Fysikk og Fascinasjon

en blogg om ny og gammel forskning, og om den fantastiske naturen


2 kommentarer

Det er lurt å kunne programmere

Min spesialitet som forsker er at jeg gjør eksperimenter. Det betyr ikke at det er det eneste jeg gjør, for jeg har også publisert resultater av simuleringer, teoretisk arbeid og til og med feltarbeid. Men det betyr at jeg har bedre trening i det å gjøre eksperimenter enn mange andre, og at det er mange andre som er bedre til å løse ligninger og å skrive dataprogrammer enn det jeg er. Siden man gjerne oppnår mest når alle får gjøre det de er best til, holder jeg meg gjerne til eksperimentene.

Men eksperimentelt arbeid består slett ikke bare i å stå på labben og skru sammen ting og måle det ene og det andre. Man må også kunne bruke måleresultatene til noe. Når man har samlet en lang liste med data, kan man for eksempel lime dataene inn i et regneark, legge inn formler og plotte og lese av verdier til man får det man er ute etter.

Data.

Data.

Det fungerer helt fint, men jeg blir fryktelig lei av å klikke på filer og markere og kopiere og lime etterhvert. Alt for mye klikking.

Her kommer programmeringen inn. Om man bare kan de rette triksene, kan man skrive et program som gjør at datamaskinen selv kan åpne filer, kopiere inn tall, gjøre utregninger og lagre det som skal lagres. Ett trykk og vips (eller, mens du drikker en kopp kaffe) kommer resultatene ut helt av seg selv.

3890. Matlab fant svaret.

3890. Matlab fant svaret.

Ikke nok med det: Datamaskinen blir ikke sliten av av utregninger som er lange og kompliserte og som kanskje må gjøres en million ganger for å komme fram til svaret. Der man før i tiden måtte bruke forenklinger, for å i det hele tatt å ha muligheten til å komme fram til et svar, kan man nå helt uten anstrengelse få datamaskinen til å regne ut den eksakte løsningen.

Om man kan programmere så kan man altså ikke bare spare seg for enormt mye kjedelig arbeid i dataanalysen, man kan også få enda mer eksakte svar enn om man skulle gjøre analysen på gamlemåten.

Det kan kanskje virke rart, men de fleste som blir trent opp i eksperimentell fysikk, kjemi eller noen av de andre naturvitenskapene rundt omkring i verden ikke spesielt mye programmering. Her har studentene i Oslo en kjempefordel, siden de lærer å bruke programmering som verktøy helt fra første semester. Dessverre gjør visst dette at alle studentene vil drive med fysikk foran en datamaskin, istedenfor å leke med virkelige ting på laboratoriet. Det tror jeg vi bør gjøre noe med, men jeg vet ikke helt hva.

Instituttet har laget en fin liten video om databeregningene i utdanningen. Kommende fysikkstudenter: se og bli inspirert!


Legg igjen en kommentar

Jeg er ikke geolog: Mine tanker om naturvitenskapene.

Jeg digger geologi, men jeg er ikke geolog. I dag har jeg vært på geologikonferanse. Jeg var invitert som keynote speaker, noe som selvfølgelig er en stor ære, og ikke så rent lite skummelt som fysikere blant alle disse geologene. Mens jeg snakket om glade og mindre glade atomer på overflater, demonstrerte geologene gang på gang at de har et ordforråd som er mange ganger større enn mitt.

Dette passer godt inn i mitt bilde av de forskjellige grenene av naturvitenskap, som er omtrent slik:

1. Matematikk (egentlig ikke en naturvitenskap): puslespill og filosofering. Vakkert og abstrakt. Krever fryktløshet og en evne til å sjonglere tanker og ikke miste tråden.

2. Fysikk: Forstå de grunnleggende prinsippene for hvordan verden fungerer. Jo enklere, desto bedre. Detaljene kan vi overlate til andre. Krever innlevelsesevne, fantasi og evnen til å ressonere. Man slipper ofte å bry seg tall og om navn på ting.

3. Kjemi: Om hvordan atomer og molekyler oppfører seg mot hverandre. Bruker reglene fra fysikken, men for å kunne forklare virkelige systemer uten å måtte ta alt fra starten hele tiden så lærer kjemikere seg en imponerende mengde nyttige fakta. Kjemi krever nøyaktighet og god hukommelse.

4. Biologi: Fysikk og kjemi anvendt på levende ting. Enormt komplekst. Mye foregår på tidsskalaer som er såpass korte at man kan gjøre eksperimenter eller observere hva som skjer i naturen og lære fra det. For å forsøke å lage system i kaoset går mye av biologien ut på å kategorisere og klassifisere. Derfor er det mange navn å holde styr på. Krever tålmodighet og nøyaktighet og nok dedikasjon til å orke å dra på labben midt på natten for å holde cellene i live.

