View
2
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
6
Tack
JagvilltackaBillNewton-Smith,PeterLipton,ElizabethOkasha,LizRichardsonochShelleyCoxföratthalästochkommenterattidigareversioneravdettamaterial.
Samir Okasha
7
Illustrationer
1. Kopernikus universum........ 12 ©ArchivoIconografico,S.A./Corbis
2. Galileo och det lutande tornet i Pisa ......................... 14
©Bettman/Corbis
3. Charles Darwin ................... 19 ©Corbis
4. Watsons och Cricks DNA-modell ....................... 20
©A.BarringtonBrown/SciencePhoto
Library
5. Kromosomer hos en person med Downs syndrom .......... 32
©L.Willatt,EastAnglianRegional
GeneticsService/SciencePhotoLibrary
6. Faran med att tvivla på induktion ....................... 37
©DavidMann
7. Musen och hembiträdet ....... 41 ©DavidMann
8. Flaggstång och skugga ........ 59
9. Dimkammare ...................... 84 ©C.T.R.Wilson/SciencePhotoLibrary
10. Mätning av gasvolym .......... 89 ©MartynF.Chillmaid/SciencePhoto
Library
11. Bensenmolekylens struktur .. 97 ©DavidMann
12. Newtons experiment med den roterande spannen ...... 121
13. Linnés Systema Naturae ... 126 MedtillåtelsefrånLinneanSocietyof
London
14. Kladogram I ...................... 131
8
15. Kladogram II ..................... 132
16. Medvetandets modularitet . 136 ©DavidParker/SciencePhotoLibrary
17. Müller-Lyers illusion ......... 139
18. Svampmoln ....................... 144 ©Bettman/Corbis
Förlagochförfattareberomursäktföreventuellafelellerförsummelserilistanovan.Omdeblirkontaktadeskalldemedglädjeåtgärdadessasnarastmöjligt.
9
Vadärvetenskap?Kapitel 1
Vadärvetenskap?
Vadärvetenskap?1Fråganverkarenkelattbesvara:allavetattämnensomfysik,kemiochbiologiärvetenskapliga,tillskillnadfrånämnensomkonst,musikochteologi.Mennärviställerosssammafrågaiegenskapavfilosofervillvihaenannansortssvar.Vivillintehaenenkellistaöverdeaktivitetersomvanligengårunderbeteckningen”vetenskap”.Snarareundrarvivadallabegrepppåensådanlistahargemensamt,detvillsägavaddetärsomgörnå-gottillenvetenskap.Ställermanfråganpådetvisetärdenintelikatrivial.
Men fortfarande kandu tycka att frågan är ganska självklar.Vetenskap ärväländåingetmeränensträvanattförstå,förklaraochförutsägavärldenvileveri?Ettsådantsvarärutantvekanheltbegripligt.Fråganäromdetärhelaförklaringen.Trotsalltförsökerocksådeolikareligionernaförståochförklaravärlden,menreligionerbetraktasnormaltintesomendelavvetenskapen.Påliknandesättärastrologiochspåkonsterförsökattförutsägaframtiden,mendeflestaskulledrasigförattbeskrivadessaaktivitetersomvetenskap.Ellertaämnethistoria.Historikerförsökerförståochförklaravadsomhäntidet
1 Iengelskansyftartermen”science”påvadvikallarnaturvetenskap.Dengenerella,svenska
termen”vetenskap”omfattarocksåsamhälls-ochhumanvetenskaperna,såvälsomdehuma-
nistiskavetenskaperna,ex.litteraturvetenskapochkonstvetenskap.Iengelskananvänderman
”socialscience”församhälls-ochhumanvetenskaperna,medanhumaniorakallasför”huma-
nities”eller”artsandhumanities”.Omingetannatangessåsyftar”vetenskap”härfrämstpå
naturvetenskapligaforskningsdiscipliner.Närsammanhangetkräversåspecificerasytterligare
vilketvetenskapsområdedethandlarom.(Övers.anm.)
10
KortomVetenskapsfilosofi
förgångna,menderasämnebrukarsorterasinunderhumanioraochintesomettvetenskapligtämne.Precissommedmångafilosofiskaspörsmålvisardetsigattfrågan”vadärvetenskap?”ärkrångligareänvadsomtycksvarafalletvidförstaanblicken.
