Vetenskapliga motioner

Jag har börjat kolla igenom några av de 3675 motioner som inkommit under den allmänna motionstiden. Det jag letat efter är motioner med vetenskaplig inriktning. Jag har säkerligen missat många, men kanske kan läsare fylla det de finner intressant.

Bland de riktigt bra, och riktigt viktiga, vetenskapliga motionerna finns Chatrine Pålsson Ahlgrens (kd) motion 2008/09:Ub575 Forskningsinriktad utveckling för lärare. Det handlar om frågan om lärarutbildningens snuttifiering. Tidigare var det möjligt att bli ämneslärare genom att inom lärarutbildningen, eller genom pedagogisk påbyggnad, skaffa en magisterexamen inom sitt ämne. Som lärarutbildningen ser ut idag är detta knappast längre möjligt (åtminstone inte inom fysik, som är det jag själv har erfarenhet från). Mängden pedagogiska kurser har ökat och den pedagogiska påbyggnaden är numera ett och ett halvt år. Det innebär att ytterligt få lärare idag har haft någon kontakt med forskningen inom sitt ämne, och ännu färre bedrivit egen forskning. Man hinner helt enkelt inte med en magisterexamen plus lärarutbildning. Att Ahlgren lyfter fram detta problem är bra.

Andra bra motioner är Yvonne Anderssons (kd) motioner Motion 2008/09:N352 Svensk rymdpolicy (med Betty Malmberg (m)) och Motion 2008/09:N396 Svensk rymdverksamhet som syftar till skapandet av en svensk policy för rymdforskning och fortsatt stöd till Odin-satellitmätningarna.

Cecilia Widegren (m) fastställer i sin motion 2008/09:MJ404 Djurförsökens framtid att "nya djurskyddsregler inte får påverka Sverige som forskarland". Inom många miljörörelser och djurrättsorganisationer ses djurförsök som alltigenom onda, trots att det i många fall (t.ex. läkemedelsprövning) saknas realistiska alternativ. Den svenska lagstiftningen, som är mycket sträng, säger också att djurförsök inte får ske om det finns alternativ. Trots detta motionerar Ulf Holm och Helena Leander (mp) i Motion 2008/09:Sk427 Skatt på djurförsök om en särskild punktskatt på försök i syfte att ersätta dem med "tester på odlade celler och dator­modeller, vars resultat inom många försöksområden stämmer överrens med verkligheten i 85–97 % av fallen". Men 85–97 % är inte alltid bra nog. Om vi bara tittar på i år så hade vare sig kemi- eller medicinnobelpriset varit möjligt utan djurförsök.

Andreas Norlén och Finn Bengtsson (m) har lagt fram en motion om stärkande av högskolans fria ställning jämtemot politikerna, Motion 2008/09:Ub285 Forskningen vid universitet och högskolor. Man vill även rulla tillbaka reformen om de s.k. Tham-professurerna och återinföra professorernas anställningstrygghet. Jag vet inte hur det kommer att fungera rent praktiskt, men man kan väl lugnt säga att Tham-professurerna inte är en succé.

Men naturligtvis finns en del kufmotioner också. Bland annat har miljöpartiet (varför är det alltid de?) motionerat om elallergi. Jan Lindholm m.fl. (mp) motionerar i Motion 2008/09:Fö229 Elrelaterad ohälsa om utbyggnaden av "lågstrålande områden" och mer forskning om hälsoeffekter av icke-joniserande strålning. I hela motionen presenteras elöverkänslighet, eller elrelaterad ohälsa som man kallar det nu, som ett faktum trots att knappast något vetenskapligt belägg för detta finns. En intressant undersökning nyligen* utsatte "elöverkänsliga" och en kontrollgrupp för mobilstrålning och mätte responsen, dels men fMRI och dels genom att försökspersonerna fick beskriva sina obehag på en skala från 1-5. Man mätte reella obehag hos de elöverkänsliga, i samklang med deras beskrivna upplevelser. Kruxet var bara att det inte fanns någon mobilstrålning. Effekten var alltså helt psykosomatisk. En mer läslig beskrivning fanns i The Economist för några veckor sedan. Vänsterpartiet ser också strålningen som farlig och vill i motionen 2008/09:C209 En jämställd och miljöanpassad samhällsplanering begränsa utbyggnaden av bl.a. 3G-nätet.

