Postmodernism på Riksantikvarieämbetet?

Det pågår en intressant debatt om Riksantikvarieämbetets (RAÄ) nya informationsskyltar vid Ales stenar i Skåne.

I tidningar (bl.a. DN och Sydsvenskan) och i radio har det rapporterats att amatörforskaren Bob Lind äntligen har fått upprättelse efter en tio år lång kamp för sin tolkning att Ales stenar konstruerades som en kombinerad kalender och solur från bronsåldern. Något som den etablerade forskarvärlden hela tiden avvisat som pseudovetenskap, men som Bob Lind har stridit för med näbbar och klor under många år. Inte minst emot RAÄ. Vad jag förstår så har Bob Linds teorier aldrig publicerats vetenskapligt eller fått något erkännande från professionella arkeologer. Inte förrän nu, då RAÄ plötsligt har jämställt Bob Linds kalenderhypotes med den etablerade förklaringen, att Ales stenar var i första hand en gravplats från senare datum. Den omdebatterade informationsskylten (en av totalt fyra skyltar) finns här och vad jag kan se tar man inte ställning för eller emot någon av de två hypoteserna. Med tanke på den långa striden och med tanke på att Ales stenar är ett av de allra mest kända arkeologiska platserna i Sverige får man anta att det knappast är någon sommarjobbare som har knåpat ihop skyltarna, utan att det verkligen handlar om ett officiellt ställningstagande från RAÄ om Ales stenar.

Bloggaren och arkeologen Martin Rundkvist har gått i taket och skriver att de nya skyltarna är en form av postmodern relativism, där alla tolkningar är lika bra. På Arkeologiforum är kritiken också hård och DN har intervjuat ett par arkeologiprofessorer som instämmer i kritiken. På RAÄs egen blogg finns skyltarna publicerade, men i övrigt kommenterar man inte debatten.

Jag kan inte mycket om själva sakfrågan och det vore ju förmätet att tro att jag vet bättre än RAÄ, som rimligen som central myndighet sitter på kompetens nog att bedöma vad som är vetenskapligt väl grundat, men jag konstaterar att Bob Linds hypoteser inte verkar vara accepterade någonstans bland professionella arkeologer utanför Riksantikvarieämbetet och att hans övriga meriter som privatforskare sträcker sig till diverse stolligheter om de upptrampade cirklarna i sädesfälten på 90-talet.

Debatten är i alla fall intressant. ”Man har inget företräde bara för att man forskar på ett universitet”, säger Ewa Bergdahl på RAÄ enligt DN. Högste chefen, Riksantikvarie Inger Liliequist säger i samma tidning att ”Vi lyfter fram både hembygdsforskare och amatörforskare. Men det är ingenting som jämställs med den beprövade forskningen. Om det har uppfattats så får vi försöka rätta till informationen”. Om det handlar om amatörforskare som får sina resultat accepterade håller jag med om att man inte ska ge deras hypoteser mindre uppmärksamhet, men det förefaller som att det i det här fallet är postmodernismen som drabbat RAÄ, snarare än att det är nya hållbara vetenskapliga belägg som har gjort att man ändrat uppfattning. Debatten lär inte vara slut än i alla fall.

Bojkott?

Som många säkert vet så har det den senaste tiden pågått en debatt inom vetenskapsvärlden om bojkott av forskare. Debatten har rört både fenomenet i allmännhet, liksom det nu aktuella fallet att The Union och Colleges and Universities (UCU) i Storbritannien har beslutat att bojkotta samarbete med israeliska forskare och institutioner. Som vanligt när det rör Palestina-Israel så har debatten varit het och åsikterna gått isär. Nu har jag nåtts av en petition från Scholars for Peace in the Middle East, SPME, (man frågar sig om det finns en grupp som heter Scholars against Peace in the Middle East) där en större grupp av forskare, bland den många Nobelpristagare, förklarar sig vara israeliska när det gäller den här bojkotten. Det har redan lett till att t.ex. Steven Weinberg ställt in besök i England. Petitionens mål är att ha 10000 underskrifter, man ligger runt 8500 nu.