Mångatrorattvetenskapenssärskiljandeegenskaperbeståridesärskildame-toder forskarnaanvänder sig avnärdeundersöker världen.Den tankenärganska rimlig.Mångavetenskaperanvänder signämligenav tydligaunder-sökningsmetodersominteåterfinnsinomdeicke-vetenskapligadisciplinerna.Ettuppenbart exempel ärhurmananvänder sig av experiment, enpraktiksomuretthistorisktperspektivutgörettvägskälidenmodernavetenskapensframväxt.Menallavetenskaperärinteexperimentella–astronomerkansjälv-klart inte utföra experiment med rymden som objekt, utan måste nöja sigmednoggrannaobservationer.Sammasakgällerförmångaavsamhällsveten-skaperna.Ytterligareenviktigegenskaphosvetenskapenärattmanbyggerteorier.Forskarnaskriver inteenbartnersinaexperimentochobservationerienloggbok–fördetmestavilldedessutomförklarasinaresultatitermeravenallmänteori.Detärintealltidalldeleslätt,meniblandharmannåttupp-seendeväckande framgångar.Ett avvetenskapsfilosofinsgrundläggandepro-blembeståriattförståhurmetodersomattexperimentera,observeraochbyg-gateorierharhjälptforskareattavslöjasåmångaavnaturenshemligheter.
Den moderna vetenskapens ursprung
I dagens skolor och universitet lärs vetenskap ut på ett i huvudsak ahisto-riskt sätt. Läroböckerna framställer de olika ämnenas grundläggande idéerpåettsåenkeltsättsommöjligt,utanhänvisningartilldeutdragnaochofta
11
Vadärvetenskap?
krokigaprocessersomengångleddeframtillderasupptäckt.Frånettpeda-gogisktperspektivärdetenbegripligstrategi.Ommanvillförstådefrågorsomintresserarvetenskapsfilosoferkandetdockvarakloktattocksåvärderadevetenskapligaidéernashistoria.Dethartillochmed,somvikommerattseikapitel5,hävdatsattmanintekanbedrivagodvetenskapsfilosofiutanattpånärahållstuderavetenskapshistorien.
Den moderna vetenskapens ursprung återfinns inom en period av snabb,vetenskapligutvecklingiEuropamellanåren1500och1750,entidsomvinukallarfördennaturvetenskapligarevolutionen.Naturligtvisförsöktemanbedrivavetenskapligastudierocksåunderantikenochmedeltiden–dennatur-vetenskapligarevolutionenuppstodinteurintet.Underdessatidigareperio-der dominerade den aristoteliska världsbilden, döpt efter antikens grekiskefilosofAristoteles, som presenterade detaljerade teorier inom fysik, biologi,astronomiochkosmologi.EnmodernvetenskapsmanskulledockhauppfattatbådeAristotelesidéerochundersökningsmetodersommycketmärkliga.Förattbarataettexempel,troddeAristotelesattallajordiskatingvaruppbyggdaavendastfyraämnen:jord,eld,luftochvatten.Ettsådantsynsättkolliderarsjälvklartmedvaddenmodernakeminläross.
Detförsta,avgörandestegetiframväxtenavdenmodernavetenskapensvärlds-bildbestodidenkopernikanskarevolutionen.År1542gavdenpolskeastro-nomenNicolasKopernikus(1473–1543)utenboksomattackeradedengeo-centriskasynenpåuniversum,somplaceradejordenstillaiuniversumscentrummedplaneternaochsoleniomloppsbanor.Geocentriskastronomi,ävenkalladptolemaiskastronomiefterdenantika,grekiskaastronomenPtolemaios,utgjor-dekärnanidenaristoteliskavärldsbildenochhadeipraktikeninteifrågasattspå1800år.MenKopernikusföreslogettalternativ:attsolenvaruniversums
12
KortomVetenskapsfilosofi
mittpunktmedplaneterna,inklusivejorden,iomloppsbanorruntsolen(figur1).Enligtdennaheliocentriskamodellärjordenbaraenplanetimängdenochför-lorardärmedsintraditionellastatussomunik.IbörjanstötteKopernikusteoripåstortmotstånd,inteminstfrånkatolskakyrkan,somansågattdenstredmotBibelnochsomår1616bannlysteböckersompåstodattjordenrördesig.MenhundraårsenarehadeKopernikusvärldsbildetableratssomrenlärigvetenskap.
