Vad hade du behövt veta för att avslöja den misstänkta värmepumpen?

Det här inlägget nämner saker som är föremål för rättslig prövning. Jag tar inte ställning i skuldfrågan, meningen med det här inlägget är endast att resonera kring vilken typ av naturvetenskaplig och teknisk kunskap som är bra att ha om man vill utvärdera den typ av uppfinningar som detta handlar om.

Göteborgsposten publicerade igår (2022-06-12) en artikel om en man som misstänks ha lurat till sig 84 miljoner med en falsk uppfinning, en värmepump som påstods kunna ge ifrån sig 10 gånger mer värmeenergi än den el som tillförs*. (Omni har också publicerat en sammanfattning som inte är bakom betalvägg**.) Privatpersoner, företag och Energimyndigheten har alla lockats att investera i denna fantastiska maskin. Så här i efterhand verkar många undra om inte Energimyndigheten borde ha anat ugglor i mossen.

Vilket fick mig att fundera. Säg att du och jag hade blivit erbjudna att investera i en värmepump som ger ifrån sig 10 gånger mer värmeenergi än den el-energi man tillför - vad hade vi kunnat använda för naturvetenskaplig och teknisk kunskap för att avgöra om det är en bra investering?

Termodynamik

Om någon hade sagt till mig att de uppfunnit en motor som ger ifrån sig tio gånger så mycket energi som man stoppar in i den så hade jag nickat artigt och hittat på en ursäkt för att avsluta samtalet. Anledningen är att det bryter mot termodynamikens huvudsatser. En motor tar elektrisk eller kemisk energi (t.ex. från bensin) och omvandlar den till rörelseenergi. Termodynamikens första huvudsats säger att energi inte kan skapas eller förstöras utan bara omvandlas, så du kan inte få ut mer rörelseenergi än den elektriska eller kemiska energi du stoppat in. Termodynamikens andra huvudsats säger dessutom att entropin måste öka, vilket leder till att man förlorar energi i omvandlingen. För en motor måste man alltså räkna med att få ut mindre energi än man stoppar in.

Nu handlar detta emellertid om en värmepump. En värmepump är en maskin som, när man tillför energi, tar upp värmeenergi på en plats där temperaturen är låg och ger ifrån sig värmeenergi där temperaturen är hög - platsen där temperaturen är låg kan vara insidan på ditt kylskåp, och i så fall är platsen där temperaturen är hög ditt kök. Om det istället är en luft-luftvärmepump i en villa är den kalla platsen utomhus, och den varma inomhus. I termodynamiken kallar man det här för en kall reservoar och en varm reservoar.

Termodynamikens första huvudsats kräver att den mängd värmeenergi som du dumpar i den varma reservoaren är lika med den energi du tillför värmepumpen plus den värmeenergi den plockar upp från den kalla reservoaren. En fungerande värmepump kommer därför alltid att släppa ifrån sig mer energi än du stoppat in i den, men den har inte skapat någon energi ur intet utan bara plockat upp den ur den kalla reservoaren.

Termodynamikens andra huvudsats sätter gränser för hur mycket energi värmepumpen kan plocka upp i den kalla reservoaren per enhet energi du tillför till pumpen. Med hjälp av lite matematik kan man räkna ut att maxgränsen beror på hur varm den kalla reservoaren är och hur stor temperaturskillnad det är mellan den varma och den kalla reservoaren. Bäst fungerar det om den kalla reservoaren har rätt hög temperatur och skillnaden i temperatur mellan reservoarerna är liten. Vad som är intressant för oss i det här fallet är att termodynamikens första och andra huvudsats - i teorin - inte hindrar dig från att konstruera en värmepump som under ideala förhållanden dumpar tio gånger mer värmeenergi i den varma reservoaren än du tillför i form av t.ex. elektricitet. Det gäller bara att välja rätt temperaturer på dina reservoarer.

OK, så vi kan inte avfärda vår potentiella investering bara med hjälp av termodynamikens huvudsatser. Men hur blir det i verkligheten?

Värmepumpar i praktiken

Termodynamikens första och andra huvudsats kan hjälpa oss att ta reda på vad som är teoretiskt möjligt under ideala förhållanden. I verkligheten är förhållanden inte ideala och som regel innebär det att saker funkar sämre - en riktig värmepump når inte upp till den teoretiska maxgränsen för hur mycket energi den kan plocka upp ur den kalla reservoaren. 

Detta innebär att bara för att det är teoretiskt möjligt att få ut tio gånger så mycket värmeenergi som den el man stoppar in i värmepumpen, måste det inte vara praktiskt möjligt.

