Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.
forskningsingeniøren bloghoved

Den gode fysik-ingeniør

I dag afholdt undervisere på DTUs fysik og nanoteknologi-uddannelse en workshop med fokus på identiteten for uddannelsen og med spørgsmålet om, hvad den gode fysik og nanoteknologi-ingeniør er.

Der var indlæg fra studerende på uddannelsen, fra en DTU-dekan, ligesom at jeg selv og tre andre tidligere teknisk fysik-/fysik og nanoteknologi-studerende på DTU, som alle i dag arbejder i industrien, var indbudt til at give vores bud på, hvad "den gode fysik-ingeniør" er og skal kunne.

Det er selvsagt svært på 15 minutter at give en komplet karakteristik af, hvad den gode fysik-ingeniør er og kan. Så jeg valgte at fokusere på fire aspekter, som har bragt mig til den spændende stilling, jeg har i dag, og som jeg bruger dagligt eller ugentlig i denne stilling:

Et solidt fundament inden for elektromagnetisme

Jeg arbejdede under min ph.d. på DTU med nanoteknologi og integrerede fotoniske chips og komponenter. Siden skiftede jeg felt og kom til at arbejde med rumteknologi, satellitter og satellitkommunikation.

Skiftet havde dog en fællesnævner i elektromagnetismen, som jeg begge steder dagligt arbejdede/arbejder med at analysere og finde løsninger til. De praktiske situationer er relativt forskellige, men den grundlæggende teori - elektromagnetismen - er den samme.

Illustration: Jakob Rosenkrantz de Lasson

En god forståelse og intuition for (simple) matematiske modeller

Matematiske modeller er enhver fysikers vigtigste redskab og arbejdsmetode. Fysikere laver groft sagt ikke andet end at opstille og analysere matematiske modeller for fænomener i naturvidenskabelige og tekniske systemer.

Derfor er man som fysiker nødt til at lære at opstille, forstå og analysere matematiske modeller.

Den grundlæggende intuition skal opbygges igennem studier af idealiserede og simplificerede matematiske modeller. Det er også fint at kunne lave en kompliceret computersimulering og løse en mere realistisk model, men hvis ikke man har den grundlæggende intuition på plads, vil man være tilbøjelig til at tro på alt, hvad computeren spytter ud - uanset om det er korrekt eller meningsløst.

Illustration: Jakob Rosenkrantz de Lasson

At kunne formulere sig kort og præcist på skrift

Som fysik-ingeniør vil man med stor sandsynlighed få behov for at skrive dokumentation, ansøgninger, rapporter, papers og meget andet. Og for at gøre alle disse tekster og dokumenter brugbare må man være i stand til at formulere sig kort og præcist på skrift.

Dette kan man godt læse tykke bøger om og tænke teoretiske tanker omkring, men grundlæggende lærer man det på én måde: Ved at øve sig, og øve sig og øve sig. Og så få feedback fra undervisere og vejledere til at skærpe teksten og fremstillingen.

Illustration: Jakob Rosenkrantz de Lasson

Scripting: Efterbehandling og visualisering af data

Endelig kommer man som fysik-ingeniør på den ene eller anden måde til at arbejde med data, f.eks. fra målinger ude i felten, fra målinger i et laboratorium eller fra analyser og beregninger på en computer.

Disse data skal man kunne efterbehandle og visualisere, og dette gøres mest effektivt, hvis man er i stand til at scripte - f.eks. i Matlab eller Python.

Illustration: Jakob Rosenkrantz de Lasson

Læs også: Burde Python erstatte Matlab på ingeniøruddannelserne?

Hvad er den gode fysik-ingeniør for dig?

Hvilke aspekter, fag, metoder, redskaber eller egenskaber ville du, hvis du skal fokusere på en enkelt eller nogle få, fremhæve for den gode fysik-ingeniør?

Læs også: Efteruddannelse: Specialist eller generalist?

