Czyli bez jakiego oprogramowania nie da rady zostać fizykiem?

Są ludzie, którzy twierdzą, że dobry fizyk powinien być w stanie wszystko policzyć korzystając wyłącznie z długopisu i kartki papieru (pomijam tych wybitnie nienormalnych co liczą wszystko w pamięci – szkoda mi tych ludzi), obrobić dane i narysować wykres na tej samej kartce dopasowując krzywą rozkładu itd. itp. To fajnie, że są tacy ludzie… naprawdę.

Ja uważam inaczej (jak zwykle).

Co i czym na komputerze:

• Tekst matematyczny

Oczywistym jest, że obliczenia matematyczne (pomijając te o których dalej) wykonywane przy okazji wykonywania zadań piszemy ręcznie (tudzież na kalkulatorze). Prace domową też piszemy ręcznie (przecież ściągamy ją od kolegów i koleżanek zaraz przed zajęciami na których to trzeba ową pracę oddać). Gdyby się zdarzyło, że pracę domową odrabiamy w domu (tak wiem, że tak sie nie robi) i nie posiadamy tej cudownej umiejętności pięknego i czytelnego pisania (ja nie posiadam) to wypada napisać ją na komputerze.

Ludzie mają wyrobiony taki nawyk, że jak trzeba pisać to uruchamiają MS Worda tudzież OpeOffice Writera. BŁĄD.

Do pisania tekstu matematycznego (lepiej nazwanego naukowym) należy użyć narzędzia, które do tego celu zostało stworzone: LaTeX (aby nie mylić z panienkami w podniecających błyszczących strojach, czyta się to latech). LaTeX to specjalny język, którym kodujemy treść za pomocą specjalnych znaczników. Język ten jest przygotowany do pisania tekstów zawierających dowolnie skomplikowane wzory matematyczne. Za pomocą dostępnych komend (znaczników) jesteśmy w stanie osiągnąć dowolny wygląd strony. Dokument napisany w LaTeX’u należy skompilować w celu otrzymania wyniku: pięknie sformatowanego tekstu naukowego.

W kolejnych wpisach postaramy się pewnie odsłonić parę ciekawych funkcji tego języka.

Co jest potrzebne aby pisać w LaTeX’u?

Kompilator, czyli narzędzia które potrafią przekształcać dokument LaTeXowy do formatu wyjściowego (np. PDF lub PS). Ja polecam MiKTeX’a. Można go pobrać ze strony http://miktex.org/

Edytor, czyli narzędzie ułatwiające pisanie w LaTeX’u. Ja polecam edytor LEd. Można go pobrać ze strony http://www.latexeditor.org/.

Narzędzia potrzebne do pisania w LaTeX’u są darmowe i dostępne na wszystkie platformy: Windows, Linux i mac.

• Obróbka danych

Gdy wykonujemy jakieś doświadczenie to zazwyczaj zbieramy dane, aby je obrobić i później zinterpretować. O ile ilość danych nie jest bardzo wielka do ich obróbki wystarczy nam zwykły arkusz kalkulacyjny: MS Excel (polecam) lub OpenOffice Calc.

Za pomocą arkusza kalkulacyjnego dane sobie posortujemy, poobliczamy wszystkie potrzebne wielkości (średnie, błędy, odchylenia itp. itd.). Na tym koniec! Arkusze kalkulacyjne nie nadają się do rysowania wykresów, które miałyby posłużyć do pisania pracy (domowej czy raportu z doświadczenia)!

• Rysowanie wykresów

Mamy już obrobine dane. Brakuje nam wykresu. Do rysowania wykresów (czy to funkcji matematycznych, czy to danych doświadczalnych) polecam program (darmowy, opensource) GnuPlot (http://gnuplot.info/). GnuPlot jest bardzo rozbudowanym narzędziem sterowanym z wiersza poleceń (trzeba mu napisać co ma narysować).

O możliwościach GnuPlota też powinno pojawić się parę postów w przyszłości.

• Obliczenia matematyczne
  

No dobra, wiemy już za pomocą jakich programów (to że nie wiemy jak to zupełnie inna para kaloszy) napisać pracę (raport), obrobić dane i narysować wykresy. To całkiem spora wiedza.

Nadszedł taki moment, kiedy możemy potrzebować wykorzystać komputer do obliczenia czegoś. Pod hasłem “obliczanie czegoś” nie mam na myśli operacji arytmetycznej (typu ile to jest pierwiastek 7 stopnia z e podniesionego do potęgi 12 i 1/4). Mam namyśli “rozwiązywanie pewnych problemów, czyli na przykład “obliczenie” pochodnej, całki nieoznaczonej czy granicy jakiegoś skomplikowanego wyrażenia.

