DNA från Mammuthår

I dagens nummer av tidskriften Science publiceras en artikel som beskriver hur forskare har lyckats utvinna och sekvensera DNA från mammuthår. Tidigare har man mest använt ben när man försökt få fram DNA från mammutar. När man får fram DNA från gammalt material är det ofta skadat vilket leder till felektigheter i DNA sekvensen. Dessa felaktigheter gör att det blir svårt att tolka resultaten och är ett stort problem när man studerar gammalt DNA. I artikeln visas att deras metod att utvinna och sekvensera DNA från hår innebär färre felaktigheter i DNA än vad som observerats när man utvinner DNA från djupfysta mammutben. Detta är mycket lovande resultat och betyder troligen att man kan analysera hår från fler gamla djur som finns på museer. Genom att studera material från museum kan man tex få reda på hur utdöda djur är släkt med nu levande djur och studera hur stor genetisk variation som fanns förr i tiden.

Referens
Whole-genome shotgun sequencing of Mitochondria from ancient hair shafts. Science 317:1927-1930.

I en artikel i NY Times skriver John Tierney om klimatdebatten och skillnaden mellan ekonomer och ekologer. Det är en artikel om Björn Lomborg och hans nya bok. Jag tänkte inte kommentera det alls, men istället ta upp en sak som man stötte på i den långa kommentarslistan, och som är ett argument man ofta hör; hur den vetenskapliga konsensusen gång på gång kastats över ända och att man därför inte behöver bry sig om enigheten bland klimatforskarna idag. Exempel som tas upp är t ex:

- The “Germ Theory of Disease” - wasn’t this soundly ridiculed in its day?
- Jet/Rocket Propulsion - “violated conservation of momentum”
-”All that is left to do in physics is to add decimal places to known constants” - heh, until the nuclear age came upon us
- Phlogiston theory
- Plate tectonics
- Heavier-than-air flight. Not only was the concept ridiculed (and “proven” impossible), but actual demonstrations were discounted by Scientific American.
- Geocentrism.
- Kelvin vs. Darwin (Physics vs. Paleobiology) debate on Evolution.

Många av exemplen är rena felaktigheter (raketmotorn, flygetyg tyngre än luft) där det aldrig funnits något ”konsensus” bland forskare. Att fåglar är tyngre än luft och att de kan flyga torde väl ha varit känt sedan urtiden. Andra exempel bygger helt enkelt på okunskap om hur vetenskapen fungerar. För vetenskapen har alltid fel! Det är aldrig så att en teori är komplett, med full förståelse. Med nya mätningar och experiment kommer nya insikter. Den gamla teorin ersätts av en ny, som inte heller den är komplett. Det är på det sättet som vetenskapen går framåt, inte genom att sopa nya teorier under mattan.

När det gäller det sista exemplet bygger det på att William Thompson (senare Lord Kelvin) beräknade jordens ålder, baserat på hur fort en klump flytande sten skulle kylas av till dagens temperatur, till mellan 24 och 400 miljoner år. Detta var dock inte gammalt nog vare sig för Darwin eller samtida geologer.Men det är naturligtvis inte så att fysiker i allmänhet ansåg att alla andra teorier måste vara fel på grund av Kelvins beräkningar. Snarare insåg man att något måste vara fel med beräkningarna, man visste bara inte vad. Kelvin själv argumenterade länge för en ”ung jord”*, ända tills radioaktiviteten upptäcktes som en ”ny” energikälla som bromsar klotets avkylning.

Det tredje exemplet (jag vet inte var citatet skall vara taget från) verkar implicera att alla var glada och nöjda med den klassiska fysiken innan kvantåldern. Det är en helt felaktig inställning. Fysiken kämpade med stora motsägelser under den senare hälften av 1800-talet och kvantteorin kom i början av 1900-talet som en förlösning.

”De har ju haft fel så många gånger förr” är ett argument som kan vara svårt att se igenom, för på sätt och vis är det sant även om det är ett både felaktigt och ohederligt argument.

*Vilket dock inte skall förväxlas med de kristenfundamentalistiska ung-jord-teorierna som ger en ålder på under 10000 år.

Andra bloggar om: Vetenskap

Språkfrågan... igen...

Den 19 september var det dags igen för en debatt om språk, denna gång i SVT:s Argument. Den ständigt stridbare Marian Radetzki, (ö)känd för att förbjuda sina studenter att tala svenska, kastar denna gång in brandfacklan att det svenska språket är onödigt och att ett byte till engelska vore bra för Sverige. Det skapade naturligtvis ett förutsägbart indignerat illvrål från diverse språkkramare. Nåväl, vid Radetzkis sida satt järnkansler Flodström som, tillsammans med Luleprofessorn, fått förkroppsliga den onda engelskans fälttåg på de svenska universiteten. Det var en ganska förutsägbar debatt där de två motståndarna Björn Melander och Patrik Haenius höll med om att svenskar behöver bli bättre på engelska, men att ett språkbyte är idiotiskt och att svenskan istället behöver försvaras.