Ett sätt att skaffa sig en uppfattning om vad som är praktiskt möjligt är att kolla på existerande värmepumpar. Lite letande på nätet ger intrycket att värmepumpar som används för att värma upp hus ger ifrån sig fem-sex gånger så mycket värmeenergi som den el man stoppar in - fast det är lite komplicerat att jämföra eftersom det beror på utomhustemperaturen (se t.ex. denna sida). Det skulle innebära att tio gånger energin är nästan dubbelt så bra som vad existerande tillverkare av värmepumpar skryter om. En väldigt stor skillnad, en toppeninvestering om det visar sig funka - men kanske för bra för att vara sant? Teknisk utveckling sker oftare gradvis än i stora språng, och en så här markant förbättring kan få en att höja på ögonbrynen.

Som potentiella investerare skulle vi nog vilja ha en riktigt bra förklaring på hur det går till.

Vaddå synkrotron energi?

Enligt GPs artikel hade den förklaring som erbjöds att göra med något som kallades "synkrotron energi". En synkrotron är en sorts partikelaccelerator och har ingenting med värmepumpar att göra. Hade jag varit en potentiell investerare hade jag velat fråga vidare för att ta reda på vad som egentligen menas, och om "synkrotron energi" bara är ett hemmasnickarat begrepp för något mer välkänt. Om jag inte fick mer information skulle jag antagligen tolka det som en varningssignal.

Dessutom... det där med patent...

Okej, det här faller kanske inte under naturvetenskap och teknik, men... 

Enligt artikeln i GP har den misstänkte påstått sig äga patent på den aktuella tekniken i flera länder. Godkända patent publiceras så att de är tillgängliga för allmänheten (om de inte innehåller försvarshemligheter, men alltså... det är en värmepump). Patentansökningar publiceras 18 månader efter att de lämnats in även om de inte blivit godkända (förutsatt att de inte dragits tillbaka, men då kan det inte heller bli några patent av dem). Ett patent ska dessutom innehålla tillräckligt med information för att någon annan ska kunna "utöva uppfinningen" - i det här fallet, bygga och använda värmepumpen. Här borde vi kunna få nån typ av svar på våra frågor om synkrotron energi.

Patenten borde inte heller vara svåra att hitta. Man kan få fram patent (och publicerade patentansökningar) där en viss person listats som sökande eller uppfinnare både via Google Patents och Espacenet. Om det hade påståtts att det fanns godkända patent och jag inte lyckats hitta dem där så hade jag sett det som ett allvarligt varningstecken.

Det ser inte ut som att man hade kunnat avfärda den här uppfinningen helt bara utifrån grundläggande kunskaper om termodynamik, men om man funderar vidare på vad som är praktiskt möjligt (och på hur det funkar med patent) dyker det upp signaler om att det som minst är en väldigt riskabel investering, och skulle kunna vara för bra för att vara sant. Jag är själv inte särskilt riskbenägen när det gäller investeringar, så jag tror jag hade avstått - fast det är ju lätt att säga nu i efterhand.

* Titeln på GPs artikel är Misstanken: "Uppfinnare" lurade till sig 84 miljoner - med falsk värmepump. Den går antagligen att hitta via lämplig sökmotor, men jag vill inte länka för att undvika ev. pingbacks.

** Omni har den lite mer tvärsäkra titeln Falsk uppfinning drog in miljoner - man åtalas. Borde också gå att hitta via lämplig sökmotor.

Mer 5G: Frekvenser och hastigheter

I det förra inlägget på bloggen skrev jag om vad 5G är och vad man hoppas att införandet av 5G ska leda till, framför allt när det gäller nya tillämpningar. Jag nämnde också att en av de mest uppmärksammade tekniska förändringarna i övergången från 4G till 5G är planerna på att använda högre frekvenser för informationsöverföring, vilket gör det möjligt att öka hastigheten i informationsöverföringen. Uppriktigt sagt var det detta som fick mig att vilja skriva nåt om 5G - jag tycker nämligen att de flesta förklaringar av kopplingen mellan informationsöverföring och frekvens som man hittar i media är lite väl förenklade. Så hur skulle man förklara det istället?