Do tego typu obliczeń bardzo przydatnym narzędziem jest program Mathematica firmy Wolfram. Niestety nie jest to oprogramowanie darmowe (wersja student kosztuje około 550 zł) i nie posiada darmowego odpowiednika.

Za pomocą programu Mathematica można również rysować wykresy z danych pomiarowych (które też można tutaj obrabiać), ale to wyższa szkoła jazdy.

O tym programie na pewno będę pisał (sporo) w przyszłości.

Przedstawiony wyżej zestaw oprogramowania to niezbędnik każdego przyszłego fizyka.

Jest wiele innych mniej lub bardziej przydatnych programów, o których może w przyszłości.

goto

Zapewne większość z was (a przynajmniej ci, którzy uczęszczali na sławne warsztaty skutecznego uczenia się dr. Wojtkowskiej) wie, jak należy się uczyć, aby nauka przynosiła efekty. I każdy wie, że wymaga to odrobinę wysiłku. Ale aby wiedzieć jak się uczyć poprawnie, należy też popatrzeć na błędy innych, które w nauce wybitnie przeszkadzają. Poniżej przedstawię kilka sprawdzonych chwytów, skutecznie pomagających obsrać się na każdym kolosie.

• Olewaj wykłady

 

W zasadzie mamy tutaj pewien wybór, gdyż można olewać umiarkowanie (czytać, rozwiązywać sudoku, oglądać simpsonów, spać, cokolwiek), albo po prostu wziąć i zamiast pójść na wykład to pójść odwiedzić dawno nie odwiedzanego przyjaciela, pana McDonalda.

• Ćwiczenia też olewaj

 

Zanim poszedłem na te studia parę osób powiedziało mi: “pamiętaj, najważniejsze to uważać na ćwiczeniach” – dlaczego? Bo to pozwala zaoszczędzić dużo czas. Po prostu trzeba to wszystko ogarnąć w domu jeszcze raz i to z reguły dłużej zajmuje. Olewanie ćwiczeń nie jest już jednak tak proste jak olewanie wykładów. Ćwiczenia bardzo często potrafią być obowiązkowe. Tak więc pozostaje nam wspomniana wcześniej olewka umiarkowana, lub też zerwanie się z drugiej godziny, gdy na pierwszej sprawdzana jest lista.

• Zadania domowe są beee

Nie wolno w żaden sposób rozwiązywać samodzielnie zadań domowych. Zawsze kiedy zauważymy że siedzimy już przy biurku, należy szybko przypomnieć sobie o czymś bardzo ważnym, co musimy wykonać dokładnie teraz. Możliwości jest co nie miara: można zjeść, zrobić herbatę, posprzątać w lodówce, zaszyć dziurę w płaszczu, obejrzeć najnowszy odcinek włatców, naprawić zepsutą ładowarkę do telefonu, sprawdzić pocztę, pójść do łazienki, do sklepu, do znajomego po płytę… cokolwiek! ALE NIE ROBIĆ ZADANIA DOMOWEGO!

• Przyswajanie wiedzy

No i dotarliśmy do najważniejszego punktu – nauki samej w sobie, czyli czasu kiedy siadamy sobie wygodnie, obkładamy się książkami i zanużamy w lekturze oraz setce przykładowych całek zadanych przez P. Sołtana, przy połowie których mathematica mówi: “nie umiem” (ten program zapewne nie raz Goto opisze w swoich wypowiedziach). Co zrobić wtedy? Ja na to mam jeden sposób. Zamiast na biurku rozkładam się na łóżku (dr. Wojtkowska to by mnie chyba zaszlachtowała) gdzie nie mija 5 min, a łóżeczko już mówi “chodź do mnie.. tak cieplutko i mięciutko… chodź pośpimy troszkę razem… no kretynie wlazłeź tutaj to sie kurwa kładź!” Kiedy tak sie sprawy mają nie pozostaje nic innego jak krótka drzemka, która przedłuży się w dłuuugi i twardy sen.

• A co gdy jednak już się uczymy?
  

