DEN VETENSKAPLIGA VÄRLDSBILDEN ÄR NÄSTAN FÄRDIG

DEN VETENSKAPLIGA VÄRLDSBILDEN ÄR NÄSTAN FÄRDIG

Dagens naturvetenskap och speciellt fysiken befinner sig i ett förnedringstillstånd, i varje fall om vi får tro FD, filosofen Hannes Nykänen. Han tycker att fysikerna förlorat all kontakt med sunt förnuft och att de sysslar med fantasterier. Som exempel på fantasteri ger han diskussionen om multipla universa. I sin artikel ”Filosofin och de exakta vetenskaperna: Förståelse och fantasteri”, i boken Advocatus scientiae. En filosofisk vänbok tillägnad Hans Rosing (2008) säger han sig vilja ”förebrå naturvetenskaperna för att de tenderar att förutsätta en ansvarslös attityd till vetenskapen” (75).
Det påstås ibland att jag är provokativ i mina artiklar, men mina provokationer är småpotatis jämfört med Nykänens. Att angripa hela bunten av hundratusentals naturvetare är inte bara djärvt, det är rent och skärt fantasteri. När man dessutom vet att Nykänens kunskaper i naturvetenskap är ganska ytliga blir hans åsikter helt utan grund.
Självklart tar jag i och med dessa ord på mig rollen som advokatus scientiae. Det är en roll jag med stor glädje spelat alltsedan jag började skriva om vetenskap i slutet av 1960-talet. Egentligen är det konstigt att jag tagit den rollen eftersom min formella utbildning är humanistisk. Jag har t.ex. läst latin i gymnasiet och har ingen formell utbildning i någon naturvetenskap. Men jag ser detta mera som en styrka än som en svaghet. Jag kan betrakta naturvetenskaperna utifrån, mera neutralt och objektivt, än om jag vore indoktrinerad i t.ex. fysikens matematik.
Jag har följt utvecklingen inom naturvetenskaperna med ett halvt öga i ca 40 år, men inte kunnat upptäcka några tecken på förnedring. Tvärtom har utvecklingen allmänt taget gått mot större öppenhet, demokratisering och internationalisering. Ännu på 1930-talet var det en liten grupp tyska, engelska och franska forskare som helt dominerade fysiken. I dag finns det massor av duktiga fysiker i t.ex. Japan, Kina och Indien. Endast Afrika är i dag en svart fläck på den naturvetenskapliga kartan. Den nationalism som tidigare var stark har ersatts av internationalism. Mest positivt är att rasismen, som fram till mitten av 50-talet var en självklarhet inom forskningen, i dag är på utdöende.
Det finns i dag en öppnare debatt än tidigare. Det som Nykänen upplever som förnedring är i själva verket uttryck för ett öppet debattklimat. Det finns ingen auktoritet som ser till att oliktänkarna håller käften. Jag tycker att det enbart är bra att olika åsikter ventileras. Vetenskapen är ju ingen religion som försvaras av ett självutnämnt prästerskap.
Nykänen kritiserar det han kallar fantasteri. Vad som uppfattas som fantasteri är högst tids- och kulturbundet. I slutet av 1500-talet skulle han ha hört till dem som ansåg att Kopernikus teori var fantasteri i flagrant strid mot sunt förnuft. På 1600-talet skulle han ha ansett att Newtons gravitationsteori strider mot allt sunt förnuft därför att den förutsätter att en kropp som solen kan hålla en annan kropp som jorden i ett järngrepp över ett enormt tomrum. Vetenskapen är full av idéer som först betraktades som fantasterier, i strid med sunt förnuft, men som sedan godtas som triviala sanningar. Själv tycker jag att det just är dessa ”fantasterier” som gör naturvetenskapen mer spännande än humaniora.

