden karakter end den viden, der produceres inden for alle andre felter.
Hermed ikke sagt, at jeg naivt tror at fysikkens projekt er afsluttet, eller at al den viden, som fysikken har frembragt, er stensikker for evig og altid. Jeg tror, at det er temmelig sikkert, at vi kun er nået et kort stykke af vejen på at forstå naturen. Men samtidig er det tydeligt for mig, at vi virkelig har fat på nogle essentielle træk i den verden, vi er udsprunget af.
Når Fysik-Rejseholdet tager ud til en gymnasieklasse, er det netop et billede af den fysik vi dyrker, som et kreativt, erkendelsessøgende fag på linie med filosofien, hvor vi blot har en unik mulighed for at verificere vore erkendelser, som vi forsøger at tegne. Vi forsøger at åbne elevernes øjne for en spændende verden af forståelse og indsigt, der ligger gemt bag hverdagens trivielle afleveringsopgaver.

Fysikken formår ikke at beskrive hvorfor verden er som den er, men må holde sig til at beskrive hvordan verden er indrettet. Det er imidlertid mit eget (naive?) håb, at det med tiden kan give menneskeheden et praj om, hvorfor vi sidder på denne lille klode og kigger ud i verdensrummet – mod vores egen skabelse.
Af Thomas Akvinas’ gudsbeviser holder jeg mest af det femte, der peger på, at verdens ordnethed, verdens regelmæssighed, må være et bevis for, at Gud må eksistere. Uden en Gud ville al denne orden være ubegribelig. Den samme tanke – omend i en anden forklædning – strejfede Einstein århundreder senere. Netop denne uforklarlige orden udforsker fysikken.

*Sune Lehmann har sidefag i filosofi fra Filosofisk Institut, KUA og er specialestuderende på Niels Bohr Institutet. Her leder han en gruppe studerende, som tager ud til gymnasier for at fortælle om ’vores begejstring for fysikstudiet’.

*Se også www.fys.ku.dk/~rejse

Følg disse emner på mail

Vores abonnenter kalder os kritisk,
seriøs og troværdig.

Få ubegrænset adgang med et digitalt abonnement.
Prøv en måned gratis.

Prøv nu

Er du abonnent? Log ind her