Hannes Nykänen, FD och lektor i filosofi och jag, lektor emeritus i vetenskapsfilosofi, har i några artiklar funderat över tendenser i den moderna fysiken. Vart är fysiken på väg? för att travestera det populära svenska tvprogrammet ”På spåret”. Nykänen har varit betydligt mer kritisk än jag och vi har därför gjort olika bedömningar. Eftersom denna fråga kan vara av stort intresse för alla som är intresserade av modern naturvetenskap och speciellt av teoretisk fysik så lägger jag här ut några av våra artiklar på nätet.
Du får gärna komma med egna funderingar, tankar och kommentarer i denna fråga. Det är förstås teoretisk fysik vi här tänker på, inte experimentell eller teknologisk.
NYKÄNENS PROVOKATIVA TES
Nykänen inledde med en essä ”Filosofin och de exakta vetenskaperna: förståelse och fantasteri” i boken Advocatus scientiae. En filosofisk vänbok tillägnad Hans Rosing (2008, 75-83). I inledningen till essän skrev han att han tänker ”förebrå naturvetenskaperna för att de tenderar att förutsätta en ansvarslös attityd till vetenskap”. (s. 75) Han hävdade, säkert medvetet provokativt, att ”normalt, sunt förnuft inte längre kan ha någon plats” i modern naturvetenskaplig forskning. (s. 80) Många av idéerna i fysiken är, enligt hans mening ”helt osannolikt fantasteri”. Den s.k. strängteorin är ett exempel som han nämner, idéen om multipla universa en annan. ”Tidigare i historien var det frågan om religiöst fantasteri, medan det i dag förstås handlar om vetenskapligt fantasteri”, skrev han. (s. 82)
Jag svarade på min blogg 25.5 2008 i lika utmanande ordalag. Men som Hannes så riktigt påpekade talade jag vid sidan av ämnet. Jag betonade nämligen att naturvetenskapen blivit mer öppen, bredare och demokratisk. Jag erkänner att mitt svar var ganska ogenomtänkt, för att inte säga förhastat. Dessutom innehöll mitt svar en lång sammanfattning av den naturvetenskapliga världsbilden. Den var irrelevant som svar på Hannes tes. Den skrevs ursprungligen för att publiceras i Vasabladet.
Hannes svarade, och försvarade sig i samma blogg genom en kommentar. Vi förblev oeniga.
Nyligen har jag igen tänkt över frågan, bl.a. i anknytning till att jag läst den senaste biografin om Albert Einstein på svenska. Så jag beslöt att igen ta upp frågan med Hannes i ett mejl. Jag antog att vi knappast kunde ha så olika åsikter som det verkade. Så jag utgick från några konkreta exempel. Detta mejl återges nedan.
MOJSAN HANNES
Jag börjar med att önska dig GOD JUL OCH ETT INTRESSANT NYTT ÅR.
Hoppas du haft ett bra år, trevliga studenter etc.
Du gillar ju att debattera och provocera så här kommer en liten utmaning för dig. Den anknyter till ett litet meningsutbyte vi hade på min blogg våren 2008.
Under den senaste tiden har jag hållit på och läst en biografi om Einstein skriven av Walter Isaacson, en alldeles utmärkt bok. Jag kom att tänka på den lilla debatt vi hade med anledning av ditt bidrag till boken Advocatus Scientiae. Jag håller med om mycket du skrev, och har sagt samma sak i olika sammanhang, men på en punkt hängde jag inte med. Du kritiserade en del moderna natvetare för ”helt osannolikt fantasteri”. Du skrev: ”Min tes är att naturvetenskaplig forskning till sin karaktär är – eller har blivit – sådan att normalt sunt förnuft inte längre kan ha någon framträdande plats i den.”