Innan vi börjar nysta i det kan det vara bra att skaffa sig ett hum om vad vi menar med högre frekvenser i det här sammanhanget. Alla mobiltelefonisystem (och annan trådlös kommunikation) använder sig av elektromagnetiska vågor för att överföra information. Frekvensen hos vågen är antalet vågtoppar per sekund. (För att göra en jämförelse med en lite mer välbekant typ av våg så skulle du kunna få fram frekvensen hos vågorna i badsjön genom att lägga dit en boj och sedan räkna hur många gånger den guppar upp och ner per sekund.) En högre frekvens motsvarar ett kortare avstånd mellan vågtopparna, även kallat våglängd. Våglängden är bra att ha koll på för att vågor har lättast att påverka (eller påverkas av) saker vars storlek är i närheten av våglängden. Det är t.ex. viktigt när man konstruerar antenner som ska sända och ta emot elektromagnetiska vågor.

Figuren nedanför visar väldigt ungefärligt hur frekvens (mitten) och våglängd (längst ner) följs åt för elektromagnetiska vågor från kilometerlånga radiovågor till högfrekvent gammastrålning. Det mångfärgade bandet nära mitten visar ungefär var synligt ljus ligger i frekvens och våglängd. Notera att skalan är logaritmisk! Skillnaden mellan strecken på skalorna är en faktor 1000.

Den gröna pilen i figuren pekar mot de högsta frekvenser som används i fjärde generationens mobiltelefoni, 4G, runt 2.6 GHz. Det är också i det här frekvensområdet man kommer att börja lansera 5G. Den blå pilen pekar på de högre frekvenser nära 25 GHz som man vill börja använda inom kort, alltså ca. 10 gånger högre frekvens än vad man använt tidigare. Slutligen pekar den röda pilen mot det frekvensområde man idag använder för fordonsradar, runt 77 GHz. Det finns planer på att utöka 5G till de här frekvensområdena också. När vi talar om höga frekvenser för mobiltelefoni handlar det alltså visserligen om 10-100 gånger högre frekvenser än man använt tidigare, men fortfarande en bra bit under frekvensen hos synligt ljus. Våglängdsmässigt handlar det om att gå från decimeter till centimeter eller millimeter.

Den översta skalan i figuren visar fotonenergi i enheten elektronvolt (eV), något som är bra att ha med när man kollar på hur elektromagnetiska vågor påverkar t.ex. levande varelser. Vi består ju av en stor mängd molekyler (vattenmolekyler, proteiner, fetter, DNA...) och när elektromagnetiska vågor stöter på molekyler beter de sig mer som partiklar, så kallade fotoner. Varje foton har en viss energi som är kopplad till frekvensen, och den energin avgör hur molekylerna påverkas. De mest välkända exemplen är fotonenergier över ca. 10 eV, som kan sparka ut elektroner ur molekylerna (så kallad joniserande strålning), och fotonenergier på något tiotal mikro-elektronvolt som är bra på att få molekyler att börja rotera, vilket leder till en högre temperatur (detta är principen bakom en mikrovågsugn). Däremellan finns fotonenergier som t.ex. kan sparka igång vibrationer i molekyler eller få elektronerna i dem att övergå till ett högre energitillstånd. Den typen av effekter är ofta begränsade till ett litet antal frekvenser per molekyl, eftersom de beror på exakt hur molekylen ser ut.

När det gäller våra 5G-frekvenser så ser vi att deras fotonenergier ligger i ett område där man kan förvänta sig att molekyler ska reagera genom att börja rotera på olika sätt, vilket i förlängningen kan leda till högre temperaturer - däremot är vi långt från fotonenergier som kan påverka elektrontillstånd eller jonisera molekylerna. Eftersom jag inte har nån medicinsk utbildning tänker jag inte gå in så mycket mer på de möjliga effekterna på människor och djur, men Strålsäkerhetsmyndigheten har en bra sammanfattning av forskningsläget för den som är intresserad.

Men åter till frågan vi ställde i början - varför kan man överföra information i en högre takt om man använder en högre frekvens? För att förstå det behöver vi kolla på hur man använder elektromagnetiska vågor för att överföra information över huvud taget. Informationen man vill överföra behöver bakas in i vågrörelsen, en process som kallas modulering. Modulering kan ske genom att man ändrar vågens amplitud, frekvens eller fas (en vågrörelses fas säger något om var och när vågtoppar och vågdalar uppstår - man skulle t.ex. kunna ha två vågrörelser med samma amplitud och frekvens, men där den ena har en vågtopp när den andra har en vågdal, och de är då ur fas). Man kan också kombinera fas, amplitud och frekvensmodulering på olika sätt. För mobiltelefoni används digital modulering, där man växlar mellan olika värden på amplitud, fas och frekvens och varje kombination står för en kombination av ettor och nollor.

