(Natur)vetenskaplig (allmän)bildning

Jag har tidigare, på min egen blogg, filosoferat lite kring vad det där med allmänbildning egentligen innebär. Och efter att ha läst ett inlägg på Scientific Blogging har jag funderat lite mer över saken.

Det gjordes en undersökning här i USA om allmänhetens grundläggande naturvetenskapliga kunskaper. Resultatet? Endast 53% av amerikanerna vet hur lång tid det tar för jorden att gå ett varv runt solen. Och bara 59% vet att de första människorna och dinosaurierna inte levde på jorden samtidigt. För att ta två exempel. Man kan naturligtvis invända att de båda frågorna ovan bara är exempel på kunskaper som man kan minnas eller inte, och att de egentligen inte spelar någon roll för vår uppfattning om världen och hur vi förhåller oss till den. Och på ett plan ligger det något i det resonemanget - man behöver inte veta det förstnämnda för att vara framgångsrik molekylärbiolog och det andra har ingenting med en fysikalkemists dagliga verksamhet att göra.

Ändå tror jag att kunskap om en stor mängd "godtyckliga fakta" av samma karaktär som de ovan nämnda är viktiga, både för oss som är verksamma inom den naturvetenskapliga forskningen och för människor i största allmänhet.* Därför att alla dessa godtyckliga fakta tillsammans ger oss ett större perspektiv och en ökad förståelse för världen. Å andra sidan måste jag också hålla med dem som menar att det är nog så viktigt att ha förståelse för hur den vetenskapliga processen fungerar, och hur forskare faktiskt arbetar. Hur experiment och empiri leder till både slutsatser och nya frågetecken. Vad som är skillnaden mellan en vetenskaplig teori och en teori i ordets mer vardagliga bemärkelse. Det vore inte minst tacksamt här i USA där man allt som oftast hör påståendet att evolutionsteorin bara är en teori och följaktligen inte skulle ha större vetenskapligt värde än vilken annan tanke som helst.

Den som vill testa sin eget resultat på frågorna som amerikanerna fick kan göra det här. (På engelska, längst ner i högra hörnet.) Och den som är mer intresserad av att fundera över den vetenskapliga metoden kan kika in här, och göra Richard Carriers test. (På engelska.)

*Jag anser för övrigt också att det är rimligt att man vet ett och annat om konst och litteratur också, och även om jag är en ganska frekvent konstmuseibesökare så skulle jag absolut kunna bättra på mina kunskaper där...

Precisionsastronomi

Jag gillar att läsa om precisionsmätningar inom fysiken, kanske för att jag inte sysslar med det själv. I förra veckans Science¹ presenterades nya mätningar på avståndet till en dubbelneutronstjärna, PSR J0737-3039A/B.

PSR J0737-3039A/B är unik genom att det är den enda dubbelneutronstjärnan vi känner till där båda stjärnorna är mätbara pulsarer, dvs de skickar var sin radiopuls till oss med mycket jämna intervall. Stjärnorna, kallade A och B, har massor på 1,34 respektive 1,25 solmassor och roterar kring varandra på ca 2,4 timmar. Så det är ett våldsamt gravitationsspektakel man ser. Under sådana här förhållanden säger den allmänna relativitetsteorin (GR) att gravitationsvågor skickas ut. Genom att mäta om pulsarerna närmar sig varandra, dvs förlorar potentiell energi, kan man räkna ut hur mycket gravitationsvågor som de sänder iväg. Det ger en möjlighet att testa förutsägelserna från GR och andra gravitationsteorier i starka gravitationsfält.

Just på grund av att båda stjärnorna i PSR J0737-3039A/B är pulsarer gör att man kan mäta omloppsparametrarna med hög noggrannhet². Man vet t.ex. därför att omloppstiden inte är ca 2,4 timmar, utan snarare 8834,5349982(43) sekunder. Man kan också mäta att stjärnorna närmar sig varandra med en hastighet av 7 mm per dag (±1,4%). Är inte det oerhört coolt att man kan mäta något sådant. Men den uppgiften, och andra kan man testa GR till en noggrannhet på 0,05%.

