Was wir machen werden + 3D-Designer

Über die Bedeutung guter Visuals in der Wissenschaft und in der Bildung; Stelle eines 3D-Designers, der in Physik und Chemie versiert ist; Antwort auf die Frage nach der Wäsche, die in frostiger Luft trocknet; und eine neue Frage zum Abbiegen eines Zuges.


Gestern habe ich versprochen, meine Überlegungen zur Informationsvermittlung und Kommunikation mit Ihnen zu teilen. Das ist wirklich eine sehr komplexe Angelegenheit. Warum scheitern manche Menschen bei der Lösung eines Problems und andere “sehen” die Lösung sofort? Das hängt vor allem von den richtigen Bildern in unserem Kopf ab. Unser Gehirn ist selten in der Lage, in Zahlen zu denken. Versuchen Sie, sich diese Zahlenreihe zu merken: 0982163823897202173500728728882636112734908371345. Wenn Ihr Leben davon abhinge, könnten Sie sie sich möglicherweise einprägen, aber Sie werden sich, ob Sie es wollen oder nicht, eine Struktur dafür ausdenken.

Wir können uns Fakten nur schlecht merken, solange wir sie nicht in eine Struktur packen. Wir nehmen Ideen über Bilder wahr. Ein guter Wissenschaftler hat immer Bilder im Kopf. Das können übrigens ganz triviale Bilder sein. Ich assoziiere mit einem Operator der linearen Algebra zum Beispiel ein sehr klares Bild. Ich “sehe” ihn. Es kann jedoch mehrere Wochen, wenn nicht Monate dauern, bis ich das Bild vermitteln kann. So viel Zeit habe ich nicht. So geht es vielen Wissenschaftlern. Sie sammeln ihre eigenen Vorstellungen und systematisieren die Bilder über Jahre, aber sie haben keine Zeit, sie weiterzugeben.

Hier ein Beispiel. Aufgabe: Erkläre das Differential eines Kraftfahrzeugs. Hier ist die ehrliche, schöne, aber völlig nutzlose Visualisierung:


Haben Sie es verstanden? Ich nicht, meine Vorstellung kann diesem Video nichts entnehmen. Und hier ist ein Beispiel einer gelungenen Visualisierung, die in unserem Kopf ein sinnvolles Bild entstehen lässt, mit dem wir etwas anfangen können:


Und das ist es, was ich machen möchte. Ich möchte lernen, die richtigen Bilder zu visualisieren, die das Lernen in Physik und Chemie vereinfachen. Wenn ich mit meinen Jungs experimentiere, haben sie Spaß daran, weil sie die Zaubertricks gut finden: etwas bekommt eine andere Farbe oder explodiert, es blubbert. Die Erkenntnisse, die sie bei diesen Experimente gewinnen, sind vergleichbar mit dem, was sie bei einer Zaubershow lernen. Jetzt stellen Sie sich vor, Sie sehen eine interaktive Demo an der Wand, die Ihnen die Bewegung und Interaktion von Molekülen bei der Beobachtung der Reaktion in einem Reagenzglas vorführt. Eine Demo, die erklärt, warum die Reaktion exakt so abläuft. Das ist eine ganz andere Ebene des Verstehens! In manchen Fällen befähigt es, Wissen in einer viel kompakteren Form zu vermitteln. Dieses Wissen besteht nicht aus einem Satz auswendig gelernter Fakten, Nummern und Formeln, sondern ist das Verstehen dessen, woraus die Welt besteht.

3D-Designer mit soliden Kenntnissen in Physik und Chemie

Es wird eine wichtige Aufgabe für uns sein, gute Bilder zu finden und sie richtig zu visualisieren. Und wir brauchen ein Genie, um zu visualisieren, wie ein Photon von einem Molekül absorbiert wird. Leider ist selbst der beste Designer nicht dazu in der Lage, denn er weiß einfach nicht, was ein Photon ist. Deshalb brauchen wir einen Designer, der etwas von Physik und Chemie versteht. Vielleicht weil er sich als Kind für die Wissenschaft begeistert hat. Damit war es vorbei, als er 3D-Designer wurde. Die Natur des Freaks hat sich aber nicht verflüchtigt und das war’s. Sie kommt immer wieder durch. Das ist die Person, die wir suchen! Er wird vor eine wirklich monumentale Aufgabe gestellt. Er muss Bilder der elementarsten Dinge machen: Atome, Moleküle und so weiter. Er muss mit Wissenschaftlern und Entwicklern zusammenarbeiten, schöne und wissenschaftlich korrekte Animationen entwerfen.

Konditionen:

  • 150.000Rub. im Monat
  • Keine Schwarzarbeit, es muss der einzige Job und der Hauptjob sein
  • Arbeit im Büro, im Südwesten der Stadt (zeitweise, wir ziehen im Herbst um)
  • 30 Tage Urlaub
  • Krankenversicherung

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Lösung der Aufgabe mit der Wäsche von gestern und ein neues Problem für heute

Warum verdampft Eis, aber der Löffel nicht? Als ich zur Schule ging, hat man mir gesagt, dass alle Dinge aus Molekülen bestehen. Das ist jedoch nicht ganz korrekt. Nehmen Sie ein Salzkristall. Es besteht nicht aus NaCl-Molekülen. Die Chlorid- und Natriumatome sind in einem Atomgitter angeordnet und werden von denselben Kräften zusammengehalten, wie die Atome in einem Molekül. Deshalb ist es wie ein großes Molekül. Die Anziehungskraft zwischen den Atomen ist sehr stark. In einem Metallgitter ist diese Kraft ebenfalls sehr stark. Eis hat jedoch eine andere Struktur. Es ist ein molekulares Gitter. Ist das Eis gefroren, existiert das Wasser in Form von Molekülen, die durch eine schwächere intermolekulare Kraft verbunden sind. Deshalb benötigt ein Wassermolekül weniger Energie, um
das Kristallgitter zu verlassen. Es wird in der chaotischen Bewegung der Moleküle immer auch schnellere Moleküle geben, die in der Lage sind, die schwachen intermolekularen Kräfte zu brechen und zu fliehen. Das ist ganz grob die Beschreibung, warum Eis verdampft und Substanzen mit einer höheren Dichte und stärkeren atomaren Kräften nicht.

Und hier ist eine neue Aufgabe mit einer Videoantwort. Wir wissen bereits, wie das Differential eines Autos funktioniert. Aber wie fährt ein Zug, der kein Differential hat, durch eine Kurve? Wenn ein Zug in eine Kurve einbiegt, haben die Räder innen und außen einen unterschiedlichen Weg und der Schlupf führt zu einem schnellen Verschleiß der Räder.

Train wheels

Wenn Sie eine Lösung wissen oder aufgegeben haben, können Sie sich eine Erklärung ansehen, die der nette und lustige Richard Feynman dafür hat. Sehen Sie, wie viel Spaß er daran hat, es zu erklären!