Jag håller helt med om att ett byte av språk är inget som skall dikteras från staten. Språket kommer att fortsätta att utvecklas beroende på våra omvärldskontaker och det är inget att gnälla över.

Jag har också tidigare uttryckt mina åsikter om engelska på universiteten i Sverige. Det jag har att tillföra nu är erfarenhet från forskning vid en institution i ett, liksom, än så länge, Sverige, icke-engelskspråkigt land. Gruppen jag jobbar i består enbart av polacker (samt en polsktalande ukrainska) och doktoranderna har stora svårigheter när de skall presentera sin forskning på posters eller i artiklar på engelska. Än värre blir det när de tvingas hålla föredrag på engelska eller när vi diskuterar vår forskning. I och med att jag inte kan tillräckligt med polska för att förstå eller förklara forskningen har engelska blivit arbetsspråket i gruppen. Eller, ofta sker på mötena diskussionen på polska tills någon översätter ett sammandrag. Anledningen är att i Polen möter man sällan utländska föreläsare, och på undergraduate-nivå är den mesta av litteraturen översatt till polska. De får helt enkelt ingen träning i att uttrycka sig på engelska. Om något skall alltså svenska studenter vara glada för att Flodström vill införa engelska som standardspråk på högskolan. Jag kan hålla med om att det kan finnas en förtjänst i att ha de första grunkurserna på sitt modersmål, men ganska snabbt bör engelskan införas även på försläsningarna.

Argumentet man ofta hör, och som också framfördes i Argument, att vi gör sämre ifrån oss på engelska och att debatter blir mindre livliga utanför modersmålet är i stort ett cirkelargument. Visst är det så, men på grund av brist på övning. Fast om bristen på övning skall vara ett argument för att inte öva mer kommer vi inte att få den erfarenhet vi behöver förrän verkligheten ute i forskarvärlden slår oss i ansiktet.

Alltså, mer engelska, inte mindre inom högskolan!

PS. Ann-Charlotte Marteus skriver "Och - en värld där ingen fattar Povel Ramel? I don't think so". Det är väl ett argument för en språkreform. På polska finns ordet ramol som betyder gubbstrutt. Tillfällighet - I don't think so. ;-)

Andra bloggar om: språk, engelska.

Givande och tagande

Två pressmedelanden samma dag. Ett från utbildningsdepartementet och ett från Högskoleverket.

Regeringen meddelar stolt att man fortsätter satsa på kvalitet i den högre utbildningen och anslår 120 miljoner extra till högskolorna. Man ger 1300 kronor extra per student och år till humaniora, samhällsvetenskap, juridik och teologi. För naturvetenskap och teknik ger man 1000 kronor mer per student och år. Det senare innebär ett ökat anslag med lite drygt 2% per år, vilket kanske inte är så mycket att slå sig för bröstet för?

Högskoleverket meddelar samtidigt att antalet studenter inte längre minskar, (vilket inte är så konstigt med tanke på hur födelsetalen ser ut för 80-talet). Men många utbildningsplatser står trots det ändå tomma, vilket innebär att högskolorna kommer att vara tvungna att betala tillbaka ungefär en miljard, för de studenter man inte utbildar.

– De pengar som blir över, ungefär en miljard, skulle vara ett välkommet tillskott till universiteten och högskolorna för att förstärka kvaliteten i den högre utbildningen, säger Anders Flodström i pressmeddelandet.

Inte minst inom naturvetenskap är ju situationen helt absurd, vilket jag skrev om i ett tidigare inlägg. Utbyggnaden av antalet platser har resulterat i att det totala antalet ligger skyhögt över både vad studenterna är intresserade av och vad samhället behöver. Om man koncentrerade studenterna till ett färre antal utbildningar, skulle man förmodligen kunna göra utbildningen betydligt billigare och samtidigt höja kvaliteten avsevärt.

En annan sorts universitetsranking

Universtietsranking har ju varit på tapeten den senaste tiden. Vid sidan av de prestigefyllda listorna, finns det i några länder speciella internetsajter med namn som ratemyprofessors.com där studenterna själva betygsätter sina universitetslärare. Vad jag vet finns det inte någon motsvarighet i Sverige än så länge. Däremot finns sajten meinprof.de i Tyskland och via en länk på Högskoleverkets hemsida hittade jag en artikel (på tyska). Man konstaterar i artikeln att det är de små högskolorna som toppar listorna om man räknar samman studenternas sammantagna betyg på alla lärare på högskolorna. Resultatet förklaras i artikeln (om min skoltyska inte sviker mig) med en mer personlig kontakt mellan studenter och lärare på mindre högskolor, samt med att det på stora elituniversitet finns en blandning av spetsforskning inom vissa områden, kombinerat med massundervisning i andra ämnen, vilket drar ned totalbetyget för undervisningskvalitet och det är ju det som det handlar om i det här fallet.