Jag håller, i stort sett, med om din tes. Man kommer inte långt med normalt sunt förnuft i dagens natvet. Vår oenighet gäller, för att uttrycka det enkelt, huruvida detta är till skada eller inte. Du anser det vara illa, skadligt, negativt – eller något ditåt. På den punkten förstår jag inte hur du tänker. Jag ser inget problem här. (Jag ser många problem i modern natvet, men just detta uppfattar jag inte som ett problem.)
Min tes skulle därför vara att det är naturligt att radikala nya ideér av samtiden uppfattas som ”helt osannolikt fantasteri”?
Einstein är, för mig, ett belysande exempel på denna tes.
Det som E gjorde i sina revolutionerande arbeten från början av 1900-talet var ju just sådant som stred mot normalt sunt förnuft. Att det inte finns någon samtidighet, att tiden förflyter olika snabbt, att massan ökar med hastigheten osv. strider uppenbart mot sunt förnuft. Kritiken mot de nya ideerna gick just ut på att det var frågan om fantasifulla spekulationer, att E hade övergett normalt sunt förnuft. E:s äldre kolleger som Planck, Lorentz, Poincare o.a. var tveksamma just för att E:s teori stod i strid med den klassiska fysiken. Denna i sin tur karakteriserades just av sunt förnuft. Tid, rum, rörelse var just sådana som vi normalt uppfattar dem. Också E:s teori om att ljuset består av partiklar stred mot sunt förnuft, och förstås mot en stor mängd experimentell evidens. Än i dag måste man väl säga att den speciella rel teorin inte kan begripas med sunt förnuft.
Min poäng blir då att E:s speciella rel teori och teorin om den fotoelektriska effekten på den tiden stred mot sunt förnuft. Det dröjde ju länge innan de kunde testas experimentellt. Om vi utgår från att fysikens teorier måste vara begripliga för normalt sunt förnuft så borde dessa teorier, på den tiden, ha förkastats som fantasteri. Det var ju för övrigt precis vad bl.a. en del filosofer på den tiden gjorde. Det är i dag förbluffande att E aldrig fick nobelpriset för sina revolutionerande teorier, utan för den fotoelektriska effekten. Men det berodde just på att nobelkommitten ansåg att den speciella och allmänna teorin var alltför spekulativa. De betraktades på den tiden ofta som filosofi, inte som vetenskap. Isaacson berättar utförligt om hur medlemmarna i Nobel-kommittéen resonerade.
Om vi ser E:s insats som ett stort vetenskapligt framsteg så måste vi förkasta det normala sunda förnuftet som grund för bedömning av nya teorier. Då måste vi förkasta din tes och se det som naturligt och t.o.m. viktigt att natvetare ”spekulerar”. (Självklart måste normala regler för konsistens etc gälla för de nya teorierna, och i slutändan måste de också kunna testas. E var noga med att föreslå hur hans nya ideér kunde testas.)
Detta resonemang gäller i ännu högre grad för den allmänna rel teorin med sin för sunt förnuft obegripliga grav teori. Att det, som teorin säger, inte finns någonting som drar mig när jag faller till marken är väl just det slag av förnekande av det för sunt förnuft uppenbara, som du kritiserar. Ideén om rummets krökning måste helt klart klassas som obegriplig för sunt förnuft. Ännu mer fantasteri blir i så fall E:s (fruktlösa) sökande efter en allmän fältteori.
Det finns ännu en lärdom vi kan dra. E var i sin ungdom radikal. Han tvekade inte att ifrågasätta normalt sunt förnuft. Han tvekade inte att provocera och utmana etablissemanget, varken det vetenskapliga eller sociala. Därför är det intressant att han senare blev en försvarare av etablissemanget. Han bidrog ju själv till framväxten av kvantteorin, men motarbetade den sedan just för att den var alltför fantastisk. Den stred mot hans intuitiva realism. Den stred mot hela den klassiska världsbilden. Och det gör den i ännu högre grad i dag. T.ex. entanglement verkar som rena magin. Men du vill säkert inte underkänna kvantteorin som fantasteri, eller?
Det här är tankar som kom för mig när jag läste biografin. Jag hoppas de kan mildra din kritiska inställning till spekulativa teorier.
Hälsningar
Hans
Hej Hans!
Tack för julhälsningen - och God Jul!
Då det gäller frågan om vetenskapens relation till sunt förnuft, så
var jag nog inte tillräckligt tydlig i artikeln. Med "sunt förnuft"
avsåg jag inte våra intuitiva förväntningar om hur naturen beter sig
utan ett slags begreppsligt begriplighetsperspektiv (som inte är samma
sak som det man menar med "logiskt möjlig").
Intuitivt kan det t.ex. verka konstigt att ljusets hastighet är ändlig
men jag tycker inte att det är ngt exempel på fantasteri då man
fastställt ljusets hastighet. Samma sak kunde sägas om det
konstigheter som upptäckts inom kvantmekaniken. Redan Hume visade ju
att våra idéer om kausalitet inte är så särskilt igenomtänkta och det
kunde han göra genom att använda det som jag skulle kalla ett
begriplighetsperspektiv. Hume sysslade alltså inte med fantasterier -
oavsett hur långt man sedan anser att han har rätt. Det som jag tycker
är problematiskt är alltså inte kontraintuitiva upptäckter utan
hypotesmakerier där man tillåter sig vilka slags arbiträra möjligheter
som helst utan att alls fråga sig vad det man säger betyder i
empiriska termer. Snacket om parallella universa är ett exempel. Såsom
jag förstår det genom populära framställningar så har vi inte att göra
med en kontraintuitiv hypotes utan om hypotes som kastar överbord all
begriplighet som sådan. Om hypotesen var sann - vad det nu skulle
betyda - så skulle det inte finnas ngn som helst möjlighet att på
erfarenhetsbasis bekräfta eller förkasta den. Att ett utslag av
vetenskapligt fantasteri går att uttrycka i matematiska termer gör det
inte på ngt sätt mer trovärdigt. Metafysik kan man lika väl uttrycka i
matematiska som i begreppsliga termer. Matematiska uttryck är inte på
ngt sätt mer pålitliga i sig än begreppsliga resonemang.
Både matematiska och begreppsliga fantasterier går till en viss del
att passa ihop med empiriska skeenden men om vi inte ser ngn allmänt
begriplig relation mellan det som påstås och det empiriska skeendet så
har vi bara en pseudoempiri. Hegels snack om andens rörelse mot
självförståelse är ett exempel på metafysiskt fantasteri som går att
"stöda" med en massa "empiriska data" - men det är ändå bara
fantasterier (jag bortser från de goda filosofiska poänger som Hegel
gör på vägen). Om Hegel hade skapat en komplex matematik, matat in
vissa "empiriska data" och fått "korrekta" resultat så skulle han
säkert bli mycket mer respekterad av dagens vetenskapsmän - helt utan
orsak.
Hegels tes är inte på samma sätt obegriplig som en del moderna
naturvetenskapliga teorier men fungerar som ett exempel som visar hur
trivialt det i sig är om det finns data som stöder en hypotes. Det här
vet du förstås, men det som enligt min mening gör en hypotes trovärdig
är inte relationen mellan matematiska kalkyler och empiriska data i
sig utan den allmänt begripliga begreppsram som omger en hypotes (och
som då inte är samma som "intuitiva förväntningar").
Då teoretiska fysiker angriper varandra på ett så fundamentalt sätt
att de avfärdar varandras teorier med boktitlar som "Not Even Wrong"
(Peter Woit) så tar jag det som ett symptom på att de har tappat bort
sig i filosofisk mening. De stirrar sig blinda på triaden rådata,
hypotes och kalkyl utan att se de begreppsliga ramarna (av vilka
falsifierbarhet bara är en aspekt). Sedan är det en helt annan sak att
vetenskapsmän kan ha vitt skilda åsikter av en massa olika
ovetenskapliga skäl (invanda tankemönster, konkurerande skolor,
nationella intressen, etc.) Man kunde helt kort antyda
begriplighetsramarna genom att påpeka att det både för Einsteins
teorier och för kvantmekaniken är viktigt att ha sådana begrepp som
hastighet, massa, tid, (spinn)riktning, laddning m.m. De symboler som
används för att beteckna de här storheterna är inte godtyckliga och
går inte att ersätta med vilka bokstäver som helst ur det grekiska
alfabetet. Oavsett hur mycket kvantmekaniken går emot våra invanda
föreställningar ("intuitioner") om massa, tid etc. så har de här
begreppen också inom kvantmekaniken en relation till vårt "vanliga"
sätt att förstå dem. Om de inte hade det skulle de de facto kunna
bytas ut till vilka symboler som helst, men då har vi inte längre att
göra med fysik utan med matematik. Man kan inte ignorera de här
begreppsramarna hur som helst och ändå mena sig göra fysik. (Kanske
problemet med strängteorin?)
Jag vet inte om jag alls lyckades göra min point klarare men som sagt
ser jag inget problem med att hypoteser går mot invanda tankemönster.
Problem uppstår då de börjar flyta fritt i förhållande till varje
begriplig erfarenhet av världen.
Hälsningar,
Hannes
Mojsan igen Hannes!
Visst blir din kritik betydligt klarare. Vi är tydligen eniga om att s.k. vardagligt sunt förnuft när det gäller rum, tid, materia, elektricitet, ljus, gravitation etc inte kan anses vara något slags självklara sanningar. Sund forskningen kan alltså nå resultat som strider mot detta slags förnuft. Då är det vardagsförnuftet som har fel.
När du talar om matematiska kalkyler (jag skulle säga modeller) utan grund i empiriska data så tror jag du kommer in på något verkligt viktigt i dagens naturvetenskap. Jag skall spinna vidare på det temat så får du berätta om du tänker i samma banor. (Du får ursäkta att jag skriver som om jag skulle föreläsa för en grupp studenter. Det är säkert andra än du som läser detta och därför blir jag litet utförlig.)
Jag tar igen min favoritfysiker Einstein som exempel. Einstein började sin bana som fysiker med rätt dåliga betyg i avancerad matematik, speciellt i icke-euklidisk geometri. De revolutionerande teorierna, den speciella och den allmänna relativitetseorin, utvecklade han utgående från konkreta fysikaliska tankeexperiment. I den speciella teorin är ljuset i centrum. Han brukade berätta hur han som ung grubblat över hur en ljusstråle skulle se ut om man färdades lika snabbt som den. Detta ledde till att han i tanken föreställde sig olika situationer, bl.a. vad som skulle hända om ljusets hastighet var konstant för alla observatörer. Han kom fram till att i så fall måste något annat i systemet variera, såsom tid och mätstickors längd. Tankarna gjorde han åskådliga med sin tågliknelse. Han använde alltså konkreta fysikaliska begrepp och processer i tankeexperiment, plus logik förstås. Men nästan ingen matematik! I hans berömda artikel från 1905 om den speciella teorin finns rätt enkel matematik. Lorentztransformationerna är inte invecklade. Vi är säkert eniga om att detta är en förebild för god fysikalisk forskning.
Efter att den speciella teorin publicerats började han grubbla över hur han skulle kunna utvidga den till alla slag av rörelse. (Den speciella gäller ju bara likformig rörelse). Problemet var hur han skulle få med accelerad rörelse och gravitation i samma teori. Han kom omkring 1907 på en enkel fysikalisk process. Det är den berömda mannen i hissen. Detta ledde till att han formulerade ekvivalensprincipen. ”Den mest lyckosamma idéen i mitt liv”. Den blev grunden för den allmänna teorin. Igen använde han konkreta tankeexperiment, som inte är svåra att förstå.
Men nu kommer det svåra. En grundpelare i fysiken är att man måste kunna räkna ut vad som sker under olika förhållanden. I den speciella teorin är detta inte svårt. Visserligen behövs en matematik för fyra dimensioner men alla kroppar rör sig likformigt i det fyrdimensionella rummet. (Matematikern Minkowski utvecklade denna och förkunnade att vi lever i ett fyrdimensionellt rum).
Inom den allmänna teorin behövdes matematiska modeller som gör det möjligt att beräkna alla slag av rörelser. Han måste kunna beräkna vektorer för kroppar som ökar eller minskar hastighet i samma fyrdimensionella rum. Ekvationer som dessutom inte skilde på tröghetsmassa och gravitationsmassa.
Hans kunskaper i matematik räckte inte till. Han fick hjälp av sin vän Grossman, som var matematiker. Hilbert, en av samtidens främsta matematiker, fann ekvationerna något innan Einstein. (Einstein hade noggrannt förklarat den bakomliggande fysiken för honom). I november 1915 hade Einstein äntligen nått fram till ekvationerna för den allmänna relativitetsteorin. Enligt experterna är det en matematiskt mycket vacker teori.
Efter detta ändrades E:s metod. Självklart skedde det gradvis, men ändå tydligt t.o.m. för en filosof, utan djupa matematiska kunskaper, som jag är. Under ungdomen baserades hans forskning på ”fysikalisk intuition” dvs på tankeexperiment utgående från konkreta, välbekanta händelser. Men efter 1915 blev han så fascinerad av matematiken att de konkreta tankeexperimenten alltmer ersattes av en rent matematisk approach.
Hans mål var att förena teorin för elektromagnetism (en fältteori) med sin allmänna teori (också en fältteori). Han sökte en allmän fältteori, ”en teori för allting”, dvs ett system av ekvationer från vilket han skulle kunna härleda såväl lagarna för såväl ljuset och magnetismen som för gravitationen. Men nu hade han inga konkreta intuitioner, inga ljusstrålar, inga hissar, att utgå ifrån. I stället använde han en rent matematisk metod. Från omkring 1920 till sin död 1955 fortsatte han, med många avbrott, att pröva olika alltmer abstrakta matematiska modeller. Ännu på sin dödsbädd satt han med penna och papper och räknade. (Ett avundsvärt sätt att dö för en forskare).
Hans metod blev alltså rent matematisk. ”Ett nästan slumpmässigt fifflande med matematiska formler utan någon fysik i sikte,” som en forskare uttryckte det. (Isaacson s. 485) Också Einsteins filosofiska världsbild förändrades. Under sin ungdom var han starkt influerad av positivister som Hume och Mach. Men den konkreta, empiriska positivismen ersattes i hans medvetande småningom med en metafysisk, deterministisk realism. Man kan väl säga att den astrakta matematikens skönhet förförde och förledde honom att tro att universum måste kunna beskrivas i matematiska termer. ”Gud är matematiker”.
Tanken att universum måste kunna beskrivas av ”vacker” men ytterst invecklad matematik har senare förfört en stor mängd fysiker. Paul Dirac hävdade t.o.m. att det är viktigare att en teori är matematiskt skön än att den kan begripas genom konkreta tankeexperiment. Sedan Einsteins död har sökandet efter allmänna fältteorier blivit en veritabel sport inom fysiken. Positivismen och den fysikaliska intuitionen spelar en underordnad roll. Sambandet mellan ekvationer och verklighet är på sin höjd ytterst vagt om det ens finns. Exempel är de olika varianter av strängteorin som under många år konstruerats, och förkastats. Likaså teorierna om multipla universa. Hit får vi väl också räkna den kosmologiska inflationsteorin, liksom också Stephen Hawkings modeller för universums uppkomst och imaginär tid.
Det är väl detta du tänkte på när du använde termen ”fantasteri” Hannes? Jag håller med om att detta åtminstone inte kan kallas empirisk forskning. Okej, låt gå för termen ”fantasteri”.
Det är inte bara en del teoretiska fysiker som huvudsakligen ”fifflar med formler”. Detta sker i mycket stor omfattning inom t.ex. klimatforskningen. Massor av forskare bygger upp invecklade matematiska modeller innehållande hundratals eller fler variabler. Sedan väljer man utgångsvärden och kör modellerna på supersnabba datorer. På detta sätt anser man att det är möjligt att förutsäga klimatet, inte om en månad eller ett år utan om flera decennier. T.ex. år 2050 har varit ett populärt år. Också tron att man kan göra pålitliga matematiska modeller för hela jordens klimat måste väl betraktas som ”fantasteri”. Man kunde också tala om ”vetenskaplig hubris”.
Det verkar finnas en övertro på rent matematiska metoder, på komplicerade modeller, som kan användas endast om man har ytterst snabba datorer. Om det är något i den stilen du avser så är vi ganska långt överens.
Samtidigt måste jag erkänna att jag själv är barnsligt förtjust i spekulativ, filosoferande naturvetenskap. Den öppnar så fantastiska visioner. Men detta är något som jag hoppas kunna återkomma till mina bloggar när jag är klar min forskning om jaget.
Hälsningar
Hans
Visar inlägg med etikett VETENSKAPSFILOSOFI. Visa alla inlägg
Visar inlägg med etikett VETENSKAPSFILOSOFI. Visa alla inlägg
fredag 15 januari 2010
onsdag 18 november 2009
VARFÖR FÖRSÄMRAS FINLÄNDSK FORSKNING?
Nedanstående artikel publicerades i Åbo Underrättelser 14.11-09. Den direkta anledningen var en rapport från Finlands Akademi, som nästan inte alls noterades av medierna. Ändå är forskningen enormt mycket viktigare än Vanhanens brädhög. Det som kallas forskning och utveckling slukar årligen nästan 4% av vårt lands BNP. Eftersom jag jobbade inom den akademiska världen i nästan 40 år har jag på nära håll kunnat följa med den s.k. utvecklinen. Det vore intressant att närmare studera vad som hänt och vilka effekter det fått. Här skulle finnas mycket att rota i för s.k. forskning om forskning. Jag hoppas kunna återkomma till frågan i framtida bloggar.
VARFÖR FÖRSÄMRAS FINLÄNDSK FORSKNING?
För någon tid sedan rapporterade Finlands Akademi, dvs toppforskarna i vårt land, att kaliteten på den finländska forskningen försämrats under senare år. Rapporten baserades på utlåtanden av ca 400 experter. Slutsatsen är inte förvånande för den som följt med forskningspolitiken under de senaste decennierna. Forskarna själva har redan i åratal klagat över de ständiga omstruktureringarna och reformerna som tar mycken tid och stör arbetsron.
Grundforskningen i traditionell mening i vårt land är död. Den har långsamt strypts genom en tilltagande politisering. Det är inte många som vet något om vetenskapspolitiken under 1900-talet, men om man söker förebilder faller blickarna oundvikligen på den sovjetiska forskningen. Forskningen planerades och styrdes med hård hand uppifrån och av ideologiska skäl. Resultatet blev på det stora hela dåligt. Det fanns massvis med forskare som producerade massvis med rapporter som var ideologiskt korrekta men inte gav någon viktig ny kunskap.
I vårt land har den tidigare fria forskningen alltmer börjat styras uppifrån. Det är experterna vid undervisningsministeriet och en del administratörer och planerare vid högskolorna som tagit som sin uppgift att ”förbättra” den finländska forskningen genom att öka kontrollen och styrningen uppifrån. (Detta ger dem själva större makt och inflytande). Inom EU finns motsvarande experter som försöker öka kontrollen och styrningen inom hela EU. Självklart ligger makten i sista hand hos politikerna, men dessa har sällan någon egen erfarenhet av forskning. De är beroende av experterna inom sina ministerier och inom högskolorna. Dessa experter, ansiktslösa byråkrater, har i praktiken den verkliga makten.