Förutom att jag tycker det är helt vansinnigt att ensamt välja ut Israel som mål för bojkott så är frågan om akademisk bojkott intressant i sig. Finns det någon anledning att vägra samarbeta med akademiker från ett land för landets politiks skull? Jag tycker inte det. Visst kan man vägra samarbeta inom vissa områden; Jag tror inte ett kärntekniskt samarbete med Nordkorea skulle vara så bra. Men heltäckande bojkott går emot hela idén om akademisk frihet. I Sverige (och de flesta andra demokratiska länder) har vi en regel som säger att forskningen inte skall styras av politiker utan av forskarnas omdöme och intresse.¹ Under kalla kriget förekom kontakter och samarbete med forskare i Sovjetunionen, och under apartheidsystemets Sydafrika var bojkotten mot dess forskare inte alls okontroversiell. Det finns flera anledningar till detta: För det första är universitet ofta ganska liberala institutioner, att stödja universitet och forskare betyder inte att man nödvändigtvis stödjer ett lands politik. För det andra är forskare inte representanter för ett land, utan för sin egen forskning och dess meriter, till skillnad från t.ex. en idrottare som kläs i landslagsdräkt.

Sammantaget har jag svårt att se att en akademisk bojkott skulle leda till något positivt över huvud taget. Jag kan förstå om enskilda forskare finner det svårt att samarbeta med andra enskilda forskare, men ett allmänt förbud för samarbete är ren idioti.

UPPDATERING: Såg att det dykt upp en debattartikel i DN om det här också.

¹ Ok att det fungerar så i teorin. Praktiskt ser det lite annorlunda ut.

Kris för antalet naturvetarstudenter?

Det behövs fler naturvetare kan man höra ibland. Nu är antagningarna till höstens utbildningsprogram klara och enligt statistiken från Verket för Högskoleservice kommer tre fjärdedelar av alla utbildningsplatser för nya studenter inom naturvetenskap att stå tomma. Drygt 5000 studenter saknas och eftersom högskolorna får betalt per student innebär det ekonomiska problem och risk för att man måste dra ned på tiden som lärarna kan lägga ned på undervisning. Så man kan fråga sig, står naturvetenskapen i Sverige inför en kris?

Att det skulle behövas utbildas fler naturvetare, är i alla fall inte helt uppenbart för den nyutexaminerade, som ska försöka hitta ett jobb. I en rapport från 2005 (Sverige behöver fler naturvetare – eller?) konstaterade Högskoleverket att antalet kandidat- och magisterexamina inom biologi, fysik, kemi, geovetenskap, matematik och miljövetenskap mer än fördubblats sedan 1994/95 och att antalet examinerade studenter mer än väl täcker behovet av nyrekryteringar. Aktuella sifror finns i annan rapport (Högskoleutbildningarna och arbetsmarknaden) från Högskoleverket, 2007. Enligt rapporten råder det redan överskott på naturvetare på arbetsmarknaden. Samtidigt tar nu ca 1800 studenter per år ut examen, medan rekryteringsbehovet på arbetsmarknaden ligger på ca 1300 naturvetare per år. I båda rapporterna avses naturvetare med generell examen inom biologi, fysik, kemi, geovetenskap, matematik och miljövetenskap. Yrkesexamina, som agronom, apotekare m.fl. och ingenjörsutbildningar ingår alltså inte.