Alla former av modulering innebär att man blandar in fler frekvenser i signalen än bara grundfrekvensen, vilket innebär att man i praktiken inte använder en enskild frekvens utan ett band av frekvenser. Ju snabbare man växlar mellan de olika värdena på amplitud, frekvens eller fas desto bredare band av frekvenser behöver man använda. För digital modulering innebär det att om man har ett mer omfattande frekvensband till sitt förfogande så kan man växla amplitud, frekvens eller fas snabbare och därmed skicka fler kombinationer av ettor och nollor under samma tidsintervall. 

Ovanstående förklaring verkar ju peka på att bandbredden, snarare än frekvensen, skulle vara viktigast för överföringstakten - ett frekvensband på 100 MHz runt en mittfrekvens på 2 GHz borde ge samma hastighet för informationsöverföring som ett frekvensband på 100 MHz runt 20 GHz. Det stämmer visserligen, men det är lättare att använda ett bredare frekvensband på en högre frekvens av praktiska skäl. Antenner och andra komponenter som används i sändare och mottagare funkar bäst för en mittfrekvens plus / minus en bråkdel av mittfrekvensen i fråga - säg 5 procent. Det skulle innebära att man vid 2 GHz skulle kunna använda ett frekvensband från 1.9 GHz till 2.1 GHz - 200 MHz - medan man vid 20 GHz skulle kunna använda 19 till 21 GHz. Det är det här som gör att man får en högre överföringstakt vid högre frekvenser.

Den här hastighetsökningen anses vara tillräckligt viktig för att man ska vilja använda de högre frekvenserna trots deras nackdelar. Dessa högre frekvenser absorberas lättare i atmosfären - av vattenånga och andra molekyler, och av vattendroppar när det regnar eller är dimma. Det innebär att de här elektromagnetiska vågrörelserna försvagas snabbare än för lägre frekvenser, och är en starkt bidragande orsak till att man behöver fler basstationer, placerade på mindre avstånd från varandra, för att få bra täckning med de högre frekvenserna. Det är också svårare att få dessa frekvenser att nå in i hus från en basstation utanför huset. 

Högre frekvenser har också en annan fördel - de kan göra det lättare att konstruera de antenner men många antennelement som också är en del av 5G. Men det får vi ta nästa gång.

Utsläppsrätter och målsättningar - en översikt över de politiska partiernas klimatambitioner inför EU-valet

Om en vecka är det val till EU-parlamentet, något som i vanlig ordning inte skapar så mycket rubriker trots tappra försök från både kampanjande politiker och public service. För att ge det lite mer uppmärksamhet kommer här en uppföljare till en artikel jag skrev i Folkvett 18-3, där jag försökte avgöra om riksdagspartiernas förslag på klimatåtgärder faktiskt skulle kunna påverka klimatet åt rätt håll. Här tänkte jag istället kolla på de delar av miljöpolitiken där EU har stort inflytande och vad partierna säger om dessa i sina EU-valplattformar. Eftersom det sitter fler svenska partier i EU-parlamentet än i riksdagen kommer jag också förutom riksdagspartierna att ta med Feministiskt Initiativ, som blev invalt i EU-parlamentet 2014, och Partiet Vändpunkt som fick ett mandat i år genom att en av Miljöpartiets EU-parlamentariker bytte parti.

Vilka delar av klimatpolitiken påverkar EU mest?

Den första frågan man kan ställa sig är vad EU egentligen kan göra på klimatområdet när rätt mycket av de faktiska lagarna fortfarande beslutas på nationell nivå. Går man in på EU-kommissionens hemsida och läser om deras klimatambitioner för 2020, 2030 och 2050 ser man att de lyfter fram tre typer av åtgärder: justeringar i handeln med utsläppsrätter, överenskommelser om utsläppsmål för medlemsstaterna och åtgärder för energieffektivisering. Av de här tre typerna av åtgärder är handeln med utsläppsrätter den som EU-kommissionens egen hemsida framhåller som EU:s nyckelåtgärd. Handeln med utsläppsrätter används för att begränsa och sätta ett pris på utsläpp från energisektorn, tillverkningsindustrin och flyget, med ambitioner att successivt sänka den totala mängden koldioxid som får släppas ut. Andra typer av transporter och sådant som t.ex. jordbruk omfattas inte av handeln med utsläppsrätter, där kan istället medlemsländerna själva sätta in åtgärder för att nå sina utsläppsmål.

