Fysikfobi - vad beror det på?

På Ångströmlaboratoriet vid Uppsala universitet finns det människor som aktivt jobbar med att göra fysiken lättare att ta till sig och enklare att förstå. En av dem är Daniel Domert, som är doktorand på avdelningen för fysikdidaktik. Han och hans kolleger försöker göra fysikinlärandet så framgångsrikt som möjligt.
- Ett av problemen med förståelsen ligger i att fysiker har en tendens att använda det matematiska språket för att förklara saker och ting. Men det räcker oftast inte, man måste också kunna beskriva med ord, säger Daniel.

Han tror att den tekniska jargongen kan skrämma folk som inte förstår facktermer. Risken är då att man tror att det är svårt, när det egentligen främst handlar om att man inte talar samma språk.
Daniel har under två år föreläst på en grundkurs i naturvetenskap och vardagsfysik som heter Naturvetenskap för nyfikna. Många av studenterna har inte någon naturvetenskaplig bakgrund men vill förstå, och kunna förklara, enklare fenomen i naturen som kan beskrivas med hjälp av fysiken. Till exempel pratar man om varför frosten uppträder först på gräsmattorna och inte på asfalten eller grusgångarna. På så sätt får man in fysiken i något som är verklighetsanknutet och konkret. Det är ofta så Daniel jobbar.
- Jag försöker göra det så verklighetsrelaterat och okomplicerat som möjligt. Jag baserar allt på vardagsfenomen och avdramatiserar det. Dessutom undviker jag formler så långt det är möjligt. Fysikern Stephen Hawking sa en gång att varje formel minskar läsarskaran med 50 procent. Det ligger något i det.
Daniel tror att just kopplingen till verkligheten är en av nycklarna till förståelse inom fysiken.
- Många verkar ha uppfattningen att den värld vi lever i och den värld fysiken beskriver är som två olika öar i ett hav, när det egentligen är så att fysiken beskriver den ö som vi alla lever på. Det kan bero på att man inom fysiken ibland lätt gräver ned sig i abstrakta resonemang som är irrelevanta. Då tappar folk intresset eftersom länken till verkligheten försvunnit.

Men det är inte bara lekmän som tycker fysik är svårt. Även många fysikstudenter tycker att ämnet är knepigt. Men problemen verkar vara av en annan karaktär bland dem. De flesta fixar tentorna och kan räkna på typuppgifter för varje område, men många saknar en djupare förståelse för vad de egentligen räknar på. De kan inte med ord beskriva det de nyss räknade ut med formler och vet inte i vilka sammanhang formeln ska användas och när den inte kan användas.
- Så blir det till exempel lätt inom kvantfysiken. Matten tar över och så glömmer man begreppen som utgör grunden.
Daniel tror att många av problemen med förståelsen kan lösas genom förändringar av examinationsformerna. I de flesta fall avslutas fysikkurserna med tentor som består av typtal från de lika områden kursen behandlat. Det skulle Daniel vilja ändra på.
- Syftet med en utbildning ska ju vara att förbereda studenterna för en okänd framtid, att ge dem verktygen de behöver för att lösa problem som kan dyka upp i arbetet. Att då ge dem en massa typuppgifter att lösa är en ganska dum idé, eftersom verkligheten i stort sett aldrig ser ut så. Den är oftast mycket mer komplex.
Och, ärligt talat, hur ofta kan man lösningen på ett typproblem utantill efter att tentan är gjord? Nej, då är det bättre att försöka lära studenterna resonemangen och sammanhanget bakom formlerna, tycker Daniel. Ett resonemang som man förstår och som är förankrat i verkligheten är lättare att komma ihåg och tillämpa i arbetslivet.
- Då vet man ju var man ska börja någonstans. Sedan är det bara att slå upp detaljkunskaperna och lösa problemet.

I stället för typtal vill Daniel se mer begreppsmässiga frågeställningar och problem på tentorna. Han kan inte nog understryka vikten av den djupare förståelsen.
- Den fysik man inte kan förklara med egna ord har man nog inte fattat själv, inte fullt ut i alla fall.
Men borde inte en tenta till viss del bestå av problem som ska lösas på matematisk väg också? Jo, det håller Daniel med om. Men beräkningsuppgifterna ska väljas med omsorg och vara intressanta, relevanta och verklighetsbaserade. Och de bör varvas med uppgifter där man förklarar eller beskriver ett begrepp.
- Det kan vara något i stil med Förklara eller definiera våglängd eller Förklara varför man kan höra ljud runt ett hörn men inte se runt ett hörn. Sådana frågor tycker jag är bra, säger Daniel.

Hur gör man då när man kommer in på de områden inom fysiken som inte direkt går att tillämpa på verkligheten? I kvantmekaniken till exempel går begreppen emot det sunda förnuftet. Dessutom har kvantmekaniken nästan ingen förankring i vardagen. Många av resonemangen kullkastar alla modeller som de flesta andra naturvetenskapliga teorier bygger på. Att göra något så abstrakt och kontroversiellt konkret och begripligt är en utmaning som heter duga.
- Filosofin är ett bra verktyg så länge man är tydlig med var gränsen mellan filosofi och fysik går.
Det är svårt att säga exakt var den gränsen går, men det är lättare att säga när man har passerat den. Daniel nämner ett av sina skräckexempel.
- Det finns en bok som försöker kombinera kvantfysik med österländsk mystik. De har inget med varandra att göra, så där har man helt klart gått för långt.
Däremot tror Daniel att filosofin är bra att ha nära till hands i den abstrakta fysiken.
- Abstrakt fysik växer fram via matematiken, men förr eller senare kommer man alltid till en punkt när man måste tolka vad den betyder, och där finns det utrymme för filosofiska resonemang. Men man får inte låta filosofin och fysiken bli jämställda, varnar Daniel.

Hur kan man då bota sin fysikfobi? Vad gör man när man vill lära sig något men tycker att det är väldigt svårt? Daniel menar att med kreativitet, fantasi och en vilja att verkligen förstå och gå in på djupet kommer man långt. Dessutom skadar det inte att filosofera litegrann också.
- Som fysiker måste man dra en klar gräns där man är fysiker, men det är nyttigt och skoj för varje fysiker att då och då vara lite av en hobbyfilosof.
Med huvudet fyllt av tankar tackar jag för mig och beger mig ut i mörkret och snålblåsten utanför Ångströmlaboratoriet. Jag minns mina egna gymnasiala drabbningar med fysiken. De resulterade ofta i knäckta pennor och smärre raseriutbrott. Man kanske skulle ha vänt fysikfrustrationen i filosofiska resonemang, funderar jag medan jag och cykeln rullar nedför Pollacksbacken enligt några av fysikens lagar.

Fotnot: Fysikdidaktik = hur inlärning av fysik går till.