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.