De som har valt bort naturvetenskapliga studier kanske inte har gjort ett så dåligt val ändå.
Figur 1. Prognos över antalet examinerade naturvetare och arbetsmarknadens behov. Från Högskolevarkets rapport "Högskoleutbildningarna och arbetsmarknaden" (klicka på bilden för att förstora)

Det som man kan fråga sig är varför det finns en sådan skillnad mellan utbud av naturvetenskapliga utbildningar och efterfrågan av utbildningarna bland studenterna och efterfrågan på arbetsmarknaden? Antalet studenter inom naturvetenskap har sjunkit något litet de senaste åren, kanske som en anpassning till läget på arbetsmarknaden, men antalet studenter är trots allt i stort sett detsamma 2007 som under de senaste åren, men studenterna verkar trots allt ha en något bättre bild av verkligheten än de planerare som dimensionerar utbildningarna. (Det verkar däremot faktiskt ha skett en ganska kraftig ökning av antalet sökande inom fysik i år– kan det vara en Fuglesang-effekt?).

Jag får det till att sammanlagt 17 olika universitet och högskolor erbjuder utbildningsprogram på kandidatnivå inom de naturvetenskapliga ämnena hösten 2007 och totalt finns 94 olika program att välja på. Summan av antalet tillgängliga platser är 7000, medan det totalt antogs 1819 studenter till höstterminen.
Figur 2. Antalet utbildningsplatser och antalet antagna till naturvetarutbildningar (kandidatnivå) hösten 2007.

Vi har nu alltså en ganska paradoxal situation där vi har fler naturvetarstudenter än vad som efterfrågas, samtidigt som utbildningsanordnare ute på högskolorna sliter sitt hår över att det är för få studenter och därför tvingas kompromissa med antalet nedlagda timmar för att få budgeten att gå ihop. Visserligen sker en hel del samläsning med lärarstudenter, blivande ingenjörer och fristående kursare m. fl., så det blir förmodligen inte helt öde i lärosalarna på de individuella kurserna, men det framstår ändå som ett stort slöseri med resurser och väldigt ineffektivt.

Ytterligare en paradox är att trots det som sagts ovan, stämmer det nog ändå att intresset för att läsa naturvetenskap är för lågt. I nuläget antas alla behöriga på kandidatprogrammen. (Det är bara till 3 av 94 program där det sker urval), men det skulle förmodligen vara bra för utbildningens kvalitet generellt, om det skedde ett urval bland de sökande. Men med så många utbildningsplatser och med situationen på arbetsmarknaden kanske vi ändå trots allt ska vara glada att intresset är så pass lågt.

Så är det verkligen rimligt att ge generella naturvetenskapliga utbildningar vid så många olika lärosäten? Att sprida ut utbildningen över Sverige har varit en del av regionalpolitiken, men vilket pris har det att sprida ut utbildningen över 17 olika högskolor och universitet? Hur mycket blir kvaliteten i utbildningen lidande och hur mycket resurser läggs ned på att skapa utbildningar som få vill läsa och ännu färre efterfrågar på arbetsmarknaden?

Naturvetare behövs i samhället. Men Sverige behöver knappast utbilda 7000 naturvetare per år. Vi behöver utbilda kanske 1500 naturvetare, men de som tar sig igenom utbildningen måste kunna gå ut med en högklassig utbildning som står sig i konkurrensen, både internationellt och på den svenska arbetsmarknaden. Jag är inte övertygad om att nuvarande utbildningsstruktur ger de rätta förutsättningarna för det.

Fotnot: Här finns min sammanställning av VHS statistik (länkad ovan) för studenter antagna till nybörjarprogram (d.v.s. inte masterutbildningar etc.) inom naturvetenskapliga ämnen.

Nya indikationer på mänsklig klimatpåverkan

Växthuseffektens vara eller icke vara, eller snarare det mänskliga bidraget till detta fenomen har debatterats ganska flitigt på senare år, bland forskare, miljöorganisationer och politiker. De flesta forskare är helt ense om fenomenet växthuseffekt existerar (dvs att en ökad mängd växthusgaser i en atmosfären leder till temperaturökningar i samma atmosfär). Däremot ställer inte samtliga forskare upp på att mänsklig påverkan (dvs ökade utsläpp av växthusgaser) är en bidragande faktor till den temperarturhöjning som har observerats. Dock tycks det som att fler och fler lutar åt hypotesen att människan påverkar klimatet.