Även om handel med utsläppsrätter är nyckelåtgärden så har nog energieffektiviseringen en mer direkt påverkan på enskilda medborgare, eftersom vi bland tidigare åtgärder på området bland annat hittar obligatoriska energieffektivitescertifikat för byggnader och märkning av t.ex. vitvaror för att visa hur energieffektiva de är. En annan sak som kan märkas i vardagen är EU:s satsningar på cirkulär ekonomi, vilket i deras tappning främst handlar om mer omfattande och effektiv materialåtervinning.

När det gäller effekten av de här åtgärderna konstaterade vi i den förra artikeln att handel med utsläppsrätter verkar ha positiv effekt. Att energibesparingar är bra så länge de inte helt äts upp av ökad total konsumtion är också rimligt. Alltså verkar EU göra saker som kan fungera, men det finns ingen garanti för att det är tillräckligt.

Och vad vill de svenska partierna?

Så vad har våra svenska partier för attityder och ambitioner i förhållande till EU och klimatet? I stort verkar man kunna dela in dem i fyra grupper, beroende både på hur höga klimatambitioner de har och om de tror att EU kan nå upp till de ambitionerna.

Grupp 1: de entusiastiska

I den här gruppen hittar vi dem som gillar EU:s nuvarande klimat- och miljöåtgärder och EU som företeelse, men gärna skulle göra mer. Centerpartiet och Liberalerna hamnar här då de båda gillar handeln med utsläppsrätter och utsläppsmål men vill ha högre krav, lägre totala utsläpp och i Liberalernas fall en koldioxidskatt. Båda partierna förespråkar också mer forskning och utveckling av teknik som kan minska utsläppen.

Miljöpartiet hamnar också i den här gruppen. Även om de inte är lika entusiastiska EU-anhängare som de båda andra verkar de öppna för att använda EU i klimatpolitiken, med generellt hårdare krav på utsläppsminskningar, satsning på järnvägar och utfasning av verksamhet som skadar klimatet ur EUs: budget.

De systemkritiska

Den som följt miljörörelsen en längre tid vet att det alltid funnits starka inslag av civilisations- och systemkritik, där konsumtionssamhället och ibland kapitalismen hamnar i skottgluggen som orsaker till inte bara miljöförstöring utan också brist på social hållbarhet. Bland partierna representeras detta framför allt av Feministiskt Initiativ och det nybildade Partiet Vändpunkt , samt i viss mån Vänsterpartiet.

Dessa tre partier kräver alla en omfattande och snabb omställning till ett miljövänligare samhälle, men till skillnad från entusiasterna i den första gruppen förespråkar de större systemförändringar och säger sig vilja motverka att grupper som redan har det besvärligt ekonomiskt får betala priset för omställningen. Av de tre partierna är FI det som i klartext kritiserar idén om fortsatt ekonomisk tillväxt och ökad konsumtion, medan Vändpunkt skjuter in sig på vilka klimatkrav som kan ställas på företag genom EU:s handelsavtal. Vänsterpartiet kritiserar EU-subventioner till klimatskadlig verksamhet och lobbygruppers inflytande på EU:s klimatpolitik, men verkar samtidigt öppna för att använda existerade system, som handel med utsläppsrätter, om kraven på snabba utsläppsminskningar höjs.

De som fortsätter som vanligt

I den här gruppen hittar vi dem som gillar dagens åtgärder och är positiva till EU, men inte nödvändigtvis driver på för att höja klimatkraven rejält. Här hittar vi Socialdemokraterna, som verkar vilja att EU ska vandra vidare på den inslagna klimatvägen och helst höja ambitionerna lite grann, t.ex. genom att sätta ett slutdatum för försäljningen av bensin- och dieseldrivna bilar, men inte går ut lika hårt med krav på sänkta utsläpp och högre målsättningar som L, C och MP. Efter en viss tvekan får vi också placera Moderaterna här, eftersom åtminstone vissa av deras kandidater placerar miljöfrågor högt bland sina prioriteringar. De verkar också vilja att EU:s klimatarbete ska fortsätta som förut, framför allt handeln med utsläppsrätter.

De som prioriterar annat

Med tanke på hur mycket uppmärksamhet klimatfrågan får i samhället som helhet vore det märkligt om något parti helt undvek att nämna den i sin plattform för EU-valet, men det finns ändå två partier som lägger mindre vikt vid att föra fram sin klimatpolitik. De partierna är Kristdemokraterna och Sverigedemokraterna. Kristdemokraterna har i presentationen av sin EU-politik några allmänna skrivningar kring nödvändigheten av att uppdatera klimatmålen efter hand och det positiva i att Sverige föregår med gott exempel i klimatfrågor. Sverigedemokraterna å sin sida sticker ut genom att vilja ta med fler länder, helst hela världen, i systemet för handel med utsläppsrätter. I övrigt har de dock inte mycket att säga om klimatet.

