Alt i naturen kan sættes på formel, hvis bare man er dygtig nok.
Om det så er, hvordan sæbe flyder ned over en ståltråd, hvordan en skovbrand breder sig, eller hvordan holdninger bliver delt af mennesker, kan det blive beskrevet i en matematisk model – for eksempel en differentialligning.
Diffentialligninger er vanvittigt svære at definere kort og præcist for en udenforstående. Man kan sammenligne den med en normal ligning, som du kender fra folkeskolen – for eksempel 'X = 2+4'. Den beskriver et endeligt og fast resultat, som i dette tilfælde er 6.
En diffentialligning beskriver derimod en udvikling fra en tilstand til en anden og videre endnu. Og eftersom de fleste ting udvikler sig, kan diffentialligninger beskrive emner og give svar på spørgsmål inden for et væld af videnskabelige discipliner, om det så er biologi, sociologi eller økonomi.
Differentialligninger gjorde professor milliardær
Et konkret eksempel:
Matematikprofessor Edward O. Thorp fra det amerikanske universitet Massachusetts Institute of Technology (MIT) brugte sin indgående viden om differentialligninger til at tjene penge på blackjack og handel med aktieoptioner.
Professoren fandt simpelthen frem til en matematisk model for, hvordan priserne ville udvikle sig, så han kunne købe billigt og sælge dyrt.
\ Læs mere
»Det var én af de ting, der gjorde ham til dollar-milliardær. I stedet for at publicere sin videnskab, handlede han ud fra sin viden. Det er jo en sjov historie, men den viser, at man kan bruge matematik på næsten alt. Det er bare spørgsmålet om at have gode nok modeller.«
Ordene kommer fra Tobias Holck Colding. Siden 2005 har han været professor i matematik ved selvsamme MIT – ikke fordi det kan være en genvej til at blive dollarmilliardær, men fordi han gerne vil bruge sin grundforskning til at rykke ved noget. Gøre nye opdagelser. Finde nye sammenhænge.
Søges: Problemer uden garanti for løsninger
»Jeg vil sige, at jeg er drevet af at lave noget, der kan have stor indflydelse. Det skal gerne løse et stort problem og kun have lille garanti for at lykkes.«
»Hvis man vil have garanti for succes, løser man kun små problemer. Men hvis man vil lave noget, der virkelig batter, skal det kunne slå et hul, give en forståelse og åbne en masse andre muligheder for, at andre problemer kan blive løst af en selv eller snarere af alle mulige andre. Det er det, der er drivkraften i mit arbejde,« siger Tobias Holck Colding.
Grundforskning i geometri er »meget jordnært«
Den danske matematikprofessor har publiceret flere opsigtsvækkende studier.
Blandt meget andet har han vist, hvordan den rigtige diffentialligning med hjælp fra geometri kan forklare, hvordan former ændrer sig i forskellige situationer. Det kan for eksempel være, hvordan oliedråber fordeler sig i vand, eller hvordan to skovbrande vokser sammen til én.
I artiklen kæder han flere forskellige matematiske grene sammen og giver en god forklaring på et udbredt og anerkendt matematisk fænomen om formers udvikling, kaldet ’the level set-method’.
Flere videnskabsfolk har reageret ved at fortælle Tobias Holck Colding, hvordan brikkerne faldt på plads inden for deres område, da de læste hans artikel.
Det er lige præcis det mål, han selv håber på at opnå med sin grundforskning, som har rødder i geometri, læren om flader og former. At kunne hjælpe mange forskellige mennesker med at finde løsninger.
»Geometri er på den måde utrolig jordnært. Det optræder jo overalt, og på den måde er det meget konkret,« konstaterer Tobias Holck Colding.
An + erkendelse = anerkendelse
I videnskabens verden er erkendelse tit lig anerkendelse. Det gælder også for Tobias Holck Colding.
I den brede offentlighed er det ganske vist de færreste, der har hørt om matematikprofessoren. Han laver trods alt stadig matematisk grundforskning, som kan være svær at få ud over rampen. Men i de faglige miljøer er han højt respekteret, og priserne og hæderen vælter ind.