I den nya artikeln har man med hjälp av VLBI mätt noggrannare var i Vintergatan PSR J0737-3039A/B ligger för att ta reda på hur den galaktiska omgivningen påverkar stjärnorna. Med hjälp av de nya mätningarna tror man att med hjälp av ytterligare långtidsmätningar av omloppsbanorna kan man nå 0.01% noggrannhet inom några år. Det sätter även strikta gränser för hur andra gravitationsteorier måste uppföra sig.

Men som sagt, jag tycker att det är urtufft att man över huvud taget kan mäta saker så noggrannt. :)

Referenser:
1 A. T. Deller, M. Bailes och S. J. Tingay, Implications of a VLBI Distance to the Double Pulsar J0737-3039A/B, Science 323, 1327-1329 (2009). (länk)

2 M. Kramer et al., Tests of General Relativity from Timing the Double Pulsar, Science 314, 97-102 (2006). (länk, fri access tror jag)

Läs även andra bloggares åsikter om astronomi, fysik.

Mindre kemi

En av de allra starkaste trenderna inom tillämpad kemi och fysik de senaste åren har varit inriktningen mot så kallad Lab-on-a-Chip-analys (LOC). Det innebär att man försöker tränga ihop så mycket analys som möjligt på ett chip kanske ett par kvadratcentimeter istället för att den utförs i ett dedikerat lab. Det har naturligtvis många fördelar; analysen kan utföras i fält, vilket kan vara livsavgörande när det handlar om medicinska undersökningar; utrustningen är billig och kan kastas efter användning, vilket minskar infektions- och kontamineringsrisker; man behöver små mängder av analyten, något som bl.a. spruträdda säkert uppskattar. Naturligtvis finns även nackdelar, främst att de små mängderna gör analys svårare och minska signal-brusförhållandet.

Det som gjort utvecklingen möjlig är naturligtvis mikroteknologins framsteg de senaste årtiondena och framförallt litografiska metoder som gör det möjligt att enkelt framställa små mönster i t.ex. plast- och epoxymaterial. För LOC bygger på mikrofluidik där man kan hantera mycket små vätskemängder, ofta i storleksordningen nano- till pikoliter (en droppe med diametern 1 mm har volymen 500 nl). Hur man förflyttar så små volymer på ett reproducerbart vis är ett forskningsområde i sig. Just nu jobbar jag på ett projekt där man flyttar droppar med elektriskt fält (EWOD). Men de små mängderna analyt ställer också krav på utveckling av analysmetoder. Utveckling av listiga metoder för att mäta små mängder av ett ämne sysselsätter en stor mängd forskare. Det kan synas t.ex. genom att tidskriften Lab on a Chip har på bara några år seglat upp som en högt citerad tidskrift (IF ~6).

Poängen med den posten var egentligen att peka på ett område inom forskningen som sysselsätter mycket forskare inom många olika discipliner, men som får ganska lite uppmärksamhet utanför forskningskretsen. Kanske beror det på apparaterna, när de fungerar, är ganska osynliga och sällan gör något väsen av sig. Tricorden ligger väl ännu långt in i framtiden, men små, snabba analyskit är definitivt en växande bransch.

Andra bloggar om vetenskap, Lab on a chip, kemi.

Kolnanorör för katalys

Kolnanorör har i många år sett som mirakelmaterialet som är superstarkt, med fantastiska elektriska egenskaper, och som skall leda till såväl rymdhissar som snabbare elektronik. Men nanorören har haft lite svårt att leva upp till hypen. Nåväl, i veckans Science¹ publicerades en artikel som visar på en ny möjlighet - som katalysatorer i bränsleceller.