Marianne Walz (m) "Motion 2008/09:Ub384 Svenska som vetenskapligt språk" har beskrivits här.

Finns det andra vetenskapliga motioner som är särskilt bra eller dåliga och som bör lyftas fram? Gör det i kommentarerna.

* M. Landgrebe et al. Neuronal correlates of symptom formation in functional somatic syndromes: A fMRI study. NeuroImage 41, 1336-1344 (2008)

Andra bloggar om: Vetenskap, motioner, politik, riksdagen. Intressant?

Att göra det osynliga synligt - årets kemipris

Vi diskuterade potentiella nobelprisvinnare i kemi över lunchen i tisdags. Diskussionen avslutades med att vi enades om att vi hoppades att det skulle vara ett "riktigt" kemipris, och inte något som lika gärna kunde ha belönats med medicin/fysiologipriset, eller något som egentligen är mer biologi än kemi. Våra gissningar och förhoppningar slog förstås (och som vanligt) fel...

Hur som helst, årets nobelpris i kemi belönar upptäckten (Shimomura), applikationerna (Chalfie) och vidareutvecklingen (Tsiens) av grönt fluorescerande protein, GFP.

Sammanfattningsvis kan man säga att årets kemipris handlar om att göra annars osynliga biologiska/fysiologiska processer synliga. Med genteknikens hjälp kan GFP sättas in i gener i levande celler, och genom smart design av de här systemen kan fluorescensen slås på eller av, givet en viss händelse eller process i cellen, och på så sätt kan man följa annars "osynliga" biologiska processer. Ett exempel på ett viktigt användningsområden är möjligheten att faktiskt titta på hur cancerceller beter sig i levande vävnad.

Genom utvecklingen av andra, liknande proteiner som fluorescerar vid andra våglängder har man också kunnat konstruera mer komplicerade system, för att kunna följa flera olika steg i ett händelseförlopp. Det bästa exemplet på detta är antagligen de genmodfierade möss som några Harvardforskare rapporterade i Nature förra året. Kombinationen av proteiner som fluorescerar gult, blått och rött ljus ledde till att forskarna kunde följa enskilda nervtrådar i mössens hjärnor. Experimentet döptes förstås till "brainbow".

Det råder inget tvivel om att GFP-upptäckten och dess applikationer är en stor vetenskaplig händelse, som har betytt mycket för medicinsk, biologisk och biokemisk forskning. Men så där väldigt mycket kemi ligger det inte bakom det här priset.

Shimomura upptäckte GFP när han studerade självlysande maneter under 1960-talet. Självlysande maneter är ju nu inte någon typisk kemi, men att studera GFP:s fotofysiska egenskaper är däremot kemiskt så att det förslår (även om det heter fotofysik), och det gjorde Shimomura. Det bör dock tilläggas att om allt stannat vid maneter och GFP:s fluorescens så hade det knappast renderat ett nobelpris.

Men, slumpen ledde till att rundmaskforskaren Chalfie får höra talas om det "självlysande"* proteinet dryga 20 åre senare, och han fick idén att inkorporera GFP i den genomskinliga rundmaskens gener så att han skulle han kunna följa biologiska/fysilogiska/biokemiska processer i masken, genom att lysa på den med UV-ljus. Efter ett drygt decennium av forskning som mest var av molekylärbiologisk och genteknisk karaktär publicerades de första resultaten i Science 1994. Och proteiner är visserligen (stora) molekyler, men man får nog säga att det är relativt ovanligt för kemister att studera rundmaskar på arbetstid...