VETENSKAPENS VÄRLDSBILD I ETT NÖTSKAL
Vad säger dagens naturvetenskap egenligen om vår värld? Det är inte många som i dag har en helhetsbild. Det gäller framför allt humanister. Även en ytlig beskrivning av resultaten inom fysik, astronomi, kosmologi, kemi, geologi, biologi osv skulle, som alla inser, fylla hundratals volymer. Nedan pressar jag ihop denna kunskap till några sidor för att ge läsaren ett hum om vad dagens naturvetenskap kommit fram till. Jag skisserar alltså ett ramverk utan detaljer och utan att tala om de hundratals teorier som bygger upp bilden och utan att ange vare sig bevis eller metoder. Följ med på en hisnande intellektuell resa genom kunskap som samlats av mänsklighetens främsta forskare under århundraden!
Beskrivningen är i främsta hand baserad på den naturvetenskapliga tidskriften Nature. Artiklarna i den är skrivna av världens ledande forskare inom naturvetenskap.

Vår värld, vårt universum uppstod för ca 15 miljarder år sedan genom vad som kallas ”a hot big bang”, en urexplosion som orsakade enorm hetta och ett fantastiskt tryck. Vad som föregick denna ”stora smäll” kan vi i dag endast spekulera om. Explosionen skapade inte bara fantastiska mängder energi utan också rum och tid. Urexplosionen inräffade alltså inte vid en viss tidpunkt och på en viss plats. Före explosionen fanns det ingenting, inte ens ett tomrum, än mindre någon tid. Rummet började expandera och därmed avkyldes energin så att en del av den började övergå till materia, till det enklaste grundämnet, väte. Än i dag är väte det vanligaste grundämnet i universum.
Den kraft som dominerar universum är gravitationen. Genom denna kraft och p.g.a. små oregelbundenheter i strålningen började väteatomerna samlas i moln. Dessa drog ihop sig till tätare gasklot, vilket innebar att trycket och temperaturen inne i klotet steg. När det var tillräckligt stort började en annan kraft verka, kärnkraften. Väteatomerna pressades ihop till helium och senare till andra lätta grundämnen samtidigt som de förlorade en del av sin energi. Denna energi hettade upp hela gasmassan och fick den att stråla ut enorma mängder energi på alla våglängder. En stjärna hade fötts.
Antalet stjärnor vi kan se med blotta ögat är ca 5000, men dessa är färre än en liten bråkdel av alla som finns. Man kan gott säga att stjärnorna är ”otaliga”. Enbart i vår galax, vintergatan kan det finnas 200 miljarder och det finns antagligen miljarder galaxer. Stjärnor dör ständigt, men nya uppstår hela tiden ur de massor av stoft och gas som fyller universum. Det finns jättestjärnor, stora som hela vårt solsystem och dvärgstjärnor. Det finns s.k. vita dvärgar och antagligen massor av ”döda”stjärnor, dvs stjärnor som upphört att stråla ut energi. De minsta kända stjärnorna är de s.k. pulsarerna, stjärnor vars hela massa genom en explosion pressats ihop så att atomkärnorna ligger invid varandra. De är endast några kilometer i genomskärning och en tändsticksask med deras materia väger lika mycket som en jättestor oljetanker. (Min första längre artikel i Hufvudstadsbladet, en s.k. ”understreckare” handlade just om pulsarer. Den publicerades 1969).
Genom gravitationen samlades gas och sjärnor i hopar som började rotera. Sålunda bildades galaxer bestående av miljarder stjärnor. Galaxerna i sin tur drogs mot varandra till galaxhopar, vilka i sin tur bildade superhopar. Vi lever i en av universums miljarder galaxer. I centrum av många galaxer finns en formation som inte den mest galna fantasi kunde ha förutspått, ett svart hål, ett område i universum som inte är något område i någon normal mening hos ordet. Ett svart hål suger i sig allt, materia och energi och krossar den ”out of existence”. Det utövar en enormt stark gravitation och det är genom denna man kan få indikationer på dess exisens. Inne i hålet finns en värld som inte fungerar enligt några kända naturlagar. Hålet kallas en singularitet därför att där inte finns någon typ av känd materia. I centrum av vår galax finns ett svart hål med en massa motsvarande fyra miljoner solar.