Ett intressant fenomen i alla fall, att studenterna själva sätter betyg på sina lärare på en offentlig webplats. Och intressant att Högskoleverket tycker att det är värt att rapporteras om i sina nyhetsbrev. Frågan är när det kommer till Sverige?

Stern-Gerlach-experimentet

I serien om vackra experiment tänkte jag den här gången ta upp Stern-Gerlach-experimentet. Det är ett av de mest betydelsefulla experimenten inom den moderna fysiken, ett av de som verkligen otvetydigt visade på att den atomära världen är kvantiserad. Själva kvantiseringen framträder, tydligare än någon annan gång, synligt för blotta ögat.

Ända sedan Faradays tid har man vetat att en laddning som rör sig ger upphov till ett magnetfält, och en elektron som rör sig i en cirkel borde alltså skapa ett magnetiskt moment. Om cirkeln har radie r och elektronens hastighet är v så blir det magnetiska momentet μ_L=rev/2. Sätter man in rörelsemängdsmomentet L=mvr så får man μ_L=eL/2m. Alltså en direkt koppling mellan rörelsemängdsmoment och magnetiskt moment.

I början av nittonhundratalet fanns i huvudsak två teorier för hur det magnetiska momentet påverkas av ett magnetfält, Larmors klassiska teori där μ_L i princip kan peka hur det vill, och Bohr och Sommerfelds kvantteori där μL är kvantiserad och t.ex. en atom med L=1 bara kan ha den magnetiska momentvektorn i två riktningar, upp eller ner, relativt det yttre fältet.
Stern och Gerlach designade ett försök för att ta reda på vilket som var fallet.

I ett inhomogent magnetfält kommer en atom med ett magnetiskt moment att påverkas av en kraft på grund av att magnetens ”nord-” repektive ”sydpol” känner av olika fält. Kraftens storlek beror på momentets orientering. En Stern-Gerlach-apparat består alltså av ett inhomogent magnetfält genom vilket man skickar en stråle av atomer och detekterar hur de böjts av när de kommit ut på andra sidan. I originalförsöket använde man sig av silveratomer som skulle ha L=1 i grundtillståndet. Det skulle ge ett tydligt resultat med två diskreta nivåer om kvantteorin stämde. Bilden nedan visar originalresultatet ur Sterns och Gerlachs artikel från 1922.

Till höger ser man tydligt hur silveratomerna delats upp i två strålar av magnetfältet. Vi ser alltså rumslig kvantisering! Kvantteorin stämde alltså och Larmors teori fick stiga åt sidan.

Problemet är bara att resonemanget ovan inte stämmer. Det man egentligen hade sett var effekten av att elektronen har ett spinn, ett intrinsiskt magnetiskt moment. Silveratomen har nämligen L=0 i grundtillståndet och borde inte ha känt någon kraft alls enligt Sommerfelts teori. Den rätta förklaringen kom först 1927 när teorin om elektronens spinn formulerades. Försöket lyckades ju ändå påvisa kvantisering, bara fel kvantisering...

Stern-Gerlach-försöket visade också hur man kan gå till väga för att skapa rena kvanttillstånd. Genom att blockera en av strålarna genom SG-apparaten kan man välja ut atomer med spinn upp eller ner. Det använder man i t.ex. atomklockor.

En intressant anekdot finns också kring experimentet. Det handlar om att man först inte såg något spår alls av silveratomerna efter apparaten. Först efter en stund framträdde mönstret. Det berodde på att Gerlach, som hade dåligt betalt, hade för vana att röka cigarr. Han köpte billiga cigarrer av dålig kvalitet, med högt svavelinnehåll. När han undersökte filmen reagerade silvret med svavlet från cigarröken och mönstret framträdde. Något att tänka på i dagens rökfria labb.

Läs gärna mer i Physics Today 56, s. 53ff, från december 2003.

Rankingen från Jiao Tong-universitet i Shanghai

Enligt årets ranking från Jiao Tong-universitet i Shanghai finns fyra svenska universitet bland de 100 bästa i världen. Dessa fyra är Karolinska institutet, Uppsala Universitet, Stockholms universitet och Lunds universitet. Listan kom redan för tre veckor sedan men har de senaste dagarna uppmärksammats i svenska dagstidningar efter ett utspel från den nya universitetskanslern Anders Flodström. Flodström skriver i en debattartikel i Vetenskapsrådets nättidning tentakel att den här sortens ranking är en tävling i populism. Han skriver att "De är till för att vara medialt attraktiva och tjäna särintressen".

Om syftet med listan är att få uppmärksamhet i media så måste man erkänna att de har lyckats. Lustigt nog så har Anders Flodström troligen genom sin kritik av listan medverkat till att den fått ökad uppmärksamhet i svenska dagstidningar. I veckan har jag sett artiklar i Sydsvenskan, Uppsala Nya tidning och Svenska dagbladet.