Nå, hur kul är det med bara grönt ljus? Inte kul alls tyckte Tsiens, och för den delen också flera andra forskargruppper. Så, den självklara fortsättningen var förstås att, genom att studera GFP och framför allt kromoforen (den delen av molekylen som faktiskt får det att lysa grönt) förstå hur man skulle kunna designa andra proteiner, med andra färger. Och allt detta arbete ledde så småningom till publikationer som den om mössens "brainbow". Tsiens är väl också den som är mest kemist av årets kemipristagare, och som faktiskt arbetar på en institution som har ordet kemi med i namnet.

Pristagarna är väl värda att uppmärksammas för sina resultat, därom tror jag inte att det råder några tvivel. Men som det verkligen är ett kemipris kan nog debatteras...

*Det är naturligtvis felaktigt att prata om GFP som "självlysande", eftersom det inte lyser innan det har exciterats med UV- eller blått ljus.

Brutna symmetrier - årets Nobelpris i fysik

Som de flesta säkert läst vid det här laget fick två japaner och en amerikan (med japansk härkomst) årets fysikpris. Att det handlar om brutna symmetrier ser man i rubrikerna, men vad innebär det?

Priset är för teorier inom partikelfysiken och är i sina detaljer mycket svår att förklara. Teorier är nämligen skrivna med ett matematiskt språk, och översättning till svenska eller andra talade språk låter sig bara göras med mer eller mindre korrekta liknelser.

För att börja skrapa på ytan bör man först titta på symmetrier. Inom fysiken, liksom inom konsten, är symmetri en eftersökt egenskap. Symmetrier både förenklar beräkningar och visar vägen mot nya lagar. T.ex. är lagen om rörelsemängdens bevarande en direkt följd av att fysiken är symmetrisk under förflyttning. D.v.s. det spelar ingen roll om man mäter något här ... eller här. Vad Nambu visade på 60-talet var symmetrier ibland kan gömma sig. Trots att all växelverkan, alla krafter, följer en viss symmetri, kan det visa sig att det lägsta energitillståndet (även kallat vacuum- eller grundtillståndet) är asymmetriskt. En magnet har t.ex. en tydlig asymmetri, en nord+ och en sydsida. Men om man hettar upp en magnet, d.v.s. lyfter den från grundtillståndet, till över en kritisk temperatur (Curietemperaturen) så förloras magnetismen och symmetrin är återställd. När magneten åter kyls till under Curietemperaturen så kommer magnetismen och assymetrin tillbaka, symmetrin bryts alltså spontant. Eftersom grundtillståndet är det vi oftast ser, kan vi på så sätt missa viktiga symmetrier. Nambu visade hur det här går till inom de fältteorier som beskriver partiklarnas lagar och att lagarnas symmetrier fortfarande är giltiga, även om grundtillståndet inte är symmetriskt. Ett viktigt, och aktuellt, exempel på ett spontant symmetribrott är att alla partiklar skulle vara masslösa om det inte vore för ett symmetribrott i form av Higgsmekanismen.

Den andra delen av priset går till studierna av ett speciellt symmetribrott som kallas CP-brott. Fysiker brukar identifiera tre grundläggande symmetrier:

• Spegelsymmetri (P för paritet) som innebär att alla lagar fungerar på samma sätt om man byter håll på alla riktningar, höger till vänster, upp till ner o.s.v.
• Laddningssymmetri (C för charge) som innebär att man byter tecken på alla laddningar, dvs byter partiklar mot dess antipartiklar.
  
• Tidssymmetri (T) som säger att fysikens lagar gäller likadant om tiden går baklänges.