Læs også: Den lille sorte bog med jobmuligheder for fysikere

Jakob Rosenkrantz de Lasson er civilingeniør og ph.d. i nanofotonik fra DTU. Jakob arbejder som Product Lead og forskningsingeniør hos virksomheden TICRA i København og blogger om forskning, fotonik og rumteknologi. Jakobs blog har tidligere heddet DTU Indefra (2012-2016) og DTU Studenten (2012)
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Du nævner det med intuition, som opbygges med simple(re) modeller, og det høres rigtig ud. Det er jo egentlig lidt pudsigt, men tidligere i studiet (Gymnasiet?) får vi at vide at vi ikke må stole på vores intution, men på matematikken .. men der er nogle ting, som lader sig gøre i matematikkens verden, som ikke er fysisk muligt. Ingen tvivl om at det er en opgave at forvalte viden og få intuitiv forståelse, bl.a. tror jeg det er nødvendigt for at man tænker et skridt videre (en type "kreativitet").

Jeg er ikke fysiker, men bare alm ingeniør. For mig er det spørsmålet "hvorfor" - igen og igen - som bringer frem ny forståelse ... og for mig dertil en god portion forsøg (eksperimentel afdækning af sammenhænge). Jeg er nok lidt lav-praktisk på det punkt.

  • 5
  • 0

Jeg er helt enig med Jakob. Naturligvis har den gode fysiker opbygget en god intuition indenfor det emne de arbejder. De kan endda have intuition, der går videre end det man matematisk og fysisk har bevist, men kender så naturligvis også uvisheden og måske grænsen for deres intuition. At sige, at man ikke skal have intuition som fysiker er ikke korrekt. Det er en meget vigtig del af det at forstå fysik. Ofte, så er den måde, som en fysiker opbygger sin intuition på, imidlertid via matematiske modeller, og koblingen mellem en matematisk model, og den fysiske virkelighed. Så fysikerens intuition, svarer reelt til forståelse for matematikken.

Egentligt har jeg ikke forstået, hvorfor at matematikere har så meget imod intuition. For en stor del af vores intuition er matematisk funderet. Måske på et ubevidst niveau. Fysikere har dog ikke noget imod intuition, og på et simpelt niveau, kan vores intuition bruges af alle. Som jeg ser det, så er matematik læren om logik. Og logik, er naturligvis over intuition. Optræner vi vores intuition korrekt, så skal den gerne svare til logik (matematik), og ellers må vi korrigere den.

  • 2
  • 0

For mig er intution det samme som viden, men viden er ikke altid interessant (måske heller ikke muligt!) for den enkelte at henvise til i form af matematiske beviser.

Einstein har sagt at han allerede 1908 kunne have påvist den generelle relativitetsteori, hvis han havde været bekendt med Eulers matematik. Nu gjorde han ikke det, og så måtte Grossman hjælpe ham til et resultat ca 7 år senere. (På det tidspunkt var Einsteins 'intuition' så kendt i videnskabelige kredse at Hilbert faktisk helt selvstændigt havde løst matematikken før Grossman!)

Når man vurderer sin stilling i et parti skak, kan selv den bedste stormester ikke med sikkerhed vide om hans stilling er den vindende, men han kan i kraft sin erfaring have en intuition om at stillingen er bedre end modspillerens. Der skal computerkraft til for at kunne bekræfte hans vurdering!

Når man møder en person med en anerkendt intuition, kan det godt være at det handler om eksakt (matematisk) viden for vedkommende, men jeg som 'observatør' og med min ringere viden/evne, kan ikke dokumentere en overbevisende matematisk løsning, så for mig har vedkommende bare intuition!

John Larsson

  • 2
  • 1

Ifølge ordbogen:
Intuition, evnen til umiddelbar og direkte opfattelse af en helhed eller sammenhæng uden forudgående rationel tænkning.

Det, som man også kalder, at have det på rygmarven. Dette kommer med forståelse.

  • 3
  • 0

Hej Claus,

Tak for at dele dine tanker.

Du nævner det med intuition, som opbygges med simple(re) modeller, og det høres rigtig ud. Det er jo egentlig lidt pudsigt, men tidligere i studiet (Gymnasiet?) får vi at vide at vi ikke må stole på vores intution, men på matematikken

Jeg forstår på sin vis, hvad du her mener, men jeg er ikke sikker på, at jeg er enig i, at man får at vide, at man ikke kan stole på sin intuition - det er nok snarere, at man ikke har nogen intuition, når man lige starter! Derfor må man i første omgang støtte sig til, hvad den matematiske model forudsiger og så tro på det.

Pointen for mig er, at man i studiet skal reflektere over, hvad modellerne - som i lærebøgerne ofte er (lidt eller meget) simplificerede og idealiserede - betyder. Man skal ikke bare fokusere på, at ja, den kan vi løse, og svaret er det her, og så videre. Man skal uddrage nogle grundlæggende sammenhænge og en basal forståelse og reflektere over disse - og dermed opbygge sin intuition.