Eftersom universum fick sin början genom en enorm explosion är det logiskt att det expanderar. Enligt standardmodellen rör sig galaxerna fortfarande, 15 miljarder år efter smällen, bort ifrån varandra. De flyger iväg som granatsplitter. Men granatsplitter faller snart till marken p.g.a. gravitationen. De senaste mätningarna tyder på att vårt universum kommer att expandera i all evighet. Avstånden mellan galaxerna blir större och större. Om ytterligare 15 miljarder år kommer den lokala galaxhopen, den grupp av galaxer i vilken vår vintergata ingår att utgöra allt vi kan se av universum.
De flesta stjärnorna har ett långt liv. En gul stjärna som vår sol kan leva i 10 miljarder år. Sedan blossar den upp till en röd jätte, förbränner alla närliggande planeter och krymper ihop till en vit dvärg som kan lysa i ytterligare många miljarder år. Men slutet blir en död och kall kropp, svävande i tomhet i evighet. Stjärnor som är betydligt större förbrukar snabbare sitt väte för att sedan få energi från fusion av helium. Trycket blir snart så stort att hela stjärnan exploderar, en supernova uppstår. Det enorma trycket vid explosionen gör att lätta atomer fusioneras till tunga. Vid explosionen bildas tunga grundämnen, t.ex. metallerna, som sedan flyger ut i den omgivande rymden. (Granatsplittret igen).
De grundämnen av vilka vi består, utom väte, har uppstått i stjärnorna. Genom kärnreaktioner inne i stjärnorna uppstår lätta grundämnen och genom supernovaexplosioner uppstår tunga grundämnen såsom metallerna. Den ursprungliga vätgasen blandas sålunda med tiden med allt större mängder av andra grundämnen. Dessa ämnen bildar väldiga gas- och stoftmoln som man kan beundra i vackra fotografier tagna av stora teleskop. Gravitationen gör att gas och stoft tenderar att samlas och börja rotera, nya stjärnor och planesystem uppstår. Allt stoft samlas dock inte i stjärnan utan det bildas mängder av andra kroppar av olika typ. Ibland uppstår flera stjärnor som börjar kretsa runt varandra, dubbelstjärnor, trippelstjärnor, och runt stjärnorna samlas stoft och gas till mindre kroppar från små korn till stora planeter.
Vårt solsystem är ett av otaliga som uppstått ur ett moln av vätgas och stjärnstoft. Runt vår sol kretsar åtta planeter. (Pluto klassas inte längre som en planet). Runt de flesta planeter kretsar många månar av vilka en del snarare är småplaneter. Dessutom finns det miljoner andra kroppar, asteroider och kometer, i vårt system, plus stoft i väldiga mängder. När jorden passerar genom ett stoftmoln ser vi ”stjärnfall”. Varje dygn regnar det ner tonvis med stoft på jorden. Genom hela systemet blåser ständigt en solvind, dvs strömmar av elekriskt laddade partiklar som kastas ut från solen. Denna vind är ytterligt tunn, men forskarna diskuterar i dag på fullt allvar möjligheten att segla genom solsystemet på solvinden.
Solvinden är dödligt farlig för högrestående liv på samma sätt som stark radioaktiv strålning. På jorden skyddas vi mot solvinden genom jordens magnetfält som avböjer de laddade partiklarna. Detta magnetfält har existerat i minst 3,5 miljarder år och genereras av en kärna av järn i jordens centrum. Ett sådant skyddande magnetfält finns varken på månen eller mars. Därför måste framtida rymdfarare skyddas mot solvinden.
Varje atom i vår kropp, i hela vår planet härstammar antingen från universums begynnelse eller från en supernova. Tala om återanvändning! Väteatomerna i det vatten du dricker i dag har uppstått kort efter universums begynnelse och syreatomerna härstammar från någon supernova för eoner sedan. I dag är de i din kropp i sitt eviga kretslopp. De kommer att bestå likadana till ”tidens ände”. Den grekiska filosofen Demokritos hävdade för 2400 år sedan att atomerna är eviga och oförstörbara, universums grundmateria. I princip hade han alldeles rätt.
Jorden är den enda planet i vårt system som är gynnsam för liv, men så är den också extremt gynnsam. Eftersom det finns ett oräkneligt antal stjärnor och ännu flera planeter så måste det ha funnits, finnas och komma att finnas massvis av planeter sådana som jorden. Under de senaste åren har forskarna upptäckt ca 200 planeter runt stjärnor i vårt gannskap i universum. Nya ännu bättre teleskop är under byggnad och genom dem kommer man säkert att upptäcka mångdubbelt fler.