Bland de som inte vill kännas vid det mänskliga bidraget till temperaturökningen brukar det bland annat hävdas att höjningen av den globala medeltemperaturen kan förklaras med intensitetsförändringar i solens instrålning till jorden. Det argumentet får dock problem att möta de data som presenteras i Lockwoods och Frölichs studie som nu publicerats i tidskriften Proceedings of the Royal Society A. Författarna slår fast att den kraftiga ökningen i temperatur som skett efter 1985 inte på något sätt kan förklaras av variationer i solinstrålningen.

Från de data som redovisas i artikeln ligger det närmare till hands att tro att det snarare skulle ha handlat om en sjunkande global medeltemperatur, om denna variabel endast var beroende av solinstrålningen. Dock drar varken artikelförfattarna eller undertecknad några långtgående slutsatser av detta. Vad man däremot kan konstatera är att de som betvivlar människosläktets klimatpåverkan har fått ett argument mindre.

Referens:
Recent oppositely directed trends in solar climate forcings and the global mean surface air temperature, M. Lockwood & C. Frölich, in Proceedings of the Royal Society A,

Vackra experiment - elektroninterferens

Först ut i min serie av vackra experiment är just det som blev etta i den ”officiella” listan. Youngs dubbelspaltexperiment med elektroner. Anledningen är inte så mycket att experimentet i sig var särdeles viktigt eller att det är särskilt snyggt genomfört utan för att det så enkelt påvisar en av de viktigaste principerna i kvantmekaniken. I själva verket är genomförandet i princip fallet i glömska.

Det hela inleddes i början på 1800-talet när Young genom sitt ursprungliga dubbelspaltexperiment visade att ljus är en form av vågrörelse, något som ansågs motbevisa Newtons korpuskelteori (se ”History of light”). Först i och med den fotoelektriska effekten, förklarad av Einstein i ett av hans berömda papper 1905, insåg man att ljus inte är en vågrörelse utan både en vågrörelse och en partikel. Den verkligt fina delen av dubbel-spalt-experimentet kom i början av 1900-talet när man insåg att även om ljuskällan var så svag att fotonerna endast kom en och en genom spalterna så observerar man fortfarande interferens. Dirac uttryckte det som att ”fotonen interfererar med sig själv”.

1924 presenterade den franske prinsen Louis de Broglie i sin doktorsavhandling den så kallade de Broglie-hypotesen, att alla partiklar har en vågform. I en generalisering av Einsteins fotonresultat bestämde han partiklarnas våglängd till λ=h/p, där h är Placks konstant och p rörelsemängden. de Broglie fick Nobelpriset för sin teori 1929. Det gör honom till en av få personer, tillsammans med bland annat Marie Curie (eller Maria Skłodowska-Curie som hon egentligen hette), som fått priset för sin doktorsavhandling. Det får väl anses som en lovande inledning till en adademisk karriär.

Just att Plancks konstant ingår i formeln för våglängd gör att vi på grund av dess litenhet inte observerar några vågfenomen i vardagen. En golfboll kastad med den måttliga hastigheten 10m/s skulle ha en våglängd på endast 10^-33m, alltså signifikant mindre än … ja allt! (En proton har en radie på ca 10^-15m, dvs en miljard miljard gånger större.). För att observera vågfenomen hos partiklar får man ta en partikel med liten massa (då p=mv), så elektronen är ideal. Framgången för Youngs experiment med ljus gjorde naturligtvis att man tänkte sig samma sak för elektroner. Det visade sig dock att det var lättare att utnyttja ett annat vågfenomen, diffraktion. 1927, alltså endast tre år efter de Broglies teori offentliggjordes, lyckades forskare vid Bell Labs och vid Aberdeen University oberoende av varandra påvisa elektrondiffraktion. Intressant i sammanhanget är Aberdeenforskaren var George Paget Thompson, son till den J. J. Thompson som fick Nobelpris för upptäckten av elektronen. Även sonen fick detta pris.