  • 4
  • 0

Hej Jacob, spændende at se denne kobling mellem fysik og matematik. Jeg tror at Danmark kan få en fremtrædende rolle i dette grænsefelt. Dette ligger bl.a. i vores evne til at være uformelle i vores samarbejdsform, i at være pragmatikere og jordnære. Det vigtige er her at modellere tingene godt nok, og ikke bedre. Det er vigtigt at man på DTU fastholder uddannelse i at vurdere hvad der er godt nok. At kunne skelne mellem "precision" and "accuracy" eller sagt på dansk. Hvor mange ciffre der er i resultatet og hvor mange af dem man kan stole på. Hvad f... hjælper det at sige at noget er 5% bedre når usikkerheden på de data man baserer vurderingen på er 25 - 50%!
Intuition er ikke at "drømme i farver" men bygger normalt på opbygget erfaring over lang tid. Det har været der længe før H.C. Ørsted oprettede "Den Polytekniske Læreanstalt". Intuition er normalt / ofte bygget på faglig viden opsamlet over en lang periode, erfaringer med hvad der er muligt / ikke muligt.
Hvis nogen spørger kan man måske bringe sig ud i en præsentation af en masse faktuelle data, som ingen gider høre på. Så er det nemmere at sige "min intuition / mavefornemmelse" siger mig at at dette eller hint kan / kan ikke lade sig gøre. Regalskeppet Vasa er et godt eksempel. Det er fra før man kunne regne på tingene, og fra før man i Sverige havde erfaringer med skibe med to batteridæk. Så derfor lavede man et ekstra dæk når kongen ville have det. Det var ikke så godt. ;-(.
Når du taler med en håndværker om hvor kraftig en bjælke man skal bruge i taget på en carport, så begynder han ikke med en masse matematiske modeller eller slår op i tabeller, men siger "der skal bruges en 2" * 4" "på højkant. Her er der erfaring.
Jeg mener evnen til at lave en overslagsberegning / være i stand til at vurdere rigtigheden af en beregning er en væsentlig del af en god ingeniøruddannelse. Der er alt for mange der bare taster nogle ciffre ind i et regneprogram, og så stoler på det.
Jeg mener at vi som ingeniører er / skal være meget bevidste om, at de vi arbejder med er modeller af virkeligheden og ikke virkeligheden. Vi er / skal være bevidste om hvor det er vi skærer hjørner .

  • 4
  • 0

Man skal uddrage nogle grundlæggende sammenhænge og en basal forståelse og reflektere over disse - og dermed opbygge sin intuition.


Et måske for praktisk eksempel: Generende signale afkobles blot med 10 til 15 pf (det lave GHz område). Måske virker det, men min anke er at energien faktisk ikke forsvinder. Spændingen bliver blot meget lav og strømmen stor, så det generende signal kan pludselig dukke op uventede steder.

  • 0
  • 1

Hej Jacob

Det kunne være interessant, om du stillede dig selv den opgave, at skrive et blogindlæg med samme overskrift om 10, 20 og måske 30 år.

Min egen erfaring siger mig at indholdet vil variere voldsomt, men samtidig ikke være forkert!

  • 2
  • 0

Et måske for praktisk eksempel: Generende signale afkobles blot med 10 til 15 pf (det lave GHz område). Måske virker det, men min anke er at energien faktisk ikke forsvinder. Spændingen bliver blot meget lav og strømmen stor, så det generende signal kan pludselig dukke op uventede steder.

Du har ganske ret. Man kan ikke fjerne energi med hverken ideelle kondensatorer eller ideelle spoler; men man kan skabe en mistilpasning, der reflekterer energien tilbage, hvor den kom fra, og dér kan man så håbe, at den kan brændes af, for ellers får man den tilbage igen lidt senere :-)

  • 1
  • 1

Du har ganske ret. Man kan ikke fjerne energi med hverken ideelle kondensatorer eller ideelle spoler; men man kan skabe en mistilpasning, der reflekterer energien tilbage, hvor den kom fra, og dér kan man så håbe, at den kan brændes af, for ellers får man den tilbage igen lidt senere :-


Ofte bruger man en modstand i serie med f.eks. kondensatorer, netop for at afbrænde energien. Ved spoler bruges ofte drosselspoler, hvor energien afbrændes som følge af hysteresetab - drosselspoler er dog ikke gode til følsom elektronik, da de ved meget små strømme ikke har tab. Strømmen skal op over en vis størrelse, før der opstår tab. Dertil kommer, at der i spoler er kapaciteter mellem vindingerne, og hurtige signaler kan gå igennem.