Man kan visa att om man tar de grundläggande ekvationerna inom partikelfysiken och byter tecken (+ till -, - till +) på alla riktningar och laddningar och låter tiden gå baklänges, man utför en CPT-operation, så förblir allt oförändrat. Om vi var gjorda av antimateria och levde i en spegelvärld där tiden gick baklänges så skulle vi inte märka någon som helst skillnad. Fram till 1950-talet trodde man dock att allt dessa gällde var för sig. Det visade sig när man studerade radioaktiva sönderfall att man i vissa fall såg en höger-vänster-asymmetri. Saker såg inte likadant ut i en spegel. Man lyckades se att denna P-asymmetri balanserades av en motsvarande C-asymmetri, men att kombinationen CP fortfarande var giltig - en antipartikel i en spegelvärld uppför sig som en partikel.

Men 1964 gjorde James Cronin och Val Fitch mätningar på sönderfallet hos en grupp partiklar som kallas kaoner och upptäckte att även kombination av C och P symmetri var bruten. Detta var helt oväntat och ställde till en del bekymmer för teoretikerna och gav Cronin och Fitch Nobelpriset 1980. Det var Kobayashi och Maskawa som lade fram en teori som förklarade CP-brottet. Deras teori krävde att det skulle finnas tre familjer av de nyligen upptäckta kvarkarna. Tre familjer innebar sex kvarkar, men 1974, när teorin lades fram, hade man bara hittat tre. Maskawa-Kobayashi-teorin fick inte mycket uppmärksamhet. Men allteftersom kvarkarna ramlade in och slutligen när experiment, vid SLAC i Stanford och KEK i Japan, med sönderfall av B-mesoner visade sig ske exakt (inom en felmarginal på några procent) enligt teorin så har Maskawa-Kobayashi-teorin inlämmats i Standardmodellen för partikelfysiken.

CP-symmetrin är intimt förknippad med förhållandet mellan partiklar och antipartiklar, och ett av de stora mysterierna inom kosmologin är just varför det i universum finns mer partiklar än antipartiklar, när de i Big Bang borde skapats i samma omfattning. Man antar att detta beror på ett spontant symmetribrott av CP-typ som ledde till en liten övervikt av partiklar. Vilket gjorde att jag kan skriva det här idag. Problemet är att man idag vet att den nuvarande teorin inom Standardmodellen inte innehåller tillräckligt med CP-brott för att förklara skillnaden. Många hade därför hoppats på att SLAC- och KEK-experimenten skulle motbevisa Maskawa-Kobayashi-teorin och ge ledtrådar om vägen framåt. Så blev det inte, och Maskawa, Kobayashi och Nambu är väl värda sina pris.

För vidare läsning, se t.ex. Nobelkomitténs vetenskapliga bakgrund, Wikipedia (här, här och här), eller för riktig hard core, Maskawas och Kobayashis originalpapper. Nambus originalpublikation i PRL valdes ironiskt nog inte ut som ett "Milestone paper" av tidskriften. För övrigt skrev man om gömda symmetrier redan 2005 på Cosmic Variance.

Intressant?

Nobelpris för virusupptäckter

Årets nobelpris i fysiologi eller medicin belönar två olika viktiga virusupptäckter. Harald zur Hausen från Tyskland får halva priset för sin upptäckt att två typer av humant papillomvirus (HPV) orsakar livmoderhalscancer. Socialstyrelsen föreslog tidigare i år att vaccination av flickor mot HPV ska ingå i det allmänna vaccinationsprogrammet i Sverige. Francoise Barré-Sinoussi och Luc Montagnier från Frankrike delar på den andra halvan av priset som de får för upptäckten av HIV-viruset. Tidningsartiklar som beskriver priset och pristagarna finns bl a hos DN och SvD. 