Kopernikus idé ledde intebara till bättre astronomi. Indirekt gavdenävenupphovtilldenmodernafysiken,viaarbetenavJohannesKepler(1571–1630)ochGalileoGalilei(1564–1642).Keplerupptäckteattplaneternainterörsigi
1. Kopernikus heliocentriska modell av universum visar hur planeterna,
inklusive jorden, rör sig i omloppsbanor runt solen.
13
Vadärvetenskap?
cirkuläraomloppsbanorruntsolen,somKopernikushadetrott,utaniellipser.Dettablevhansviktiga”förstalag”förhurplaneternarörsig;hansandraochtredjelagbestämdeivilkenhastighetplaneternarörsigruntsolen.
SammantageterbjödKeplerslagarenöverlägsenteoriförplaneternajämförtmedvadmantidigaretrottochlösteproblemsomhadeförbryllatastronomerisekler.GalileotroddehelasittlivpåKopernikusmodellochhanvarenavde förstaattkonstruera teleskop.Närhan riktade sitt teleskopmothimlengjordehanenmängdunderbaraupptäckter,blandannatattdetfinnsbergpåmånen,ettoräkneligtantalstjärnor,solfläckar,ochJupitersmånar.AlladessaupptäckterstredmotAristoteleskosmologiochfickavgörandebetydelseförattomvändavetenskapssamfundettillKopernikusteori.
Galileosmestseglivadebidragkomemellertidinteinomastronomin,utaninommekaniken,därhan lyckades tillbakavisaAristoteles idéatt tyngrekropparfallerfortareänlättare.IställetfördennateoriframladeGalileodetintuitivtmärkligarepåståendetattkropparifrittfallrusarmotjordenisammahastig-hetoberoendeavhurmycketdeväger(figur2).(Omdulåterenfjäderochenkanonkulafallafrittkommerkanonkulangivetvisipraktikenattlandaförst,menGalileohävdadeattdetheltenkeltberorpåluftmotståndet–ivakuumskulledelandasamtidigt.)Dessutomargumenteradehanförattkropparifrittfallaccelererarlikformigt,detvillsägaökarihastighetijämntakt;dettakallasförGalileoslagomfrittfall.Galileoerbjödövertygande,omänintefullstän-digaskälfördennalag,somutgjordekärnanihansteoriförmekaniken.
Galileobetraktasallmänt somden försteverkligtmoderna fysikern.Hanvarförstmedattvisahurmatematikensspråkkundeanvändasförattbeskrivahurfaktiskaobjektidenmateriellavärldenuppförsig,exempelvisfallandekroppar,
14
KortomVetenskapsfilosofi
2. Skiss av Galileos mytiska experiment för att testa hastigheten
hos objekt som släpptes från det lutande tornet i Pisa.
15
Vadärvetenskap?
projektiler,ochsåvidare.Förossverkardetsjälvklart– idaguttrycksveten-skapligateorieralltidimatematiskatermer,intebaranärdetgällerfysikenochkemin,utanäveninombiologinochnationalekonomin.MenpåGalileostidvardet inteallssjälvklart:matematikenansågsallmäntbarahaattgöramedab-straktaobjektochvardärmedomöjligatttillämpapådenfysiskaverkligheten.EnannannymodighetiGalileosarbetegälldehurhanbetonadeviktenavatttestahypoteserexperimentellt.Ocksådettakanverkasjälvklartförenmodernforskare.NärGalileoverkadeuppfattadesemellertidinteexperimentetsomettpålitligtsättattvinnakunskap.Galileosbetoningavexperimentellatestermar-kerarbörjanpådenempiriskametodsomänidaggällernärnaturenstuderas.
UndertidensomföljdepåGalileosdödutveckladesdennaturvetenskapligare-volutionenisnabbtakt.Denfranskefilosofen,matematikernochvetenskaps-mannen René Descartes (1596–1650) utvecklade en radikalt ny ”mekaniskfilosofi”,enligtvilkendenfysiskavärldenheltenkeltbestodavtröga,materiel-lapartiklar,sominterageradeochkolliderademedvarandra.Descartestroddeattde lagarsomstyrdedessapartiklar,eller”korpuskler”,utgjordenyckelntillhurstrukturenhosKopernikusuniversumkundeförstås.Denmekanistiskafilosofin lovade att förklara alla observerbara fenomen med hjälp av dessatrögaochstummakorpusklerochblevsnartdetdominerande,vetenskapligaperspektivetunderandrahalvanav1600-talet;ivissutsträckninghängerdetmedänidag.Olikavarianteravdenmekanistiskafilosofinladesframavper-sonersomHuygens,Gassendi,Hooke,Boylemedflera;dessomfattandege-nomslagbildadedetslutgiltiganederlagetfördenaristoteliskavärldsbilden.
DennaturvetenskapligarevolutionenkulminerademedIsaacNewton(1643–1727),varsframgångarsaknarmotstyckeivetenskapshistorien.Newtonsmäs-terverkvarhansNaturvetenskapens matematiska principer,sompubliceradesår
16
KortomVetenskapsfilosofi
1687.Newtonhöllmedomdemekanistiskafilosofernasuppfattningattuniver-sumbestodenbartavpartiklarsombefinnersigirörelse,menförsökteförbättraDescartesrörelselagarochreglerförvadsominträffadevidkollisioner.Resulta-tetvarenkraftfull,dynamiskochmekanistiskteori,somutgickfrånNewtonstrerörelselagarochhansberömdaprincipföruniversellgravitation.Enligtden-naprinciputövarallakroppariuniversumendragningskraftpåvarandra;kraf-tenmedvilkentvåkropparattraherarvarandrabestämsavproduktenavderasmassaochavståndetmellandemikvadrat.Rörelselagarnaslårsedanfasthurdennagravitationskraftpåverkarkropparnasrörelser.Newtonutveckladesinteorimedhöggradavmatematiskprecisionochnoggrannhetochuppfanndenmatematiskatekniksomkomattkallasförinfinitesimalkalkylen2.PåettslåendesättlyckadesNewtonvisaattKeplersplanetlagarochGalileoslagomfrittfall(medvissamodifikationeribådafallen)följdelogisktfrånhansrörelselagarochgravitationen.Medandraordkundesammalagar,somNewtonformuleradepåettkvantitativtexaktsätt,förklararörelsernabådehoskropparirymdenochpåjorden.NewtonsfysikerbjödvetenskapendessramverkiungefärtvåhundraårochersattesnartDescartesfysik.Detvetenskapligasjälvförtroendetväxtekraft-igtunderdenhärperioden,ihuvudsakpågrundavframgångarnaförNewtonsteori,somallmäntansågshaavslöjatnaturenssannafunktionssättochåtmins-toneiprinciptroddeskunnaförklaraallting.Detaljeradeförsökgjordesattut-vidgaNewtonsförklaringsmodelltillattomfattaalltflerfenomen.
Under1700-och1800-talenskeddebetydandevetenskapligaframsteg,framföralltinomkemin,optiken,energiläran,termodynamikenochelektromagnetismen.
2 Somleddeframtilldenmodernaintegral-ochdifferentialkalkylen.DentyskefilosofenGott-
friedLeibniz(1646–1716)nåddeungefärsammainsiktersomNewton,samtidigtochobero-
endeavdenne,ochdelaräranavatthaupptäcktinfinitesimalkalkylen.(Övers.anm.)
17
Vadärvetenskap?
I huvudsak betraktades dessa framsteg dock som upptäckter gjorda inomramen för ennewtonsk förståelseavhuruniversum fungerade.Vetenskaps-männenaccepteradeNewtonsteorisomialltväsentligtkorrekt;detendasomåterstodvarattfyllaidetaljerna.