I en bränslecell omvandlas ett bränsle (vätgas, glykol, metanol o.s.v.) till elektricitet i en kemisk reaktion. Eller egentligen två; en bränslecell har två avdelningar. På anodsidan oxideras bränslet, vilket innebär att det avger en eller flera elektroner. Dessa transporteras som användbar elektrisk ström till katodsidan där syre reduceras, dvs tar upp elektroner. För att öka effektiviteten i de annars långsamma reaktionerna använder man katalysatorer i katoden oftast baserade på ädelmetallen platina.

I den aktuella artikeln har man lyckats visa att kväve-dopade kolnanorör kan vara en mer effektiv katalysator för syrereduktion än vad platina är. Nanorör har länge använts i elektroder (jag forskar själv inom det området), mycket för att de ökar den effektiva arean, men man har även vetat att de har viss katalytisk effekt. Det nya är att kvävedopningen verkar öka effekten dramatiskt. Därtill är nanorörskatoden mer stabil över tid än platina-kol-katoden och okänslig för CO-förgiftning, något som är ett stort problem i praktisk användning av metanolbränsleceller.

Om man nu kan lyckas ta steget från mikroskopiska kvantiteter i labbet till storskalig användning skulle det kunna bli en lyckosam tillämpning av nanorör. Till skillnad från platina är nanorör en förnybar resurs och priset sjunker stadigt i och med att mer och mer tillverkning dras igång. Vi får se om nanorören äntligen lever upp till förväntningarna...

Läs även mer i New Scientist.

Ref:
¹ K. Gong, F. Du, Z. Xia, M. Durstock, och L. Dai, Nitrogen-Doped Carbon Nanotube Arrays with High Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction, Science 323, 760-764. (abstract)

Andra bloggar om vetenskap, kolnanorör, bränsleceller, katalys.

Att utnyttja akademiska titlar i tveksamma sammanhang

Trots att jag egentligen inte har tid att blogga just nu så kan jag ju inte låta dagens debattartikel i Expressen passera okommenterad. En svensk narkosläkare och docent i anestesiologi och intensivvård kände sig tydligen tvungen att utnyttja uppmärksamheten kring Darwins födelsedag för att få publierat att han inte tror på Darwins teori om evolutionen. Han skriver under som överläkare och docent (OBS anger inte i vilket ämne han är docent). För dagens ändamål har han också skapat en blogg där han utvecklar sina åsikter. Det är ju ett debattinlägg och sådana är ju till för att folk ska få uttrycka sina åsikter så jag kritiserar inte honom för att inte tro på evolution. Vi har både åsiktsfrihet och religionsfrihet i det här landet och jag har inga problem med att vissa människor vill tro på någon form av religiös skapelseberättelse. (Denna läkare redogör inte för sin religionstillhörighet men det vanligaste skälet till att inte kunna acceptera Darwinistisk evolution verkar vara att man anser att den krockar med ens religiösa övertygelse). Det jag har något emot är när man utnyttjar akademiska titlar (i det här fallet en docenttitel) för att torgföra privata åsikter som inte alls har med ämnet för den akademiska titeln att göra. Genom att utnyttja sin akademiska titel så försöker man ge vetenskaplig tyngd åt sina argument trots att man kanske har ytterst begränsade kunskaper om det ämne man skriver om. Vad ovannämnda läkare är docent i nämns inte i varken debattartikeln eller hans blogg utan det har jag letat reda på själv genom att hitta honom på en lista med evolutionsmotståndare han nämner på sin blogg samt verifierat genom att kollat på sahlgrenskas lista över docenter. Listan på evolutionsmotståndare är för övrigt full av människor som utnyttjar sina akademiska titlar i diverse helt ovidkommande ämnen (jag har kollat igenom listan och bara en minoritet är någon typ av biologer), men på den listan står det åtminstone utskrivet vad de är professorer, doktorer mm i, vilket det inte gjorde för denna läkare i Expressens debattartikel. Om jag skulle skriva en debattartikel om t ex energipolitik (för att ta ett aktuellt ämne som jag faktiskt i min ungdom skrivit debattartiklar om) skulle jag absolut inte använda mig av min doktorstitel (som är i genetik).