IG Nobel prisen 2008

I väntan på de riktiga nobelprisen som börjar tillkännages nästa vecka så tänkte jag uppmärksamma IG Nobel prisen som delats ut under den gångna veckan. Här är en lista på 2008 års pris. Mitt intresse för katter gör naturligtvis att min favorit bland årets pris är biologipriset som går till en grupp som visat att loppor som lever på hundar hoppar högre än loppor som lever på katter. Ett pris går faktiskt för ovanlighetens skull till forskning som jag redan hört talas om. Det är medicinpriset som går till forskare som visat att dyrare placebo (sockerpiller) är effektivare än billigare placebo. Det var en artikel som publicerades i mars i år och som uppmärksammades i några tidningar. Alla försökspersonerna fick samma verkningslösa piller men hälften fick veta att de kostade 2,50 dollar per piller och hälften fick veta att priset sänkts till 0,10 dollar. De som trodde de fick dyrare medicin upplevde bättre effekt av den. Jag känner igen det från mig själv som blir misstänksam om jag tycker att något är alldeles för billigt. 

Det n:te landet

I diskussionen till posten om förnyelsebar energi dök frågan upp om kärnkraftens säkerhetspolitiska aspekter. Johan kommenterar

Jag tycker den säkerhetspolitiska biten är enormt överdriven, redan idag kan i princip vilket land som helst bygga kärnvapen ifall de verkligen vill.

En intressant fråga i detta fall är hur svårt det egentligen är att konstruera ett fungerade kärnvapen. Det är en fråga som varit aktuell ända sedan kärnvapenåldern började. Och det är en fråga som besvarades redan 1964 i ett projekt som kallades för "the nth country experiment". Svaret är att det inte är särskilt svårt alls.

I nte landet lyckade tre post docar i fysik, utan någon erfarenhet av kärnteknik, på mindre än tre år konstruera en fungerande plutoniumbomb användande endast offentliga källor för research. De antogs ha tillgång till finmekansik verkstad och sprängämnes expertis, men istället för att faktiskt testa deras design så lämnade de sina förslag till de riktiga vapendesignarna på Los Alamos som räknade ut hur ett test skulle gå.

The bomb had been run through the computers and the brains of the bomb designers—it would explode, it would wipe out a city, it would kill tens of thousands, or hundreds of thousands, of people.

Det hela finns beskrivet i en mycket läsvärd artikel från 2003 i The Bulletin of the Atomic Scientist (tidskriften med den berömda domedagsklockan).*

Den enda svårigheten, kommer man fram till, är i princip att få tag på själva plutoniet av tillräckligt hög renhet. Och det är här, inte i spridandet av kärnteknik, som, enligt min mening, den viktigaste säkerhetsaspekten av kärnkraften som energikälla kommer in. Som Johan påpekar

En "omväg" runt civil kärnteknik för att bygga vapen är både ologiskt, komplicerad och väldigt dyrt ifall det bara är vapen man vill ha.

Men med ökad användning av kärnkraft kommer allt större mängder kärnmaterial att finnas tillgängligt, och det blir allt svårare att hålla koll på allt. Tyvärr är det inte orimligt att en motiverad grupp av typ al-Qaida skulle klara av att bygga en bomb bara de hade tillgång till tillräckliga mängder vapenplutonium (eller uran för den delen).

Men, det är också ett problem som blir mindre med nya typer av reaktorer som ger små eller inga mängder material som går att använda till vapen. Men tills dessa kommer i användning är en restriktiv politik när det gäller kärnbränsle fortfarande nödvändig. Och fortfarande är nog den största faran det material som redan finns i stora mängder i kärnvapenländer som Ryssland. Och vem vet vad nästa Khan-nätverk säljer till vem.

* Artikel är tyvärr gömd bakom en betalvägg, men den som är intresserad kan jag skicka en pdf.

Andra bloggar om: kärnvapen, kärnkraft, vetenskap. Intressant?

Förnybar energi I: Behövs den?

Under 2001 uppgick jordens sammanlagda energiförbrukning till ca 425 × 10¹⁸ J, eller om man föredrar effektmåttet, till ca 13.2 TW. År 2050 beräknas* den siffran vara minst 27 TW. Det är alltså en fördubbling på 50 år. Och det ger anledning att fundera på hur det egentligen ser ut med dagens energiikonsumtion, och framför allt med befintliga energireserver och resurser.