Dessa experter, om några, måste väl ändå förstå forskningens förutsättningar och drivkrafter? De kan väl inte fatta beslut som skadar forskningens kvalitet?
Under de senaste åren har man ofta hört forskare som gått i pension säga: ”Nu får jag äntligen tid för forskning.” Och detta är inte bara ett skämt. Faktum är att, med få undantag, har ökande mängd pappersarbete, rent rutinarbete, som vanligen planeras av ministeriets tjänstemän, kraftigt minskat den tid som kan sättas in på verklig forskning. Till detta kommer att ständiga möten och diskussioner som gäller omstrukturering, utvärderingar, löneprinciper och t.o.m. hur trivseln skall höjas tar alltmera tid. Allt detta styrs av påbud uppifrån och tar tid från verkligt kreativt arbete.
I själva verket är nästan ingen av de experter och politiker som i dag med hård hand styr forskningen själv toppforskare. De har sällan själva dragit ett forskninsprojekt, stått i laboratoriet, försökt utveckla en teori. Varför? Därför att forskning av toppkvalitet är en heltidssysselsättning. Man kan inte ägna sin tid åt administration, övervakning och planering samtidigt som man koncentrerar hela sin kreativa energi och intelligens på ytterst svåra frågor inom grundforskningen. Forskare som inte brinner för sitt ämne och är kreativa blir administratörer, vilket ger dem makt över dem som utför den verkliga forskningen.
Ett typiskt misstag bland tjänstemännen är att man räknar mängden publikationer samt också hur ofta de citeras utomlands. Detta tvingar forskaren att sätta ner mycket tid på att skriva allehanda rapporter långt innan projektet är slutfört och slutsatser kan dras. I dag publiceras det enorma mängder vetenskapliga rapporter av vilka 99% är tämligen värdelösa. Mycket få innehåller någon verkligt ny idé. Situationen förvärras ytterligare av att de tjänstemän som beviljar anslag vill ha detaljerade ansökningar där man praktiskt taget redan bestämt vad slutsatserna skall vara. Det typiska för verklig grundforskning är att man inte på förhand kan veta vart den kommer att leda. Om man redan från början vet vilka slutsatserna blir så är det rågan om dålig forskning, eller t.o.m. nollforskning.
Det tydligaste uttrycket för forskningens politisering är att den s.k. externa finansieringen fått allt större betydelse. Det betyder att firmorna beställer forskning om något de kan ha nytta av. Detta i sin tur betyder som regel rutinforskning inom ramen för teorier och modeller som sedan länge godtagits. Den ger ingenting nytt. Men det betyder också i allt högre grad att data, metoder och slutsatser hålls hemliga. En firma har ju ingen nytta av att betala för forskning som alla konkurrenter sedan gratis kan ta del av. Tendensen att hemlighålla data, modeller etc tycks bli allt vanligare också internationellt. Också detta är en effekt av politiseringen.
Hans Rosing
vetenskapsfilosof
VARFÖR FÖRSÄMRAS FINLÄNDSK FORSKNING?
För någon tid sedan rapporterade Finlands Akademi, dvs toppforskarna i vårt land, att kaliteten på den finländska forskningen försämrats under senare år. Rapporten baserades på utlåtanden av ca 400 experter. Slutsatsen är inte förvånande för den som följt med forskningspolitiken under de senaste decennierna. Forskarna själva har redan i åratal klagat över de ständiga omstruktureringarna och reformerna som tar mycken tid och stör arbetsron.
Grundforskningen i traditionell mening i vårt land är död. Den har långsamt strypts genom en tilltagande politisering. Det är inte många som vet något om vetenskapspolitiken under 1900-talet, men om man söker förebilder faller blickarna oundvikligen på den sovjetiska forskningen. Forskningen planerades och styrdes med hård hand uppifrån och av ideologiska skäl. Resultatet blev på det stora hela dåligt. Det fanns massvis med forskare som producerade massvis med rapporter som var ideologiskt korrekta men inte gav någon viktig ny kunskap.