5. Geologi: Fysikk og kjemi anvendt på alt det ikke-levende som jorda består av. Stort sett kan man bare observere resultatet av ukjente prosesser som har foregått gjennom millioner av år. Geologi er et slags veldig komplisert detektivarbeid for å finne ut av jordas historie, og om man tror man forstår den, hvordan ting kommer til å utvikle seg fremover. Mye kategorier og navn, av samme grunn som i biologien. Krever evne til å se mønstre i kaos og til å huske og uttale vanskelige navn, men man slipper å holde eksperimentene i live.

Siden jeg liker naturen, men er enormt dårlig til å huske navn på ting (og folk, beklager), passer fysikken meg godt. Fysikere kan sysle meg alt, men overlate pirkearbeidet til andre.

Dagens høydepunkt, bortsett fra at jeg fikk unnagjort foredraget mitt:
Henrik Svensen fikk en meget velfortjent pris for formidling. Hipp hurra!
– Spennende foredrag om fjellskred i norske fjorder og om overvåkningen av Åknes og Mannen.

Dagens nedtur: Fly. Forsinkelse. Neste gang tar jeg tog til Stavanger.


Legg igjen en kommentar

Gravitasjon, og verdens største vakuumkammer

På labben har jeg en vakuumklokke. Den er noe sånt som 20 cm i diameter og omtrent like høy. Jeg kan koble en pumpe til den og suge ut all lufta. I naturfagstimene kan man bruke vakuumklokker til å gjøre kule triks, som å knyte igjen tilsynelatende tomme ballonger (eller latexhansker) og se dem blåse seg opp når lufta rundt forsvinner.

Vakuumklokka er konstruert av tykt glass og er rund for å lettere kunne stå imot trykket av lufta på utsiden, når den ikke har noe luft på innsiden som kan trykke imot.

I videoen under kan du se verdens største vakuumkammer. Det er fantastisk. Og så kan du se hva som som skjer når en bowlingkule og en fjær faller ved siden av hverandre, uten luftmotstand. Du vet sikkert hvordan det kommer til å gå, men det er fantastisk allikevel.

Videoen er produsert av BBC og ble delt på I Fucking Love Science i dag.


Legg igjen en kommentar

«Hjemme hos»-reportasje om pastakoking

I dag hadde jeg besøk av AftenpostenTV som ville ha meg til å forklare hvorfor en tresleiv på tvers over pastakjelen får den til å la være å koke over.

Ikke tidenes beste triks, kanskje, men det er nå litt artig. Siden det var planleggingsdag i barnehagen var jentene hjemme og fikk spise så mye de ville av både kokt og ukokt pasta. Og så ble det spagettigrateng til middag. Det var ikke så populært.

Skulle kanskje ha prøvd å sminke bort de jetlag-ringene jeg har under øynene.

Screenshot 2014-09-01 19.16.03

Dette er bare et screenshot, du kan se videoen ved å klikke her.


Legg igjen en kommentar

Luftspeilinger

En god kollega hadde vært på langtur med bil i ferien, og han hadde flere ganger sett luftspeilinger på asfalten når de kjørte lange rette strekninger. Det er sikkert mange som har sett himmelen speile seg i motorveien på varme dager. Hvordan blir den varme asfalten plutselig til et speil?

Luftspeiling på motorveien. Bilde: "A Highway Mirage", Michael Gil/FLickr/CC license.

Luftspeiling på motorveien. Bilde: «A Highway Mirage«, Michael Gil/FLickr/CC license.


Selv forbinder jeg luftspeilinger aller mest med Donald. Donald går i ørkenen og er fryktelig tørst. Han ser et basseng og kaster seg ned i det for å drikke. Men så viser det seg at det bare er sand. Jeg mener at det finnes flere varianter, blant annet en der han ser en bod som selger kald drikke.

Denne siden fra et Micky Mouse-blad fra 1951 har jeg kopiert fra denne bloggen.

Denne siden fra et Micky Mouse-blad fra 1951 har jeg kopiert fra denne bloggen.


Lys og luft
Vanligvis går lyset rett frem gjennom lufta, og når lyset fra en ting treffer øynene våre, forstår hjernen vår at denne tingen befinner seg i den retningen lyset kom fra.

Men luft er ikke alltid bare luft. Når lufta varmes opp, blir det lengre mellom hvert luftmolekyl. Lufta tar mer plass, den blir lettere og den stiger oppover. Og siden det er færre molekyler å snakke med, går lyset fortere i varm luft enn den gjør når lufta er kald.