Så vad blir slutsatsen?

Precis som i den nationella klimatpolitiken slår partiernas grundläggande ideologi igenom i klimatpolitiken på EU-nivå, men partiernas inställning till EU som företeelse påverkar också vad de fokuserar på i klimatpolitiken. Den skarpaste skiljelinjen i det avseendet går mellan partier som är EU-entusiaster och har höga klimatambitiner, som C och L, och de som är EU-skeptiska men har höga klimatambitioner, t.ex. V. Samtliga partier har någon form av klimatpolitik kopplad till EU, men det finns väldigt tydliga skillnader mellan de som prioriterar frågan och de som lägger mer vikt vid annat.

Det vara på sin plats att avsluta med en liten spaning på vilka andra miljörelaterade frågor som partierna tar upp i sina valplattformar. EU har rätt strikta regler kring genmodifierade grödor, men bara två av partierna tar upp frågan i sina valmanifest (L och KD, båda förespråkar försiktighetsprincipen). EU har också ett förslag på gång om att förbjuda engångsartiklar i plast, alltså plastmuggar, plastbestick etc. Det förslaget får desto mer uppmärksamhet av partierna, från Liberalernas förhoppning om ett förbud inte bara för engångsartiklar utan för alla typer av icke återvinningsbar plast och Centerpartiets positiva inställning till plastförbud, via Kristdemokraternas försiktiga bifall, till Sverigedemokraterna, som i sin valplattform påpekar att det mesta plastskräpet i världens hav kommer från Asien. Sådant som kan ge omedelbara men relativt små effekter på människors liv är uppenbarligen lättare att diskutera än sådant som kan få stora effekter på lång sikt. Vilket ju på sätt och vis också är klimatpolitikens dilemma.

Det är faktiskt svårt att faktagranska en känsla

Jag är inte expert på nåt område som är relevant för den här frågan utan skriver om den mest p.g.a. ett intresse för faktagranskningar, "debunkings" och vad de egentligen kan tillämpas på. Ta det för vad det är.

Faktiskt.se, den nya faktagranskningssidan där DN, SvD, KIT, SVT och SR ska avgöra vad som är sant eller falskt i nyhetsflödet, hann inte vara igång särskilt länge innan det blev debatt. SVT och DN lade båda upp granskningar av LO:s påståenden, på Twitter och i en reklamfilm, om några av Alliansens politiska förslag. De tre utvalda påståendena, om att "Moderaterna vill sänka löner" och att "med Moderaternas förslag blir alla provanställda på livstid" (SVT) och

 "Alliansen vill avskaffa fasta anställningar" (DN), gavs samtliga etiketten "helt falskt". Detta ledde till kritik från LO och andra på samma kant, som ansåg att påståendena istället var helt sanna.

Det har diskuterats på andra håll, exempelvis i Sveriges Radios program "Medierna" (programmet från den 28:e april), hur påståendena kan tolkas på olika sätt och inte är helt felaktiga om man ser till troliga effekter av Alliansens förslag. Emellertid finns det en annan aspekt, framför allt på de påståenden som hämtats från reklamfilmen, som jag inte sett nån reda ut ordentligt. I en intervju i Fokus (olyckligtvis bakom betalvägg) hävdar LO:s planerings- och kommunikationschef Eric Sundström att det som uttrycks i reklamfilmen är enskilda LO-medlemmars oro för vad Alliansförslaget ska föra med sig, snarare än faktapåståenden om det lagda förslaget. Och ingen ska minsann tala om för LO-medlemmar hur de får uttrycka sin oro, tycker han.

Oro är en känsla. Kan man faktagranska känslor? Kan man faktagranska känslor i reklam?

Med att faktagranska känslor menar jag i det här fallet att man försöker avgöra, inte om känslorna är genuina, utan om de kan ses som befogade. Är det rimligt att oroa sig för att fasta anställningar försvinner om LAS förändras? Är det vettigt att oroa sig för generella lönesänkningar om det lagstiftas om lägre lön för vissa grupper?