I vårt land har den tidigare fria forskningen alltmer börjat styras uppifrån. Det är experterna vid undervisningsministeriet och en del administratörer och planerare vid högskolorna som tagit som sin uppgift att ”förbättra” den finländska forskningen genom att öka kontrollen och styrningen uppifrån. (Detta ger dem själva större makt och inflytande). Inom EU finns motsvarande experter som försöker öka kontrollen och styrningen inom hela EU. Självklart ligger makten i sista hand hos politikerna, men dessa har sällan någon egen erfarenhet av forskning. De är beroende av experterna inom sina ministerier och inom högskolorna. Dessa experter, ansiktslösa byråkrater, har i praktiken den verkliga makten.
Dessa experter, om några, måste väl ändå förstå forskningens förutsättningar och drivkrafter? De kan väl inte fatta beslut som skadar forskningens kvalitet?
Under de senaste åren har man ofta hört forskare som gått i pension säga: ”Nu får jag äntligen tid för forskning.” Och detta är inte bara ett skämt. Faktum är att, med få undantag, har ökande mängd pappersarbete, rent rutinarbete, som vanligen planeras av ministeriets tjänstemän, kraftigt minskat den tid som kan sättas in på verklig forskning. Till detta kommer att ständiga möten och diskussioner som gäller omstrukturering, utvärderingar, löneprinciper och t.o.m. hur trivseln skall höjas tar alltmera tid. Allt detta styrs av påbud uppifrån och tar tid från verkligt kreativt arbete.
I själva verket är nästan ingen av de experter och politiker som i dag med hård hand styr forskningen själv toppforskare. De har sällan själva dragit ett forskninsprojekt, stått i laboratoriet, försökt utveckla en teori. Varför? Därför att forskning av toppkvalitet är en heltidssysselsättning. Man kan inte ägna sin tid åt administration, övervakning och planering samtidigt som man koncentrerar hela sin kreativa energi och intelligens på ytterst svåra frågor inom grundforskningen. Forskare som inte brinner för sitt ämne och är kreativa blir administratörer, vilket ger dem makt över dem som utför den verkliga forskningen.
Ett typiskt misstag bland tjänstemännen är att man räknar mängden publikationer samt också hur ofta de citeras utomlands. Detta tvingar forskaren att sätta ner mycket tid på att skriva allehanda rapporter långt innan projektet är slutfört och slutsatser kan dras. I dag publiceras det enorma mängder vetenskapliga rapporter av vilka 99% är tämligen värdelösa. Mycket få innehåller någon verkligt ny idé. Situationen förvärras ytterligare av att de tjänstemän som beviljar anslag vill ha detaljerade ansökningar där man praktiskt taget redan bestämt vad slutsatserna skall vara. Det typiska för verklig grundforskning är att man inte på förhand kan veta vart den kommer att leda. Om man redan från början vet vilka slutsatserna blir så är det rågan om dålig forskning, eller t.o.m. nollforskning.
Det tydligaste uttrycket för forskningens politisering är att den s.k. externa finansieringen fått allt större betydelse. Det betyder att firmorna beställer forskning om något de kan ha nytta av. Detta i sin tur betyder som regel rutinforskning inom ramen för teorier och modeller som sedan länge godtagits. Den ger ingenting nytt. Men det betyder också i allt högre grad att data, metoder och slutsatser hålls hemliga. En firma har ju ingen nytta av att betala för forskning som alla konkurrenter sedan gratis kan ta del av. Tendensen att hemlighålla data, modeller etc tycks bli allt vanligare också internationellt. Också detta är en effekt av politiseringen.
Hans Rosing
vetenskapsfilosof
söndag 25 maj 2008
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.
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.
Prenumerera på:
Inlägg (Atom)