No… jakby to powiedzieć… pałka sie przegła… miało być bez nauki. Ale jeżeli już musisz to pamiętaj – po pierwsze syf na biurku największy jaki dasz radę. Po drugie głośna muzyka w stylu punk rock. Po trzecie nie jedz.. nic tak nie rozprasza jak głód… biorąc te czynniki pod uwagę nauka mimo że będzie wdrożona to nie przyniesie ci za wiele efektów…

Podsumowując, te wszystkie czynniki (oznaczmy je jako dCz), mimo że same w sobie są tylko drobnymi niedopatrzeniami, w sumie sprawią, iż idąc na kolokwium nie dostaniesz z niego więcej niż 2/20pkt jeżeli tylko za poprawne podpisanie się dostaniesz 1pkt…

Na zakończenie napiszę, że ten krótki tekst powstał pod naporem zbliżającego się poniedziałkowego kolokwium z Fizyki III… do którego uczę się jak głupi… a właściwie powinienem a zamiast tego jedną z wymówek jaką wymyśliłem (wspólnie z Goto) jest owy Blog…

Zostałem (nie powiem, że wbrew własnej woli bo byłaby to nieprawda) zmuszony do napisania czegoś o niczym i do tego bez plagiatowania fragmentów pierwszego wpisu wielmożnego kolegi Muchy celem przywitania się z szanownym czytelnikiem.

Prawdopodobnym powodem założenia wspólnego bloga jest fakt wspólnej naszej (z kolegą Muchą) niedoli na wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Tak serio to po prostu jesteśmy obaj ponadprzeciętnie (o czym świadczą kierunki studiów: ja studiuję fizykę, on astronomię) nienormalni, co zapewne udowodnią kolejne nasze wpisy (o ile dwa pierwsze wpisy nie są wystarczającym dowodem tegoż twierdzenia…)

Mógłbym napisać jakie mam zainteresowania, ale wyszłoby, że na liście nie ma fizyki i byłoby głupio.

O czym będę pisał? Postaram się skrobać o interesujących wydarzeniach wokół mnie (np. o rozwiązywaniu tak zwanej całki Sołtanowskiej metodami numerycznymi). Postaram się nie przynudzać i ostrzegam, że poziom gramatyczno literacki moich wpisów może oscylować w okolicach (dla każdego epsilon większego od zera istnieje….) zera absolutnego za co z góry przepraszam.

Ponieważ Mucha mnie strasznie pogania, że już chce czytać mojego posta, nie pozostaje mi nic innego jak serdecznie pozdrowić wszystkich czytelników, czyli Ciebie!

goto

P.S. Miałem napisać, że martwi mnie czy ktoś będzie tu w ogóle zaglądał….

No i stało się. Założyliśmy bloga. A jako że blog założony, trzeba popełnić najtrudniejszy wpis. Pierwszy wpis.

Dlaczego tak jest, że pierwszy wpis jest taki trudny? To proste. On ma być o niczym. Nie można zacząć od razu pisać merytorycznie, ani po prostu “na temat” bo wtedy było by to coś bez początku. Bez wstępu. Głupio by wyglądało:

Może niektórzy z was wiedzą, że Nagrodę Nobla z fizyki otrzymali Francuz Albert Fert i Niemiec Peter Grünberg. Nagrodę przyznano za odkrycie efektu gigantycznego magnetooporu. …Ładnie brzmi prawda? Tylko że co to jest ten “gigantyczny magnetoopór”… Brzmi jakby mnie ktoś obrażał, wiec z ciekawości sprawdz…

Można też by użyć takiego pierwszego wpisu do przedstawienia się:

yyy…dzień dobry, nazywam się Maciej Mucha, studiuję astronomię na UW, interesuję się blabla…

Tylko że… czy to kogoś interesuje? chyba nie… Niektórzy piszą też o celach i omawianych tematach:

Jak widać w nagłówku, blog będzie traktował o:

• komputerach – jak napisać dziką całkę w latex’u, jak ją rozwiązać w fortranie, co zrobić gdy spod LCD sypią ci się iskry…
• fizyce – prostymi slowami o tym co wiekszosc fizykow stara sie opisac jak najtrudniej…
• polit…

To faktycznie może kogoś interesować. Tak więc napisze o tym Goto, którego też czeka pierwszy wpis, i któremu już podrzucam temat 🙂 Goto! napisz o czym będziesz w przyszłości pisał!

Tak więc pisząc o niczym, udało mi się przebrnąć przez pierwszy wpis. Mam nadzieję że tak nudne już się nie trafią. Kolejne będą już jako tako merytoryczne. W miarę możliwości.

Pozdrawiam,

Much.