Till skillnad från faktafrågorna, där man faktiskt kan komma fram till ett otvetydigt svar om man bara tar sig tid att definiera frågan ordentligt, så kommer frågan om vad det är rimligt att känna alltid att vara subjektiv. Den hänger förståss ihop med om känslan framkallats av korrekt eller inkorrekt information, men även om alla skulle ha tillgång till samma information skulle inte alla göra samma bedömning. Som individer lägger vi olika stor vikt vid olika aspekter och värdesätter olika saker - nån inte värdesätter trygghet kan reagera annorlunda på t.ex. LAS-förslaget än nån som ser trygghet som viktigt. Är man bara en vanlig individ vid ett vanligt kaffebord, utan filmkamera, är det väl strängt taget också ens ensak. Ingen annan kan egentligen bestämma vad man borde känna.

Emellertid så var det ju fråga om en reklamfilm, och då blir det en annan sak. Jag är inte medieforskare, men som vanlig enkel konsument ser jag reklamfilmer framför allt som försök att inge mig en viss känsla och knyta den till en viss företeelse. Visst, det kan förekomma fakta om priser, prestanda, kalorier etc., men klädreklamen jag sett på YouTube de senaste veckorna fokuserar ändå på att visa mig osannolikt lyckliga kvinnor som dansar omkring i romantiskt pastellfärgade miljöer - inte på t.ex. materialval eller om deras byxor finns i en extra lång modell. På samma sätt tolkar jag LO-filmen som ett försök att föra över oro för Allianspolitiken till mig som tittare. I slutänden vill man förståss skapa debatt och sprida information, men man gör det via känslofokuserad kommunikationsform. Då blir det plötsligt viktigt att kunna diskutera hur rimliga känslorna är, och att hänvisa till att det är en enskild individs funderingar och oro blir en dimridå. Det är trots allt en stor organisation som valt att visa just den här individens oro, i just dessa formuleringar och med ett visst syfte.

LO är naturligtvis inte de enda som kommer att spela på våra känslor detta valår - det lär alla försöka göra. De lär inte heller vara de enda som hänvisar till enskildas rädsla, oro eller ilska istället för till hårda fakta när de argumenterar för sin ståndpunkt. Och faktagranskning i all ära, men jag tror inte att faktiskt.se är rustade för att granska den typen av argument. 

Hur ska man göra det istället? Jag vet inte.

Ett annat sätt att kommunicera forskning?

I slutet av mina doktorandstudier, när jag skulla börja skriva min avhandling, berättade en av mina handledare en anekdot om en doktorand som lade in ett par rutor ur en Kalle Anka-tidning som en figur i andra halvan av sin avhandling. Inte för att den på nåt sätt hade med ämnet att göra, utan för att han var helt säker på att inte ens opponenten (som ändå ska göra en ordentlig granskning) skulle läsa så långt. Om nån upptäckte tilltaget eller inte ingick inte i anekdoten, men den ger ändå en utmärkt illustration av attityden kring akademiska texter inom naturvetenskap. I ditt forskarliv förväntas du producera en inte oansenlig mängd text enligt en bestämd mall, men räkna inte med att någon kommer att läsa mer än sammanfattningen, bildtexterna och möjligen resultat- och metoddelarna. Resten är endast en formsak.

Samtidigt som en stor del av innehållet i akademiska texter alltså egentligen är rätt onödigt är det mycket som inte finns med, eller åtminstone inte kommer till sin rätt. På grund av begränsat utrymme och den tryckta textens (eller den e-publicerade pdf-filens) statiska natur blir figurer och tabeller mindre och otydligare än de kunde ha varit. När du analyserat din data och plottat en figur med t.ex. Matplotlib kan du zooma i den och ta reda på exakta värden i viktiga punkter. Är det en figur som gör sig bättre i 3D kan du oftast rotera den. I den publicerade texten är figuren platt och låst i det perspektiv som artikelförfattaren bestämt.

En kommunikationsform som skulle kunna lösa det sistnämnda problemet och som ofta framställs som ett alternativ till vanliga vetenskapliga artiklar är så kallade "notebooks", dokument där förklarande text och matematiska formler varvas med programkod. Har man tillgång till samma mjukvara som den som skrev dokumentet kan man köra kodstyckena interaktivt, zooma som man vill i figurerna och dubbelkolla analyserna. Formatet har sitt ursprung hos Wolfram Mathematica men har spritt sig till open source-världen i form av Jupyter notebooks. I den senaste artikeln jag läst där notebooks beskrivs som framtiden för vetenskapliga publikationer framhålls hur detta skulle kunna motverka problemet med icke reproducerbara resultat genom att göra de bakomliggande analyserna lättare att granska.