När de Broglies hypotes var fastställd var det inte längre lika sexigt att göra interferensexperiment med elektroner och det dröjde ända till 1961 innan Claus Jönsson i Thübingen lyckade genomföra det berömda tankeexperimentet. Det publicerades utan fanfar på tyska i Zeitschrift für Physik A¹. Sedan dess har man gått vidare till allt större partiklar. Man såg interferens först hos molekyler i I₂ (m=254amu) i ett lab i Paris². Anton Zeilingers grupp i Wien, som är en av de främsta inom experimentell fundamental kvantfysik, har på senare tid arbetat sig upp i massa, från fullerenen C₆₀ (m=720amu)³ till C₇₀ (m=840amu)⁴ till den fluoriderade fullerenen C₆₀F₄₈ med en massa på 1632 amu vilket jag tror är det nuvarande rekordet. Denna sista molekyl har i experimentet en våglägd på endast 2x10^-12m. Man använder i de senare fallen inte en enkel tvåspaltsinterferometer, utan måste ta till den lite mer sofistikerade Talbot-Lau-interferometern.

Varför är då partikelinterferometri så facinerande? För att låna från alla fysikers favoritciteringsobjekt, Richard Feynman, ur hans berömda föreläsningar i fysik:

We choose to examine a phenomenon which is impossible, absolutely impossible, to explain in any classical way, and which has in it the heart of quantum mechanics. In reality, it contains the only mystery.

Det är kanske inte så konstigt att fysiker facinerats av just dessa fenomen, och de moderna experimenten, om än inte så omtalade, gör mycket för att utforska gränslandet mellan kvant- och klassisk fysik.

¹ C. Jönsson, "Elektroneninterferenzen an mehreren künstlich hergestellten Feinspalten," Z. Phys. A 161 (4), 454-474 (1961).
² C. J. Bord, N. Courtier, F. du Burck et al., "Molecular interferometry experiments," Phys. Lett. A 188, 187-197 (1994).
³ M. Arndt, O. Nairz, J. Vos Andreae et al., "Wave–particle duality of C₆₀ molecules," Nature 401, 680-682 (1999).
⁴ B. Brezger, L. Hackermüller, S. Uttenthaler et al., "Matter-wave interferometer for large molecules," Phys. Rev. Lett. 88 (10), 100404 (2002).
⁵ L. Hackermüller, S. Uttenthaler, K. Hornberger et al., "Wave Nature of Biomolecules and Fluorofullerenes," Phys. Rev. Lett. 91, 090408 (2003).

Andra bloggar om: vetenskap, fysik.

Mer bias tack!

Svenska Dagbladet startar en ny serie ”Lexikala luckor” som handlar om att hitta på nya ord, som behövs när det befintliga språket inte räcker till.

Jag tänkte inte ge mig in i debatten om huruvida engelska som vetenskapens gemensamma språk skapar luckor i svenska språket. Däremot skulle jag vilja slå ett slag för mer bias i Sverige! Inte mer bias i forskningen, men väl i språket. Det är en lexikal lucka som behöver fyllas.

”Bias” är ett så enkelt och användbart engelskt ord, som det ofta krävs hela meningar för att översätta till svenska. Bias betyder ju någonting i stil med snedvridning eller skevt urval och är ofta något värt att fundera över när man håller på med forskning. Och för vilken kritisk tänkande människa som helst, för den delen.

Jag vet inte riktigt om bias är ett ord som faktiskt ”finns” i svenska språket, men det känns väl hur som helst inte helt etablerat än (utom som fackord inom statistiken kanske?). Jag har inte tillgång till Svenska Akademins Ordlista, men om man söker i Wikipedia blir man hänvisad till en artikel med rubriken ”metodfel”.

Hur som helst tycker jag att bias fungerar bra som importerat låneord. Uttal: bias - inte bajjas - om jag får råda. Däremot känner jag mig inte helt redo för verbformen ”biasera” eller adjektivet ”biaserad”, men det kanske känns bättre med tiden det också.