Jorden uppstod för ca 4700 miljoner år sedan. Den var då mycket het, men under några hundra miljoner år svalnade jordskorpan så att en kemisk evolution kunde ta sin början. Nu kommer den tredje fundamentala kraften in i bilden, den elektromagnetiska kraften. Den styr hur atomerna förenas till molekyler och hur molekylerna bildar en enorm mängd olika slags föreningar. På den unga jorden var förhållandena optimala för att alla slags kemiska föreningar skulle bildas, men också för att de skulle sönderfalla och ombildas. Bland de ämnen som fanns i riklig mängd fanns aminosyrorna, som brukar kallas livets byggstenar. De bygger upp proteinerna som i sin tur har en mängd funktioner i levande organismer. Aminosyror bildas för övrigt också i stoftmoln ute i rymden. Mängder av aminosyror och andra ämnen regnade ner på den unga jorden.
Med kemisk evolution menas att de ”starkaste” molekylerna, de mest stabila, ”överlever” och utnyttjar de svagare. Naturligtvis är detta en helt blind process styrd av slumpen och atomernas och molekylernas egenskaper. Varje slag av molekyl har olika egenskaper och kemins lagar ger obegränsade möjligheter att bilda molekyler. Inom dagens industri tillverkas tiotusentals olika molekyler, som inte finns i naturen. Det mesta omkring oss består i dag av artificiella molekyler. Men naturen tillverkar ändå oändligt många fler slag av molekyler. I en regnskog finns ofantliga mängder av olika slags molekyler som bygger upp enorma mängder olika ämnen. En stor del av dessa och deras verkningar är ännu okända.
För omkring 3500 miljarder år sedan, möjligen några hundra miljoner år tidigare, när jorden knappt hunnit svalna på ytan, uppstod ansamlingar av molekyler, omgivna av en hinna. Ett slags mikroskopiska geleklumpar, som kunde kopiera sig själva genom delning. Hinnan släppte igenom en del molekyler i omgivningen och dessa reagerade med molekylerna inne i klumpen så att de kopierade sig själva. Detta är än i dag principen för all förökning. Celldelning sker miljoner gånger varje dag i vår kropp. Allt detta styrs av långa DNA- och RNA-molekyler, som dock är baserade på en förvånande enkel ”kod” bestående av endast fyra ”bokstäver”. Sådana molekyler uppstod tidigt och har sedan dess ombildats i det oändliga och utgör grunden för allt liv sådant vi känner det. Hur otroligt det än låter så härstammar växterna, fåglarna, blåvalarna och vi själva från ytterst enkla och primitiva bakterier i jordens barndom. Varje organism på jorden, dvs hundratals miljoner, kanske t.o.m. miljarder arter har formats, formas nu och kommer att formas i framtiden av dessa livets molekyler. Det är omöjligt att veta hur många arter det finns i dag, ca 1,5 miljoner finns beskrivna men miljontals, mest småkryp, växter, organismer i världshaven, lavar, bakterier etc har ännu inte studerats av forskarna.
Liv kan definieras som självreproducerande materia som undergår darwinistisk evolution. Gränsen mellan levande och icke levande materia är, som man kan vänta, flytande. Vi känner livet från ett enda ställe i universum och vet därför ingenting om hur vanlig eller ovanlig vår form av liv är. Vi vet i alla fall att jordiskt liv har varit, är och kommer att förbli fantastiskt diversifierat. Det finns liv överallt, i Sydpolens isande kyla, i oceanernas djupaste gravar, långt ner i berggrunden, i heta källor och högt upp i atmosfären.