LÆS OGSÅ: Videnskab.dk's store tema om grundforskning
For eksempel fik han i 2010 den eftertragtede Oswald Veblen-geometripris, som hvert tredje år bliver uddelt af American Mathematical Society.
I 2016 fik han Carlsbergfondets Forskningspris og en million medfølgende kroner for »en excellent forskningsindsats inden for matematik«.
I videoen fra Carlsbergfondet herunder fortæller Tobias Holck lidt om sin forskning på engelsk på et forståeligt niveau:
Engelsk er det naturlige fagsprog for Tobias Holck Colding, der har opholdt sig i USA, siden han lavede sin ph.d. for over 25 år siden.
USA har givet god tid til forskning – hvad nu?
Han har indtil videre nydt at arbejde i USA, hvor der er både stor frihed til at drøne ned ad de spor, man som forsker selv synes, er interessante, og god tid til at forske i stedet for næsten konstant at sende ansøgninger til højre og venstre for at skrabe penge sammen til det næste projekt.
\ Læs mere
Men måske kommer det billede til at ændre sig. Siden Donald Trump blev præsident, har usikkerhed sneget sig ind i ligningen, for vil universiteterne få de penge, de har fået indtil videre?
Seneste melding tyder på et klart nej. Den peger tværtimod i retning af, at universiteter som MIT vil få et ordentligt hak i tuden.
Kort fortalt har Trumps regering planer om at reducere støtte til administration, forskningsapparater, bygninger og den slags, som normalt ikke er dækket af enkeltstående bevillinger. Den offentlige støtte skal efter planen være på max 10 procent af udgifterne, hvilket vil være en halvering eller mere i forhold til i dag, afhængig af det enkelte universitet.
På MIT ville det betyde et stort hul i kassen på 100 millioner dollar om året.
»MIT-ledelsen arbejder på denne sag med den hast, den fortjener. Vi vil gerne gøre det helt klart, at ingen bør være ligeglade med eller føle sig ubekymrede over forslaget om at sætte loft over støtte til indirekte udgifter. Sådan et loft vil påvirke hver eneste forsker på MIT negativt,« skriver ledelsen i et intern mail til de ansatte. (Læs om baggrunden for MIT-ledelsens mail i denne artikel hos MIT.)
Tværfaglighed giver unikke opdagelser
Mailen rokker dog ikke det store ved Tobias Holck Coldings syn på, hvor skønt det er at forske ved MIT.
»Det er bestemt interessant, hvad der kommer til at ske, og det er vigtigt for forskningen. Men tingene ændrer sig også så hurtigt fra dag til dag, så det er uklart, hvad der vil ske. Derfor er der ikke så meget, der er forandret lige nu,« siger Tobias Holck Colding.
Hvis noget i den professionelle ligning skulle forandre sig så drastisk, at professoren må søge væk fra MIT, kommer han næppe til at gå arbejdsløs.
- Dels er der mange andre universiteter i USA at søge hen til – Tobias Holck Colding har tidligere været tilknyttet blandt andre University of Pennsylvania og Princeton.
- Dels har han bånd til Danmark – blandt andet som adjungeret professor ved Københavns Universitet. Siden årsskiftet har han desuden siddet i bestyrelsen for Danmarks Tekniske Universitet (DTU).
Endelig bliver Tobias Holck Coldings muligheder næppe mindre af, at han gør en dyd ud af at arbejde på tværs af faglige grænser.
»Jeg synes, det gælder om at finde ud af, hvad næste store projekt skal være på et andet område, hvor du kan lære noget – mens du er i gang med noget andet. Så kan det blive en glidende overgang, hvor man tager noget med fra et område, hvor man ved, at man kan gøre en forskel og have tillid til, at man kan bidrage med noget, ingen andre har gjort før.«
»Det er endnu en grund til, at det er så fantastisk, at der er matematik i meget andet end naturvidenskab,« konstaterer Tobias Holck Colding.
