Naturvetenskapen är - liksom andra kunskapsstrukturer - konservativ. Den
vidareutvecklas genom det samlade arbetet av många människor, som alla tror på sin tids
naturlagar. Om då någon plötsligt hävdar att han funnit en ny naturlag eller
konstaterar att en gammal naturlag är fel, krävs det mycket för att hans åsikt skall
accepteras. Ett helt tankemönster, ett s k paradigm, * måste ändras, och
motståndet blir ofta aggressivt. Å ena sidan vet man att naturvetenskapen alltid bör
vara öppen och ifrågasättande. Å andra sidan vill man inte ge upp ett invant
tankemönster, innan ett nytt både bevisats och vunnit gehör.
* Paradigm användes som beteckning på den övergripande
tankestrukturen inom en vetenskap. Speciellt intresse brukar knytas till s k
paradigmskiften. Den klassiska fysiken utsattes t ex för paradigmskiften genom såväl
relativi- tetsteorins som kvantmekanikens tillkomst.
År 1666 är det stora året ("annus mirabilis", mirakelåret) för den
klassiska fysiken. Då återvände den 24-årige Isaac Newton till Cambridge, som varit
stängt under två år, medan digerdöden härjat. Under de två årens vistelse i
föräldrahemmet hade Newton skapat stora delar av den mekanik, gravitationsteori, optik,
differential- och integralkalkyl, som delvis är giltig än idag. Någon omedelbar
genomslagskraft i vetenskapsvärlden fick inte Newtons resultat. Man hade precis vant sig
vid att förklara alla fenomen utifrån Descartes' virvlar. Newton själv hjälpte inte
heller till att åstadkomma ett snabbt paradigmskifte. Hans "Naturvetenskapens
Matematiska Principer", den s k Principia, gavs inte ut förrän 1686, dvs 20 år
efter det idéerna hade börjat växa. "Opticks" kom ännu senare, 1704. Långt
in på 1700-talet verkade många vetenskapsmän som om Newtons naturlagar inte existerade.
Ett skäl till att Newtons tankar hade svårt att slå igenom, kan vara att de var
alldeles för bra:
"Om man beträffande Newton's upptäckt av ljusets sammansättning skulle kunna säga att, om han ej gjort denna upptäckt omkring år 1669, skulle antagligen någon annan hava gjort den ett eller annat 10-tal år senare. Och om han vid samma tid, eller ännu tidigare, icke hade upptäckt differentialkalkylen, skulle säkerligen Leibniz' upptäckt ändå hava kommit, måhända endast några år fördröjd. Men då det gäller Principia - attraktionslagens monumentum aere perennius - så kan man påstå, med en sannolikhet, som gränsar till visshet, att ingen annan människa någonsin skulle kunna hava författat ett dylikt verk, om Newton's arbete hade uteblivit. Med all säkerhet skulle själva gravitationslagen hava blivit funnen och formulerad även utan Newton, och en eller annan skulle i sinom tid hava uppträtt och härur härlett Kepler's lagar och planeternasrörelse, en annan skulle hava funnit att även kometernas banor härur kunna härledas, en tredje skulle hava visat att planeternas massor på detta sätt kunna bestämmas, en fjärde att jordklotets avplattning härav är en nödvändig följd, en femte att vårdagjämningens precession är en konsekvens ur gravitationslagen, en sjätte hade förklarat ebb- och flodfenomenen, en sjunde kunde måhända visa hur man ur ett fåtal observationer på jordens yta är i stånd att beräkna en komets eller planets bana kring solen, en åttonde, säkerligen icke utan hjälp av ett dussintal andra astronomer, skulle med mycken möda hava härlett och förklarat månens rörelse kring vår jord. Tid efter annan skulle måhända någon stor man hava uppträtt, som kunnat förklara två eller tre av dessa fenomen på en gång.
Men att i ett slag härleda alla dessa företeelser ur en enda enkel lag, att förklara såsom genom ett trolleri alla svåra gåtor som mänsklighetens visaste män förgäves grubblat på i nära två tusen år och samtidigt ge en begriplig uppfattning av hela universum - det är ej förbehållet en vanlig dödlig."
(ur astronomiprofessorn Carl Charliers översättning av Newtons Principia till svenska 1927. Citatet är hämtat ur Charliers inledning).
År 1905, nästa annus mirabilis, är det stora året för den moderna fysiken. Albert Einstein publicerade det året fyra olika artiklar i "Annalen der Physik". Var och en av dessa innebar paradigmskiften. Två av dem handlade om den speciella relativitetsteorin. De innebar bl a att ljushastigheten i vakuum alltid är 3,0 · 108 m/s oberoende av mottagarens eller sändarens hastighet, och att det inte behövdes någon eter för att bära fram ljuset. Detta var svårt att acceptera bl a för Albert Michelson. Han hade i åtskilliga år erhållit experimentella resultat, som nu skulle kunna "förklaras" genom Einsteins teori. Men Michelsen fortsatte att mäta och mäta - han kunde inte acceptera ljushastighetens konstans som en naturlag.