Så fram för mer bias!

Framtidens material - grafin(?)

Jag frågade en gång vad som kan tänkas ta över efter nanorör som det hetaste forskningsområdet. Ett svar kanske har dykt upp på horisonten---ett nära angränsande ämne---grafin (eng graphene). Grafin är det hexagonstrukturerade lager som bygger upp grafit, och som kan ses som ett utrullat kolnanorör. Trots att grafit har varit känt i århundraden så har det varit oerhör svårt att isolera enstaka grafinlager. Nyligen lyckades forskare i Manchester och Ryssland med det, och på ett makalöst enkelt vis; man drog loss dem med tejp från högorienterad grafit (HOPG). Naturligtvis fick man inte bara enkla lager, men man kunde ändå visa att de tunnaste bitarna var just enlagriga ¹. Sedan katten väl släppts ut ur lådan så har intresset exploderat: nya resultat publiceras varje vecka i de stora tidskrifterna som Science, Nature, PNAS och PRL.Intresset för grafin är egentligen inte nytt: grafinet har varit en kvantelektromekanisk lekstuga för teoretiker i 40 år, men det är först nu som experimentalisterna också får vara med och leka, och först nu som man verkligen kan kontrollera om beräkningarnas förutsägelser faktiskt stämmer.

Det finns många anledningar till att grafin varit så lockande ur teoretisk synvinkel. Dels är det för att det är ett verkligt två-dimensionellt material (eller, egentligen 2+1-dimensionellt, men det är en mindre detalj som vi kan lämna därhän), dels för att bandstrukturen leder till verkligt unika elektriska egenskaper. Bandstrukturen i fasta tillståndets fysik (ftf) beskriver förhållandet mellan energi (E) och rörelsemängd (p). För en fri partikel gäller att E=p²/2m, där m är partikelns massa. För en fri partikel är alltså bandstrukturen, dvs E(p), en parabel. För en elektron som rör sig i en kristall är sambandet mer komplicerat, men för att Newtons lag, F=ma, fortfarande skall gälla definierar man en effektiv massa, m*, så att
(I ftf är k vågvektorn som är relaterad till rörelsemängden.För en fri partikel är p=ℏk) Massan är alltså beroende på hur banden ser ut. Det unika med grafin är att vid Fermienergin, den energi som de rörliga elektroner minst måste ha) är bandstrukturen linjär. Elektronerna uppför sig då som om de saknade massa. För att beskriva sådana partiklar måste man använda en relativistisk form av kvantmekanik som bygger på Dirac-ekvationen istället för den mer bekanta Schrödingerekvationen. Nyligen lyckades man också mäta att elektronerna verkligen uppför sig som masslösa ”Diracfermioner”².

Den här, och många andra effekter, som en speciell kvanthalleffekt, spännade kanttillståndseffekter, Coulombblockad, jättehög elektronmobilitet mm har gjort att det teoretiska och experimetella intresset för grafin är på topp. När man nu lyckats bygga både fälteffektstransistorer och enelektrontransistorer med hjälp av grafin så hyllar Nature grafin som kislets efterföljare³. Sådant har man ju hört förr, och kanske har man blivit lite luttrad, men hur som helst är grafin ett av de hetaste forskningsområdena just nu, och något man bör hålla minst ett öga på.

En mycket bra review-artikel publicerades nyligen Nature Materials⁴.

Referenser:
¹ Novoselov, K. S. et al. Electric field effect in atomically thin carbon films. Science 306, 666–669 (2004)
² Novoselov, K. S. et al. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene. Nature 438, 197–200 (gratislänk)
³ Nature News, 28 Feb 2007: doi:10.1038/news070226-10
⁴ Geim, A. K. & Novoselov, K. S., The rise of graphene. Nature Materials 6, 183 - 191 (2007) (gratis arxiv preprint)

Andra bloggar om: Vetenskap, Nanoteknologi, grafin, forskning.