De första organismerna var primitiva bakterier. Det fanns inget syre i atmosfären, så organismerna var anaeroba. Men småningom uppstod en grupp kallad cyanobakterier. Dessa producerade syre och när det fanns triljoner av dem började de påverka atmosfärens sammansättning. Det var första gången som livet påverkade atmosfären. Den tillfördes en växande mänga syre, vilket i sin tur gav förutsättningar för mycket effektivare metabolism. Men det dröjde oerhört länge, kanske 2500 miljoner år innan de första flercelliga organismerna uppstod. Detta är värt att notera! Det tog ”bara” några hunda miljoner år innan de första primitiva, encelliga bakterierna uppstod. (Det finns fortfarande en typ av bakterier, kallade stromatoliter, som antas likna dessa urorganismer.) Men sedan dröjde det en fantastiskt lång tid innan flera bakterier ”slog sig ihop” och bildade en helt ny typ av liv, en flercellig organism där cellerna hade specialiserade funktioner. Men när detta skett blev evolutionen, i geologiskt perspektiv, enormt snabb. Antalet arter exploderade, haven översvämmades av de mest märkliga organismer.
Av detta kan vi lära att ”död” materia ganska snabbt, (om man kan kalla hundratals miljoner år snabbt), kan organiseras av slumpen till självreproducerande ”levande” materia. Steget från död till levande materia är under gynnsamma förhållanden ganska litet. Att liv uppstår av en slump är allså sannolikt. Men steget från encelligt liv till flercelliga organismer är är ett väldigt kliv. Att sådant liv uppstår är alltså osannolikt. Men när det väl uppstått leder det till en enorm variation. Från bakterie till flercellig organism tog det kanske 3000 miljoner år, men från den senare till människa tog det kanske 800 miljoner år. I varje fall anses en del fiskar ha börjat invadera land för omkring 400 miljoner år sedan.
Dinosaurierna tog makten för drygt 200 miljoner år sedan. De första fåglarna utvecklades ur små dinosaurier för 140 miljoner år sedan. Men sedan kom den stora skrällen som utplånade dinosaurierna och en stor del av allt annat för 65 miljoner år sedan. Det finns flera teorier om orsaken. Därmed fick däggdjuren sin chans. De utvecklades i snabb takt till den dominerande makrodjurarten. På blott ca 60 miljoner år skapade evolutionen en fantastisk variation av däggdjur. För 6-7 miljoner år sedan fanns ett apliknande djur som blev stamfader för de s.k. homininerna. Inom denna gren uppstod som alltid i evolutionen massor med arter. De kända fossilen tyder på ett tjugotal arter, men det har säkert funnits fler. I Afrika hade denna gren för 4 miljoner år sedan gett upphov till människoliknande varelser, hominider. Alla dessa arter dog, som vanligt ut, utom en enda, den nuvarande människan. Vi är de enda som finns kvar på en gren som gav upphov till massor av arter. Våra sista nära släktingar bland hominiderna, neandertalmänniskorna, (homo sapiens neanderthalensis), dog ut för mellan 30- och 40 000 år sedan.
Då var människan, homo sapiens, redan ett uppfinningsrikt djur med ett avancerat språk, som använde eld, bodde i grottor, jagade med spjut och båge och grubblande över månen, solen och stjärnorna. Hon levde i små stamsamhällen, flyttade när maten tog slut, hon slogs med andra stammar och rövade deras kvinnor, och betedde sig i stort sett som i dag.
För ca 10 000 år sedan började människan odla jorden i Eufrat- och Tigrisområdet. En ny epok i jordens historia inleddes. För första gången fanns det en djurart som inte var beroende av att samla och jaga utan som producerade sin mat själv. Men det dröjde ännu 5000 år innan de första högkulturerna baserade på skriftspråk uppstod. Därmed började igen en ny epok. Någonting totalt nytt hade skapats av naturen. Därmed började historien och det som studeras av de humanistiska vetenskaperna.

Detta är naturligtvis en ytterst grov beskrivning av naturvetenskapens nuvarande uppfattning av hur vår värld ser ut och fungerar. Jag har lämnat bort massor, t.ex. alla grundläggande teorier. I dag bedrivs det forskning om allt som beskrivs ovan. Forskningen har m.a.o. en väldig bredd. Det finns hur många olösta detaljfrågor som helst, men de stora ramarna kommer knappast att ändras. Detta är i huvuddrag den slutgiltiga sanningen om vår värld.