Er fysikken fortapt i matematikken?

Tidligere i høst leste jeg ferdig «Lost in Math – How Beauty Leads Physics Astray» av Sabine Hossenfelder. Boken handler om hvordan forestillinger om skjønnhet og enkelhet kan være til hinder for at dagens fysikere stiller de rette spørsmålene og gjør følger de riktige sporene. Selv om Sabine Hossenfelder selv er teoretisk fysiker og skriver om fysikk tror jeg mange vil syns boka er spennende. Hun skriver levende om møter med andre teoretiske fysikere og utfordringene hun skisserer er ikke unike for fysikk. Enten man er enig eller uenig med hennes konklusjoner, så syns jeg boka er verdt å lese. Hun tar opp viktige spørsmål og gjør det på en engasjerende måte.

Forsiden til Kindle-versjonen av Lost in Math boka.
Forsiden til Kindle-versjonen av Lost in Math.

I september besøkte forfatteren UiO og holdt foredrag om temaet i boka på «Fysikk på biblioteket» og foredraget ligger på YouTube:

Fysikkens fødsel i bilder og tekst

Det er ikke uvanlig å tenke på fysikk, som fagfelt, som noe som først virkelig oppstod som følge av Newtons arbeid. I 1687 publiserte han sitt verk «Philosophiæ naturalis principia mathematica» som la grunnlaget for mekanikk og videre arbeid med fysikk. En fysiker-bekjent gjorde meg oppmerksom på at Newtons egen kopi av hans første utgave av boka, med hans egne håndskrevne notater i forbindelse med arbeidet med andreutgaven, er lagt ut på nett av Cambridge. Jeg skulle ønske jeg kunne lese latin, men det er uansett interessant å se på Newtons egne notater og de nydelige figurene i førsteutgaven.

Skjermbilde fra "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica"
Skjermbilde fra «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica»
Skjermbilde fra "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica"
Skjermbilde fra «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica»

Gyldne tidsskrifter i fysikk

Forskningsrådet i Norge har gått sammen med andre finansieringsinstitusjoner (fra 19 land totalt) om en radikal plan for å få gjøre forskningsresultater åpent tilgjengelig for alle. Planen går undre navnet Plan S og innebærer at hvis arbeidet ditt er finansiert av Forskningsrådet, så må du fra og med 1. januar 2020 publisere alle dine funn i såkalte «golden open access» tidsskrifter. Det er tidsskrifter hvor du ikke betaler for å få publisert din artikkel og hvor folk heller ikke må betale for å lese. Litt som Fysikkens verden etter at tidsskriftet så verdensvevens lys, bare at det skal være tidsskrifter av vitenskapelig karakter med gode ordninger for fagfellevurdering.

Jeg har ikke noe prinsipielt imot tiltak for å gjøre forskningen mer åpen og tilgjengelig, så jeg tok Plan S på alvor og undersøkte hvordan mitt fag, fysikk, ligger an med tanke på åpen tilgang. Åpne tidsskrifter med respekt for seg selv er listet på DOAJ.org. Der inne kan man lett sortere tidsskrifter etter fag. Det er ganske mange åpne tidsskrifter i fysikk allerede. Nature Communications er nok det mest prestisjetunge tidsskriftet som tar imot resultater innen fysikk, men det er ganske mange andre tidsskrifter. Dessverre er det absolutt ingen av disse tidsskriftene som lar deg publisere helt uten avgifter. Selv om de fleste har ordninger som gjør at man kan søke om å få slippe å betale, oppfyller ikke tidsskriftene det strenge kravet i Plan S om at det skal være ingen avgifter for noen som publiserer. Jeg har funnet åpne tidsskrifter som ikke er registrert på DOAJ som er «gyldne» i den forstand at man ikke må betale for å lese eller publisere, men ingen er listet som vitenskapelige publiseringskanaler hos NSD, trolig fordi de fleste av disse tidsskriftene er små nasjonale tidsskrifter som ikke oppfyller kravene om at mer enn 2/3 av forfatterne skal være fra andre institusjoner enn den som eier tidsskriftet.

Plan S nevner at det skal gis støtte til å opprette nye tidsskrifter av høy kvalitet for fagfelt som mangler dette per i dag. Jeg kan trygt bekrefte at dette gjelder fysikk og gjetter på at det gjelder de fleste naturvitenskaplige disipliner. Tidsskriftene det er mest prestisje å publisere i mottar ekstremt mange artikler sammenlignet med antallet som blir akseptert og publisert. Det gjør at kostnadene med å drive et slikt tidsskrift er ganske høye, for noen må lese og vurdere og den redaksjonelle avgjørelsen kan ikke settes ut på dugnad. For eksempel estimerte Nature magazine utgiftene per artikkel til å ligge på mellom 10 000 og 30 000 britiske pund. Det blir fort dyrt å drive slike tidsskrifter. Vil virkelig forskningsrådene i disse 19 landene investere i dette?

Selv syns jeg planen virker urealistisk og venter spent på å høre mer om hvordan planen skal iverksettes. En mulighet er kanskje at vi forskere får lov til å fortsette å publisere i tidsskrifter som tar betalt for publiseringen av artiklene, men at det er institusjonene vi jobber på som må forplikte seg til å dekke utgiftene. Inntil videre fortsetter jeg å legge ut mine utkast på preprintserveren ArXiv.org og publisere hvor jeg vil, for jeg har ikke funnet noen tidsskrifter som passer med planene for 2020.

Nikkel i stjernene og på jorda

Stjerner er varme og derfor er det sjeldent bare grunntilstanden til atomkjernene som spiller en rolle i nøytroninnfagning og lignenden. Vi kan ikke skape stjernemiljøet på jorda, så vi må gjøre målinger på reaksjoner i romtemperatur.

Figuren er en skjematisk framstilling av nøytroninnfangning. I et laboratorium på jorda vil atomkjernene som fanger inn nøytronet befinne seg i grunntilstanden. I stjerner vil derimot også andre tilstander spille en rolle på grunn av den høye temperaturen.
Figuren er en skjematisk framstilling av nøytroninnfangning. I et laboratorium på jorda vil atomkjernene som fanger inn nøytronet befinne seg i grunntilstanden. I stjerner vil derimot også andre tilstander spille en rolle på grunn av den høye temperaturen. 

Det vi måler på laboratoriet gir ikke direkte svar på hvor raskt isotoper produseres ved at atomkjerner fanger inn nøytroner. Vi må bruke våre eksperimentelle resultater til å regne ut hvor stor reaksjonsrater er i stjernemiljøer. En forskningsartikkel jeg har vært med å skrive om dette temaet, hvor vi har brukt resultater fra analyse utført av meg og mine kollegaer i Oslo, har nettopp blitt akseptert hos Physics Review C og et «preprint» ligger på preprintserveren arXiv (arXiv:1804.08312 [nucl-ex]).