FörtroendetförNewtonsvärldsbildkrossadesibörjanav1900-talet,tackvaretvånya,revolutionerandeframsteginomfysiken:relativitetsteorinochkvant-mekaniken.Relativitetsteorin,somupptäcktesavEinstein,visadeattNewtonsmekanikintegerrättresultatnärdentillämpaspåmycketmassivaobjektellerobjektsomrörsigimyckethöghastighet.Kvantmekaniken,åsinsida,visadeattNewtonsteoriintefungerarnärdentillämpaspåmycketsmåobjekt,näm-ligensubatomärapartiklar.Båderelativitetsteorinochkvantmekaniken,fram-föralltdensenare,ärmycketmärkligaochradikalateorier,varspåståendenomnaturensväsenärsvåraattaccepteraochtillochmedförståförmångamänniskor.Teoriernasframväxtinnebarenbetydandebegreppsligomvälvninginomfysiken,somfortgårinivåradagar.
Hittillsharvårkortaredogörelseförvetenskapshistorienihuvudsakfokuseratpåfysiken.Detäringentillfällighet,dåfysikenärbådehistorisktmycketviktigochienmeningdenmestgrundläggandeavallavetenskapligadiscipliner.Deobjektsomandravetenskaperstuderarärisiguppbyggdaavfysiskaentiteter.Tabotanikensomexempel.Enbotanikerstuderarväxter,somytterstärsamman-sattaavmolekylerochatomer,somisinturärfysiskapartiklar.Botanikenäralltsåuppenbarligenmindregrundläggandeänfysiken–vilketinteinnebärattdenärmindreviktig.Detärettpåståendeviskaåtervändatillikapitel3.Mentillochmedenkortbeskrivningavdenmodernavetenskapensursprungskullevaraofullständigomdenlätbliattnämnadeicke-fysikaliskavetenskaperna.
18
KortomVetenskapsfilosofi
Inom biologin intar Charles Darwins upptäckt av evolutionsteorin för detnaturligaurvalet,framlagdiOm arternas ursprungår1859,ensärställning.Framtilldessvardenallmännauppfattningenattdeolikaarternahadeska-patsvarförsigavGud,såsomFörstaMosebokenlär.MenDarwinhävdadeattexisterandearterfaktiskthadeutvecklatsfrånsinaföregångaregenomenprocesssomkallasfördetnaturligaurvalet.Naturligturvalförekommernärendelorganismerpågrundavsinafysiskaegenskaperfårstörreavkommaänandra;omdessaegenskaperärvsavavkommankommerpopulationenattmedtidenblialltbättreanpassadtillsinomgivning.TrotsattdenhärprocessenärenkelmenadeDarwinattdenefterettstortantalgenerationerkanledatillattenartutvecklastillenheltnyart.DetstödDarwinladeframförsinteorivarsåövertygandeattdenvid1900-taletsbörjanuppfattadessomvetenskapligtfullständigt etablerad, trots betydande teologisktmotstånd (figur3). SenarearbetenharpåettslåendesättbekräftatDarwinsteori,somnuutgörkärnanidenmoderna,biologiskavärldsbilden.1900-taletblevvittnetillytterligareenrevolutioninombiologin,somfortfarandeinteäravslutad:framväxtenavmolekylärbiologin,framföralltmolekylärgenetik.År1953upptäckteWatsonoch Crick DNA-strukturen, arvsmassan som formar generna i alla levandeskapelsers celler (figur4).WatsonsochCricksupptäckt förklaradehurdengenetiskainformationenkundekopierasfrånencelltillenannanochdärmedöverförasfrånföräldertillavkomma,vilketisinturförklararvarföravkom-manharentendensattliknasinaföräldrar.Derasupptäcktöppnadeettnyttspännandeforskningsfältinombiologin.UnderdefemtioårsomgåttsedanWatsonsochCricksarbeteharmolekylärbiologinvuxitkraftigtochförändratvårförståelseavarvetochhurgenerbyggerorganismer.DetnyligenavslutadearbetesomkallasförHUGO(HumanGenomeProject),somgerenbeskriv-ningavmänniskanpåmolekylärnivågenomattsekvenserahelahennesupp-sättninggener,gerenantydanomhurlångtmolekylärbiologinharkommit.
19
Vadärvetenskap?
3. Darwins förslag att människor och apor har utvecklats från en
gemensam anfader ledde till bestörtning i det Viktorianska England.
Under2000-taletkommerviattfåseytterligare,spännandeupptäckterpådethärforskningsområdet.
Recommended