Darwins födelsedag

Idag är det 200 år sedan Charles Darwin föddes i den engelska staden Shrewsbury. Jag vill ge en eloge till Svenska dagbladet som har uppmärksammat Darwins födelsedag ordentligt med både en understeckare, ett blogginlägg och en "testa dig själv" med fem frågor om Darwin. Jag har inte så mycket tid att skriva nu men lovar att jag kommer att skriva mer om Darwin under 2009.

Forskningsfinansiering inom EU

Eurostat har just släppt årets rapport om Science, Technology and Innovation in Europe (pdf, 244 sidor). I den går man igenom det mesta som har att göra med forskning och utveckling i Europa. En stor del handlar om forskningsfinansieringens storlek och jämförelser med ledande länder utanför EU. Vad gäller direktfinansiering av forskning ur den statliga budgeten så spenderade EU 0,74% av BNP på detta. I USA ligger siffran på drygt en procent (1,06) vilket gör att USA spenderar nästan 40% mer än EU justerat för köpkraft. Men inom EU är fördelningen ojämn - från Finland på drygt 1% till Malta på endast 0,19%. Sverige hittar man nära toppen på 0,89%.

Men nu är ju inte all forskning finansierad av staten. Mycket R&D utförs på företag och bekostas privat. Där har EU satt ett mål att 2010 skall minst 3% av BNP satsas på forskning och utveckling. Man ligger långt under det målet. I dagsläget står R&D inom EU för 1,84% av BNP, att jämföra med 2,62% för USA, 3,33% för Japan och 1,34% för Kina. Men även här är pengarna ojämnt fördelade: Sverige spenderar 3,86% av BNP på forskning och klarar alltså Lissabonstrategins mål, medan hela 11 EU-länder ligger under 1%. Oroande är också att andelen sjunker i så många länder, medan t.ex. Kina och Japan ligger på plus (de förra kraftigt).

De regionala skillnaderna är också stora och som kuriosa kan man nämna att Västsverige den näst forskningstätaste regionen i Europa (efter tyska Braunschweig) med 6% av regionens "BNP" till forskning. Inom EU står affärssektorn för 55% av all forskning. Det är under målet på 2/3 och långt under siffrorna i Japan och Kina (75% resp. 70%). I USA är 63% av forskningen finansierad av näringslivet.

Vad gäller antalet anställda inom R&D så ligger det på runt 2 miljoner, varav drygt 640000 inom universitetsvärlden (Higher Education Sector, HES). Ca 30% av R&D-personalen är kvinnor, och inom HES runt 40%. Ungefär 60% av de anställda inom R&D klassas som forskare och antalet forskare har stigit de senaste åren, samtidigt som pengarna minskat. I vissa länder, som t.ex. Sverige minskar dock antalet anställda inom R&D. Andra intressanta detaljer som kan utläsas ur statistiken är att deltidsanställning är vanligt inom universitetsvärlden (1,25 miljoner personer på 640000 heltidstjänster).

Vad man skall dra för slutsatser av den långa rapporten, som jag inte läst i sin helhet, är kanske svårt att avgöra direkt. En sak i alla fall är ju att EU är långt ifrån att uppnå sina, ganska godtyckligt, satta mål för forskning som del av BNP. En annan, och allvarligare eftertanke är att finansieringen ligger så långt efter länder som USA och Japan, samt att forskningsmedlen inte ökar i samma takt som BNP vilket leder till en urholkning av medlen. Därtill ökar antalet forskare samtidigt som medlen minskar, vilket inte är ett bra recept för framgångsrik forskning. Positivt är, som Science skriver, att EU blivit bättre på att locka till sig forskare från utanför gränserna. En del av det har dock troligen att göra med det ökade svårigheterna för utlänningar att få uppehållstillstånd i USA efter 11e september.

Andra bloggar om: vetenskap, forskningsfinansiering, EU. Intressant?