Hvordan sand blir til speil
Som man merker når man går barbeint, kan asfalt (og ørkensand) bli svært varm når sola skinner på den. Dette fører til at lufta inntil asfalten også varmes opp. Den varme lufta stiger opp og avkjøles. Altså blir det liggende et lag med veldig varm luft helt nederst mot bakken, med en gradvis overgang til den kjøligere lufta over.

Tenk deg en lysstråle fra himmelen, som kommer på skrått inn mot den varme veien. Når lyset kommer inn i varmere luft, vil det gå litt fortere. Siden den nederste delen av lysstrålen treffer den varme lufta først, vil den gå fortest, og det får hele lysstrålen til å bøye seg inn langs bakken.

Dersom temperaturforskjellen er tilstrekkelig stor over et lite område, vil lysstrålen svinge så mye at den plutselig er på vei oppover igjen. Uten at den noen gang har truffet bakken. Det er litt som om lyset har truffet et speil, bortsett fra at det svinger gradvis i steden for å sprette ut som en sprettball.

Du kan se at himmelen speiler seg i veien om du befinner deg omtrent i samme høyde som der temperaturforandringen skjer. Inne i en bil på veien, for eksempel. Om du har flaks.

Hjernen gjør så godt den kan
Om du ser på bakken langt foran deg, og ser et speilbilde av himmelen, så kan ikke hjernen forstå annet enn at det må ligge noe blankt akkurat der som har laget det speilbilde. I ørkenen blir det nødt til å være en speilblank vannoverflate.

Men du vil aldri nå helt frem til den – om du ikke er Donald.

Luftspeiling i Egypt. Bilde: "Mirage in the Desert", Michael Gwyther-Jones//Flickr/CC lisence.

Luftspeiling i Egypt. Bilde: «Mirage in the Desert«, Michael Gwyther-Jones/Flickr/CC license.


2 kommentarer

Regnbuen på 6:40

Før påske hadde jeg gleden av å delta på noe som var helt nytt for meg: Et konsept som kalles Pecha Kucha, og som har blitt kjørt på DogA, Norsk Design- og Arkitektursenter, i åtte år nå. Konseptet går ut på at foredragsholdre får velge 20 bilder, og vise dem i nøyaktig 20 sekunder hver, og snakke mens bildene vises i 6 minutter og 40 sekunder. Gjengen som arrangerer Pecha Kucha er flinke til å velge folk som har noe å fortelle om riktig varierte saker.

Oppdraget mitt var å «fortelle om noe kult i naturen», så det var jo ganske åpent. Jeg bestemte meg for å snakke om regnbuer. De er desidert kule, og det finnes fine bilder av dem.

Dette er et av de korteste foredragene jeg har gjort noen gang, og et av de jeg har øvd aller mest på. Når man har så kort tid, og bildene skifter automatisk, er det ikke mye rom for improvisasjon. Vanligvis tar jeg en del på sparket, men her måtte hvert ord sitte som spikret og jeg måtte finpusse alle setningene for å ikke bruke for mye tid. Det var en morsom øvelse.

Hele programmet ble filmet av Aftenpostens WebTV, og resultatet er nå tilgjengelig her – til opplysning og forlystelse når du har 6:40 ledig.

(har du flere ganger 6:40 ledig, bør du se noen av de andre innslagene fra Pecha Kucha. Jeg anbefaler spesielt den som heter «De blåste tobakk opp i baken på de avdøde»).

117-1773_IMG


4 kommentarer

Eksperimentvettreglene

20140521-171416.jpgOm du har en plan for å finne ut noe helt nytt på en enkel måte, er sjansene store for at 1) noen har gjort det før, 2) du har tenkt feil, eller 3) du er genial.

Om du (som meg) ikke er genial, men har lyst til å finne ut noe nytt, blir du pent nødt til å gjøre noe vanskelig. Disse reglene vil hjelpe deg med å lykkes:

Eksperimentvettreglene

1. Om det går til helvete, så prøv igjen.

2. Om det fortsatt går til helvete, så prøv igjen.

(repeteres så mange ganger som nødvendig)

3. Om du tror du må gråte, så ta en pause før du prøver igjen.

og sist, men absolutt ikke minst:

20140521-171449.jpg4. SKRIV NED ALT (og da mener jeg ALT), for noen ganger er det de håpløse resultatene som er de mest verdifulle. Du var bare ikke klar til å forstå dem.

 

Lykke til!

(takk for det. Jeg prøver igjen, jeg.)

(I dag fungerte ingen ting fra klokka 9 til klokka 14. Så trodde jeg det ikke fungerte, men prøvde allikevel. Og så oppdaget jeg noe helt uventet. Nå skal jeg fortsette og se om hellet har gitt seg, eller om det dukker opp noe mere morsomt.)