De 13.2 TW kom främst från olja, kol och gas. Biomassa kommer som en klar fyra och kärnkraften blir femma. Vattenkraft och förnybara energikällor svarade för ca 0.29 TW vardera. Men intressantare än hur stor andel de olika energislagen står för är hur mycket det egentligen kostar att producera el från dessa energislag. Kol är klart billigast, el från solenergi är minst 5 gånger dyrare än så. Förnybar energi från solen är alltså inte på något sätt konkurrenskraftig. (2001 års siffror, baserade på situationen i USA.)

Med det konstaterat undrar man ju hur det egentligen ser ut med tillgångarna. Hur ska vi möta ett ökat energibehov? Det pratas ju ibland om att vi skulle ha nått "peak oil", det vill säga att toppen i oljeproduktionen skulle vara nådd och att den härifrån bara kommer att minska. Och "peak oils" ffrämste företrädare i Sverige, Kjell Aleklett, brukar hävda att mer kärnkraft är lösningen på problemen. Och kanske det, om vi är sugna på att ta konsekvenserna av att bygga ett nytt 1GW-kraftverk varannan dag eller så, de närmaste 45 åren, med allt vad det innebär i form av miljökonsekvenser av uranbrytning och säkerhetspolitiska aspekter. Och det är förstås i slutänden också en fråga om för hur lång tid vi har bränsle till dessa kärnkraftverk. Och man kan förstås betraktra fusionstekniken som ett alternativ, men för tillfället finns tekniken inte där för storskalig energiproduktion.

Olja och kol då? Oavsett hur det är med peak oil så kan man konstatera att oljereserverna beräknas räcka någonstans mellan 40 och 75 år. Räknar man också in det som kallas resurser så finns det kanske olja för ytterligare 50-150 år (det är då inkluderat både "konventionella" och "okonventionella" resurser och reserver.) Motsvarande siffror för gas är ca 60-170 år respektive 200-600 år. Men det intressantaste energislaget här måste ändå vara kol. Det är inte bara billigast, och det är också det vi har mest av. Åtminstone en 220 år konventionella reserver, och om man räknar in resursbasen finns det nog för att försörja oss med energi i ca 2000 år till.

Och med de siffrorna kan man fråga sig om vi verkligen behöver satsa på några förnybara energislag?

Svaret beror förstås helt på vilken synvinkel man ser det ifrån. Kolet kommer inte att ta slut inom överskådlig tid, så ur den synvinkeln är svaret nej. Å andra sidan skulle det innebära en energiproduktion som är helt baserad på ett fossilt bränsle. Och för alla oss som tror, misstänker eller i alla fall tycker att försiktighetsprincipen är ett rimligt förhållningssätt i frågan om antropogen växthuseffekt finns det likväl all anledning att komma till slutsatsen att vi behöver satsa på förnybar energi.

Varför man inte bör avfärda tanken på en mänskligt orsakad global uppvärmning kommer det mer om i nästa del av den här miniserien. Och med tiden kommer jag också att redogöra för varför jag anser det rimligt att forska på solenergi även om den i dagsläget inte alls tycks kompetitiv.


Referenser:
N.S. Lewis, D.G. Nocera, Powering the planet, PNAS, 2006, 103, 15729-15735
World energy assessment , UNDP, 2000
prof N.S. Lewis, muntligt meddelat
http://nsl.caltech.edu/energy.html

*Det finns många olika faktorer att ta hänsyn till den när den siffran beräknas, som befolkningsutveckling, uppskattad ekonomisk tillväxt, möjliga energieffektiviseringar etc. De 27TW som presenteras här är en konservativ uppskattning som ligger lägre än "business as usual"-scenariot. Enligt tex UNDP-rapporten "World energy assessment" kan det mycket väl handla om betydligt högre energikonsumtion än de siffror som nämns här.