Lektor: Schrödingers notesbøger er fyldt med fejl. Og flere burde læse dem

Alle, der har studeret fysik, har lært om Schrödingers ligning, Newtons love og Maxwell ligninger. Alligevel ville de mange ikke være i stand til at forstå eller genkende indholdet af de originale værker, som fysikkens giganter har forfattet. Og det er en skam, mener lektor i Fysikdidaktik Ricardo Karam.  

“Hvorfor skal du lære fysik kun fra lærebøger og lærebogsforfattere,” spørger han.  

“Hvis du skal lære om Shakespeare, så læser du Shakespeare. Selvfølgelig læser du andre personers analyser og udlægninger, men du læser også Shakespeare. Det gør vi ikke i fysikken. Vi læser ikke de originale kilder.” 

Fundamentalt anderledes 

De originale kilder som f.eks. Schrödingers notesbøger og Newtons Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, er udfordrende læsning. De er typisk på andre sprog og med en anden notation, end fysikere i dag ville være vant til. Men de rummer også glimt af indsigt i både fysikkens tilblivelse og grundlæggende ideer.  

“Når jeg ser på originalerne, ser jeg ofte noget, der er fundamentalt anderledes, indsigtsfuldt og nysgerrigt,” fortæller Ricardo Karam. 

“Jeg vil gerne bruge fysikkens historie til forståelse af fysik. Jeg vil gerne forstå, hvordan Newton kraftbegreb for eksempel er anderledes end det, vi underviser i dag. Og jeg tror, at det kunne hjælpe både studerende med at forstå og lærerne til at undervise fysik.” 

Udvikling er hverken logisk eller triviel 

I fysiklærebøgerne er den fysikkens historiske udvikling sjældent nævnt, og når det sker, er det typisk i form af en overfladisk, kronologisk sekvens af begivenheder, der førte til den teori, vi har i dag, mener Richardo Karam.  

“Det er en bjørnetjeneste over for læseren. Det ville være nogle gange være bedre ikke at have det, for det giver et forkert billede af udviklingen som rationel og triviel,” siger han.  

I virkeligheden er fysikken historie fyldt med forgreninger og fejlskud. I de originale tekster kan man fornemme, hvordan selv fysikkens giganter kæmpede med at forstå de centrale begreber, de udviklede. 

“Schrödingers notesbøger er en rigtig god kilde, fordi de er fuld af fejl. Jeg tror, at det kan være en lettelse for den studerende at se den kamp, hvis man selv er frustreret over denne meget abstrakte karakter af kvantemekanik.” 

Som underviser kan det omvendt være værdifuldt at være bevidst om, at lærebøgerne kommer med indbyggede forsimplinger.  

“Man bliver mere kritisk, mere reflekterende over, hvordan vi underviser, og hvorfor vi underviser på den måde. Du vil se, at det tog 3-400 år at udvikle et koncept. Du får en påskønnelse for de udfordringer, dine studerende har, fordi du får en dyb forståelse af og bevidsthed om den enorme kognitive indsats, det har taget at komme frem til denne meget polerede version af fysikkens koncepter.” 

Vi har mistet Newtons måde at tænke på 

Man skal ikke lede længe efter eksempler på, hvordan fysikken er kondenseret ned over tid. For eksempel havde Maxwell oprindeligt 20 ligninger – og ikke blot fire – om elektromagnetisme. Og Newton skrev i øvrigt aldrig F=MA, der ellers er kendt som Newtons anden lov.  

“Newton levede stadig i en tid, hvor matematikken gik fra geometri mod algebra, og Newton var en overgangsfigur, men han argumenterede meget geometrisk. Så hvis Newton ville beskrive en kurvet bane, gjorde han det meget anderledes, end vi gør med algebra,” siger Richardo Karam.  

”Newton forestillede sig et objekt i bevægelse, som så at sige fik en form for spark, der får objektet til at afvige fra banen. Så får det endnu et spark og endnu et spark, og på den måde bevæger det sig i en kurve.” 

Først omkring 50 år efter Newtons død kom den schweiziske matematiker Leonhard Euler frem til F=MA. 

”Det er simpelt. Du sætter bare nogle tal i, så får du et svar. Men hvis du virkelig vil tænke over, hvad acceleration betyder, vil jeg hævde, at den algebrarepræsentation, vi har i dag, er meget abstrakt. Når du kigger på Newtons forklaring, får du en dybere forståelse af koncepter som hastighed og acceleration, som vi har mistet i den måde, vi underviser i dag.” 

De rigtige to sider 

I praksis er de originale kilder meget vanskelige at gå til. Og det er ikke en god ide at bruge dem til studerende, der skal lære om Newtons love for første gang, siger Richardo Karam. 

Derfor arbejder lektoren på at finde lige præcis de sidder i original-værkerne, der både er til at gabe over og giver en smag af den indsigt, værket rummer.  

“Udfordringen er at finde lige præcis de sider, som kan give dig den ide, uden at være overvældende. Og derefter skal man tage essensen af de sider og finde en måde at bruge det i undervisning,” forklarer han.  
“Både historien og de gamle tekster er meget komplicerede, og de studerende er ikke historikere, så det er en balance, man skal ramme. Men hvis man finder den, så er jeg overbevist om, at man kan få dybere forståelse af fysikken ud af det.”