  • 0
  • 0

Hej Claus,

Tak for dit bidrag.

Det kunne være interessant, om du stillede dig selv den opgave, at skrive et blogindlæg med samme overskrift om 10, 20 og måske 30 år.

Min egen erfaring siger mig at indholdet vil variere voldsomt, men samtidig ikke være forkert!

Det er en god pointe, for nej, det "rigtige" indhold og fokus i udannelsen er ikke fuldstændig statisk.

Som et eksempel indeholdt vores lærebog om lineær algebra, da jeg startede på DTU, en del teori og resultater, som bar præg af, at det tidligere var "dyrt" rent beregningsmæssigt at løse større ligningssystemer. Så det var pratisk med sætninger og små tricks, som kunne spare udregning og genbruge resultater, hvis man skulle løse manuelt eller med en begrænset computer. Dette blev der i min tid (2007 og frem) ikke længere undervist i, og det gør der givetvis i endnu mindre grad i dag.

Ikke hermed sagt at man ikke som fysiker bør have en forståelse for også mere teoretiske resultater inden for lineær algebra - dette kan selvsagt være meget brugbart. Og basale matematikkundskaber må ikke erstattes af evnen til at håndtere computerprogrammer - ikke for nogen ingeniører og særligt ikke for fysik-ingeniører. Men nogle dele af pensum kan ikke desto mindre blive forældede eller overflødiggjort, når teknologi og samfund udvikler sig.

For at kunne få nye idéer til at udnytte naturvidenskab og teknologi, må man imidlertid som fysik-ingeniør mestre den basale fysik. Og der vil derfor også i fremtiden forblive en kerne i en fysikuddannelse, som (stort set) ikke ændrer sig.

Det hedder ofte i den offentlige diskurs, at det vigtigste i det hastigt udviklende samfund at tage med sig fra universitet er "evnen til at lære" - hvilket jeg sådan er meget enig i; det er essentielt at være i stand til at sætte sig ind i nye emner og problemstillinger. Men man kan ikke lære at lære uden rent faktisk at lære noget (substantielt) - den ønskede evne til at lære og hurtigt at kunne sætte sig ind i nyt skal opbygges igennem undervisning og læring i konkrete fag og kurser. Også hertil vil kernen i den fremtidige fysik-ingeniør-uddannelse være brugbar.

  • 0
  • 0

Hej Chris,

Tak for dine interessante betragtninger om emnet.

Det vigtige er her at modellere tingene godt nok, og ikke bedre. Det er vigtigt at man på DTU fastholder uddannelse i at vurdere hvad der er godt nok. At kunne skelne mellem "precision" and "accuracy" eller sagt på dansk. Hvor mange ciffre der er i resultatet og hvor mange af dem man kan stole på. Hvad f... hjælper det at sige at noget er 5% bedre når usikkerheden på de data man baserer vurderingen på er 25 - 50%!

Hørt! Jeg er utroligt enig.

Mine kolleger i TICRA kender mig efterhånden, som ham, der altid spørger: "Har du tjekket konvergens/præcisionen i din beregning?". Det har de for det meste, men jeg har i mange sammenhænge, både på universitetet, til konferencer mv., oplevet, at spørgsmålet til min overraskelse desværre ikke var overflødigt.

Jeg mener at vi som ingeniører er / skal være meget bevidste om, at de vi arbejder med er modeller af virkeligheden og ikke virkeligheden. Vi er / skal være bevidste om hvor det er vi skærer hjørner .

Igen er jeg meget enig. Som fysiker laver man, som jeg skrev, nærmest ikke andet end at lave modeller, der på et passende niveau skal beskrive det fænomen eller system, man arbejder med. Det er essentielt at forstå, hvad denne model beskriver, og hvad den ikke beskriver, hvordan effekter kan tilføjes, og hvordan forskellige dele af modellen påvirker resultater, og hvor tæt man er på at beskrive virkeligheden.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten