Kunnskap – en søken etter sannhet

Hvor går grensene for vår viten? Finnes det noe vi kan vite med sikkerhet? Er vårt verdensbilde korrekt? Er det mulig å definere et objekt eller et fenomen fullstendig og objektivt?

Urmennesket
Mennesket er et nysgjerrig vesen. Vi har gjennom alle tider prøvd å forstå verden rundt oss, og de fenomenene vi har observert. Vår utforskertrang og vår evne til å trekke logiske konklusjoner i sammensatte og kompliserte situasjoner har ikke bare tilfredsstilt nysgjerrigheten vår, men vært en forutsetning for vår overlevelse som art.

Ordet forskning var neppe i vokabularet til urmennesket, men det var nettopp forskning og eksperimentering som sto på dagsorden når det for eksempel var tid for planleggingen av jakten på byttedyr. Før jakten måtte de åpenbart vurdere hvilke våpen og redskap de hadde tilgjengelige, samt finne den mest optimale bruken av dem. Hvilke byttedyr var i nærheten, og hvilke farer måtte de passe seg for? Skulle de gå samlet i én gruppe, eller kunne det være en bedre taktikk å dele seg opp i mindre grupper?

shutterstock_100565722

Kan det ha vært et svært tålmodig urmenneske som etter mange dagers observasjon av en mammutflokk forsto at mammuten kunne beseires uten bruk av våpen i det han så en mammut bli jaget utfor en klippe av en gruppe rovdyr? Kan det være at de fant ut tallet på minimum antall jegere som trengtes for å beseire en mammut. Kanskje var det viktig at de også beveget seg i en bestemt formasjon under angrepet? Kan det være at medbrakte stokker og andre redskaper som lagde lyd, i tillegg til jegernes egne krigshyl, var nødvendige for å skremme mammuten tilstrekkelig?

Vi vet ikke sikkert. Men vi vet at urmennesket observerte naturen rundt seg, og handlet deretter. Nye våpen og redskaper ble laget, nye klær og måter å tilberede og lagre maten på ble stadig mer finurlige avhengig av hvilke utfordringer naturen gav oss. Mennesket viste seg meget tilpasningsdyktig, og det var nettopp denne evnen som etter hvert gjorde oss til den mest fremgangsrike arten på jordkloden.

Tilpasningsdyktighet krever nysgjerrighet, mot, intelligens og et sterkt overlevelsesinstinkt. Det er ikke nok å være klok hvis man ikke samtidig er villig til å risikere noe for økt visdom. På den andre siden er det ikke nok med nysgjerrighet og mot, fordi dristighet alene uten klokskap kan føre til en altfor tidlig død.

Kunnskap
Den gangen, som i dag, ervervet vi oss stadig mer kunnskap om naturen. Noen forskere har tom. forsøkt å kvantifisere den mengden kunnskap vi besitter, og har funnet at menneskehetens evne til å erverve seg kunnskap vokser eksponentielt med tiden. Og kunnskap er en forutsetning for den teknologiske utviklingen – jo mer vi vet, desto raskere utvikler vi ny teknologi.

Da det for 200 år siden var mulig å være ekspert i naturvitenskap generelt, er dette i dag en umulighet nettopp pga. den enorme mengden informasjon vi besitter innenfor hvert naturvitenskaplig felt. Det ble naturlig å dele naturvitenskapene inn i 5 hovedkategorier: astronomi, fysikk, kjemi, biologi og geologi, der hver kategori igjen består av en rekke underkategorier.

Men selv med denne inndelingen er det i dag umulig å være ekspert innenfor bare en av disse kategoriene. Man kan ikke være ekspert i biologi, men vier man livet sitt til å studere melkesyrebakterier kan man kanskje så vidt kalle seg ekspert innenfor dette området. Det samme gjelder for de andre kategoriene. Det finnes ingen eksperter på astronomi lengre, men det går an å være ekspert innenfor temaet elektrisk ledningsevne i nøytronstjerner.

shutterstock_56794369

Sannhet
Men hva er egentlig kunnskap? Svaret virker kanskje opplagt? En folkelig definisjon kunne være noe sånt som at kunnskap er det vi faktisk vet. Men hva er det vi vet? Vel… vi vet for eksempel at Jorda ikke er flat, men rund som en kule. Vi vet at Jorda har én måne, som sammen med Jorda går i bane rundt sola vår. Dette kaller vi kunnskap.

Men kunnskapsbegrepet er ikke alltid like enkelt å forholde seg til. Jorda har nesten en perfekt kuleform, men bare nesten. Så, strengt tatt, er det ikke sant at Jorda har form som en kule. Den har høye fjell og dype daler som viser det. Er det mulig å finne den hele og fulle objektive sannheten om et objekt eller et fenomen.

jordklode2

Den endelige definisjon?
I hvilken grad er vårt verdensbilde korrekt?

La oss først rette blikket vårt ut mot stjernene og galaksene våre. I et vanlig linse- og speilteleskop kan vi se mange stjerner og galakser i flere forskjellige, flotte fargekombinasjoner. Vi kan se dem i rødt, oransje, gult, grønt, blått, indigo og fiolett – fargespekteret for lys som er synlig for det menneskelige øyet.

Men lysende himmelobjekter kan sende ut stråling fra hele det elektromagnetiske spekteret, stråling øyet vårt ikke kan sanse direkte. De flotteste bildene av stjernetåker og supernovaer vi ser illustrert i magasiner kan være bilder av objekter slik de ser ut i det infrarøde spekteret, i radiobølgeområdet, i røntgenstråleområdet eller i et gammaspekter. Det menneskelige øyet ville ikke sett noen i disse spektraene om vi ikke hadde fargelagt denne strålingen til farger som vårt øye kan se. Det betyr altså at mange bilder av fenomener i verdensrommet ikke egentlig ser ut slik de er fremstilt. Vi fargelegger det usynlige slik at vi skal kunne se det.

stjerner

Men hvordan ”ser” et objekt ut som sender fra seg stråling i hele det elektromagnetiske spekteret? Slik vi ser det med våre øyne? Eller kanskje er det nærmeste vi kommer et godt ”bilde” å inkludere alle typene stråling, og fargelegge det som er usynlig for oss? Og hva med annen type stråling eller fotoner vi ennå ikke kan måle godt slik som mulige gravitoner, nøytrinoer, svart materie? Vi jukser ikke, vi gjør bare så godt vi kan når vi skal illustrere naturen, men det er viktig at vi er klar over hvilke metoder og hvilken teknologi vi bruker som en nyttig forlengelse av vårt ringe sanseapparat for å illustrere verden rundt oss.

Objektivitet – et spørsmål om fokus
La oss utføre et lite tankeeksperiment. Vi tenker oss at vi har fått i oppgave å definere sitrusfrukten lime på en vitenskaplig, objektiv og fullstendig måte. Fullt og helt.

Vi har all mulig teknologi og ressurser tilgjengelig. Vi kan benytte oss av alle mulige oppslagsverk, internett, vitenskapsmenn innenfor biologi, kjemi, fysikk, matematikk… eksperter innenfor alle felt som kunne være relevante for oppgaven.

Jeg sitter med en nylig innkjøpt lime foran meg. Den er mørkegrønn på den ene siden og lysegrønn på den andre. Den er ganske rund, mer kuleformet enn ellipseformet, men er hverken en perfekt kule eller en ellipsoide. Overflaten er ganske glatt og flat, men ser jeg nærmere etter finner jeg små fordypninger i skallet, nesten som små groper etter meteorittnedslag på himmellegemer i verdensrommet. Så formen er det vi får kalle irregulær, men likevel relativt rund.

lime

I tillegg ser jeg at den ene enden av skallet er formet i en kort, spydspisslignende form, mens den i andre enden har en tørr ring med en dypere grop i midten, der limen har hengt fast i treet. Dette noe av hva jeg klarer å registrere med mine egne sanser.

Nå ønsker jeg å bruke teknologi til å skanne limen i 3 dimensjoner, og får fram meget nøyaktige data på hele geometrien til frukten min på en PC-skjerm. Jeg bruker dataprogrammet til å regne ut volumet, men ønsker å dobbeltsjekke beregningen av volumet med en annen metode. Jeg senker limen ned i en kolbe med vann. Ikke en hvilken som helst kolbe. Kolben er utstyrt med et regneverktøy, som digitalt beregner volumforandringer.

Men resultatene fra de to volumberegningene er ikke like?

Ved nærmere ettersyn ser jeg at den nedsenkede limen har små luftbobler i enkelte av fordypningene i skallet, og regneprogrammet som brukte resultatene fra skanningen har en nedre grense for små groper den klarer å oppdage. Begge metodene har altså åpenbare feilkilder ved første inspeksjon, og det finnes sikkert flere. Vel… i et menneskes dagligliv kan vi knapt se noe problem ved slike små avvik, men hva om det faktisk var helt avgjørende å finne volumet til limen med 100 desimalers nøyaktighet? Hva om…?

Jeg lar volumberegningene ligge, og ønsker å finne ut av hva den består av kjemisk sett. Jeg sender først en bit av skallet til et laboratorium, og får tilbake en fullstendig analyse av hvilke stoffer, og i hvilke relative mengder de finnes i frukten min. Men har jeg definert, kjemisk sett hva et lime-skall består av? En lime gjennomgår jo en modningsprosess. Fra limen begynte å vokse på treet, til den havnet i butikkhyllene, til jeg plasserte den på pulten foran meg, og etter at den har havnet i boksen for resirkulering gjennomgår limen sitt eget livsløp: fra umoden, til perfekt moden, og til overmoden og råtten frukt finner vi i en kontinuerlig endring i det kjemiske innholdet. Og hvordan innvirker klima og jordsmonnet, der limen vokser, inn på fruktens kjemiske spekter? Det kjemiske innholdet er en funksjon av flere parametre i omgivelsene. Og merk at vi kun har analysert selve skallet så langt.

La oss endre fokus, slik overskriften i kapittelet antyder er viktig. Ja, vi kan analysere, med høy grad av nøyaktighet, hva en lime består av og hvilken form, farge og vekt den har. Men vi kan ikke gjøre dette 100 % presist. Vi kan også klassifisere dens plass i planteriket. Men er dette nok?

I den vestlige verden bruker vi som oftest lime til å sette en ekstra spiss på smaken til matretter eller noe vi drikker. For oss er den ikke viktig som næringsmiddel og matkilde. Men hva ville en lime være for en dehydrert, utsultet stakkar som ikke har sett vått eller tørt på mange dager? Jo, som livsnødvendig. Smak ville være uvesentlig, mens vann- og næringsinnhold ville være de klart viktigste parametrene.

La oss gå enda lengre. Hva ville en eventuell utenomjordisk sivilisasjon ønsket å vite om en lime? Kanskje ville våre undersøkelser og resultater så langt være helt irrelevante for dem.

De ville kanskje vite hva som reflekteres fra limen dersom du utsetter den for forskjellige typer elektromagnetisk stråling. Hva er det høyeste trykket du kan utsette den for slik at den etter en tid går tilbake til sin opprinnelige form. Hvor høyt trykk må til for at den knuses. Hva er friksjonkoeffisienten. Hva er energiinnholdet hvis den konsumeres, og hvor mye energi får du ut av den hvis hele limen konverteres til ren energi. Hva skjer med limen hvis du sender den inn i et svart hull. Er den giftig eller farlig for dem på en eller annen måte. Kan den inneholde en åndelig kraft. Blir de lykkelige dersom de tar på den. Kan den gi svaret på Meningen med Livet. Er limen en del av nøkkelen til hvordan Universet ble skapt eller hvordan det Universet ender sitt liv.

Det finnes et uendelig antall spørsmål som kan stilles om en ringe lime avhengig av hvilket fokus man har. Spørsmålet blir til slutt: kan man egentlig definere noe som helst objektivt og nøytralt, helt nøyaktig og med alle relevante parametre som kan tenkes?

Mens jeg funderer over dette tar jeg fram et glass, henter en neve frisk mynte ute i hagen min, heller oppi 2 ss sukker og moser blandingen. Til slutt tilsetter jeg 4 cl god rom og 8 cl sodavann, knuser litt is og presser ut all saften av limen som tilsettes drinken.

Jeg setter meg godt til rette og nyter en herlig Mojito-drink…

IMG_3718

Skrevet av Kristian Heide, formidler og fysiker/matematiker, INSPIRIA science center