Albert Einstein
Det gick dock fortare för Einsteins idéer att bli allmänt accepterade än vad det
gjorde för Newtons, och tendensen är att paradigmskiften sker snabbare och snabbare. En
av de nuvarande naturlagarna är att energin är oförstörbar. Energi kan bara omvandlas
mellan olika former. Detta har en mängd konsekvenser, bl a att evighetsmaskiner är
omöjliga. Vad händer då när Ny Teknik hösten 1986 skriver om en nyuppfunnen
evighetsmaskin i USA? Det enda rimliga vore att evighetsmaskinen fick visa vad den kunde,
och att kunskapsutveckling och debatt fick rätta sig därefter. I stället blir det en
inflammerad diskussion i radio och tidningar om huruvida naturvetare är öppna och
ifrågasättande eller dogmatiska och inskränkta. Diskussionen i Sydsvenska Dagbladet
(klippet nedan är från den 22/12, 1986) handlade om en eventuell evighetsmaskin, perpetuum
mobile , uppfunnen i Lund:
Ur: SDS 22/12 1986.
Under 1970- och 80-talen har inte bara termodynamikens första huvudsats om den
bevarade energin varit i blåsväder. Också den andra huvudsatsen har ifrågasatts. Den
säger bl a att spontana energiomvandlingar aldrig kan ske så att värme av sig själv
går från ett kallt område till ett varmt. Baltzar von Platen, uppfinnare av kylskåpet,
menade att detta var fel och försökte visa felen såväl praktiskt som teoretiskt (bl a
i "Andar och perpetuum mobile", Bjurströms förlag 1975). Ilya Prigogines och
Isabelle Stengers bok "Ordning ur kaos" (Bantam Books, 1984), berör delvis
samma tema. Man kan alltså tryggt påstå att diskussion pågår.
Vetenskapsteoretiker och filosofer har dock upprepade gånger och med stor rätt
hävdat att öppenheten inom naturvetenskapen kunde varit större. Naturvetare har en
tendens att ta de orsakssamband för givna, som alltid gällt tidigare. Om en händelse,
a, alltid åtföljts av en annan händelse, b, finns det en kausalitet mellan
händelserna. Enligt en sketch av Sven Delblanc (i "Trampa vatten",
Författarförlaget, 1972) kan filosofer se det annorlunda (åtminstone om man
överdriver):
Nakenstedt är docent i teoretisk filosofi och genomför sedan många år tillbaka en experimentell undersökning. Apparaturen består av ett strykjärn, kasserat av fru Nakenstedt, samt ett protokoll uppdelat på kolumnerna A och B. Var tredje minut släpper Nakenstedt strykjärnet på sin stortå. Om, men bara om, strykjärnet därvid följer naturlagarna och faller genom luften med av meka- niken förskriven hastighet för att drabba Nakenstedts stortå med smärtsamt eftertryck, då, men bara då, ritar Nakenstedt en kråka i kolumn A. Om däremot strykjärnet trotsar naturlagarna och förblir svävande i luften som i en rymdkapsel, då, men bara då, ritar Nakenstedt en kråka i kolumn B...
- Aj!
Det senare alternativet har emellertid aldrig inträffat, inte under de år jag varit här. Som läsaren förstår, är Nakenstedt intresserad av Humes* berömda analys av naturlagarnas provisoriska pch hypotetiska karaktär. Vi kan fastställa, att var gång vi släppt strykjärnet (a) har detta följts av (b) svullenhet, sveda, värk och avgrundsvrål, men härav följer inte, att a måste efterföljas av b, eller att a alltid kommer att efterföljas av b: ingenting garanterar nämligen, att naturen i fortsättningen kommer att bete sig på samma sätt som den betett sig hittills. Kanske det kommer en tid, då a inte efterföljs av b? Hur ofta vi än iakttagit, att svedan, värken, vrålet b följt på strykjärnet a, är vi inte i strikt logisk mening berättigade att säga, att b orsakas av a, ty det skulle ju betyda att a och b är nödvändigt förbundna med varandra...
* David Hume var en upplysningsfilosof, vida berömd och beryktad för sin väldiga skepticism (vår anmärkning).
Tystnaden genomisar mig med plötslig skräck. Vad betyder detta? Har strykjärnet vägrat falla, har naturlagarna satts ur spel...
Jag andas åter när jag hör Nakenstedts haltande steg i trappan: experimenten har slutförts för idag. Naturlagarna har som vanligt, oberörda av den rena logiken, envist klamrat sig fast vid den gamla banala kausaliteten."
Om Nakenstedt hade varit naturvetare, hade inte hans ständigt ömma tå och "den gamla banala kausaliteten" varit det enda han haft som motvikt mot sin skepticism. Han skulle också haft Newtons gravitationsteori. Den tillsammans med ständiga erfarenheter och mätningar av gravitationens verkningar utgör för naturvetare en så stark kombination att den är en naturlag. Trots detta kunde Einstein genom den allmänna relativitetsteorin visa att det finns ännu mer fundamentala naturlagar bakom Newtons. Naturlagar är sega men går att besegra.
Paradigmskiftet från "newtonfysiken" till "einsteinfysiken" har
ingalunda utplånat Newtons teorier. De allra flesta fenomenen kan fortfarande beskrivas
och förklaras på klassiskt sätt. Den klassiska fysiken är ständigt utmanande - även
för de stora bland de moderna fysikerna.
Pauli och Bohr, två av den moderna fysikens förgrundsgestalter, studerar
tipptopp-snurran. Fotot är taget vid invigningen av den nuvarande fysiska institutionen i
Lund 1951.
För hastigheter v större än c:a 3 • 107 m/s duger inte
klassiska beräkningar. De duger inte heller I mikrokosmos med avstånd x mindre än c:a
0,1 • 10-9 m. Men för alla v < 3 • 107 m/s och alla x
> 0,1 • 10-9 m gäller den klassiska mekanikens lagar.
 |
 |
 |
Hemsida | Sök på servern | E-post till Webmistress | Personal och adresser