Jag har arbetat i Jupyter notebooks på senare tid som en del i en online-kurs i maskininlärning, och jag kan absolut se poängen med formatet. Det underlättar när man behöver kombinera exempel i text med exempel i kod, så om inte annat är det ett utmärkt undervisningsverktyg. Å andra sidan gör kombinationen med vanlig text och figurer att det inte är rätt format för den mest komplicerade eller omfattande koden, som fortfarande får ligga i egna moduler eller klasser (ja, jag kör Python) utanför själva notebook-dokumentet. Det gör att det inte nödvändigtvis blir transparent och lätt att följa bara för att det är en notebook.

Kanske kan notebooks bidra till att akademiska texter innehåller mindre av det som ingen läser, och mer relevant information. Men antagligen kommer någon att försöka smyga in seriestrippar i dem i alla fall.

Blir vetenskapliga artiklar mer och mer svårlästa?

Don't use a five-dollar word when a fifty-cent word will do
                                                                                  - Mark Twain 

Har vetenskapliga artiklar blivit svårare att läsa sen början av förra århundradet? Ja, åtminstone om man ska tro en studie från Karolinska Institutet som lades ut som preprint härom veckan (den har alltså inte genomgått granskning än). I studien används två standardiserade mått på läsbarhet, som bland annat mäter antal stavelser i ord, meningarnas längd och om orden kan anses vanligt förekommande, för att undersöka hur läsbarheten hos artiklar i biomedicin varierat över tid. Man fann att läsbarheten har sjunkit markant under de senaste hundra åren och att ett större antal författare gjorde artiklarna extra svårlästa. Dessutom undersökte man vilken sorts ovanliga ord som förekom i texterna. Det visade sig att artiklarna innehöll många rätt formella ord, t.ex. använde många "novel" istället för "new" och ord som "moreover", "distinct" och "therefore" har ökat i användning över tid (samtliga artiklar var på engelska).

Nu är det förståss inte helt lätt att mäta läsbarhet, och man kan diskutera om antal stavelser, meningars längd och mängden svåra ord verkligen fångar det som gör en vetenskaplig artikel svårläst. I en krönika i Nature som diskuterar studien nämns bland annat att man kan slå upp svåra ord, men om en mening är illa konstruerad grammatiskt kan den vara svår att tolka även för någon som är expert på vad nu artikeln handlar om. Likaså är det svårare att läsa en artikel där resonemang och beskrivningar inte hänger ihop eller utelämnar viktiga moment. Efter att ha läst metoddelen i studien från Karolinska skulle jag vilja tillägga att den helt bortser från en viktig aspekt av läsbarhet, nämligen mängden förkortningar. I vissa vetenskapliga discipliner tycks hälften av artiklarna bestå av förkortningar för olika beräknings- eller mätmetoder, vilket definitivt gör dem mer svårgenomträngliga.

Så är detta ett problem? En svårläst artikel tar längre tid att läsa och utvärdera, vilket saktar ner forskningsprocessen. Tillsammas med den kraftiga ökningen i mängden publicerade artiklar inom de flesta fält kan det leda till att forskare inte anser sig hinna göra ordentliga litteraturgenomgångar, utan att de prioriterar att får ut sin egen forskning. Viktiga resultat skulle då kunna bli bortglömda för att de presenterats i en illa skriven artikel. Dessutom är ju själva målet med en artikel att kommunicera forskningsresultat, så är den svårläst motverkar den delvis sitt syfte. Å andra sidan verkar de flesta forskare jag träffat inte läsa andras artiklar från början till slut, utan mest kolla på sammanfattningen och figurerna för att sedan koncentrera sig på den bit de är mest intresserade av. Med tanke på det och på att mängden nya artiklar är praktiskt taget ohanterlig för de flesta vore det kanske bättre att förändra sättet man presenterar resultat på i grunden, snarare än att bara försöka förbättra språket.

Nu finns det ju de som hoppas att det inte bara är andra vetenskapare som ska ta del av ens resultat, utan även en vetgirig allmänhet. Här är svårlästa artiklar med formellt språkbruk absolut ett problem. Å andra sidan är vetenskapliga artiklar framför allt riktade till andra som arbetar inom samma fält, så att kräva att de också ska vara lätta att ta till sig för vetenskapsjournalister eller en bredare allmänhet är att ställa väl höga krav. Ingen text som presenterar fakta, oavsett hur välskriven, kan tillfredsställa alla typer av läsare - det finns alltid en huvudsaklig målgrupp. Dessutom skrivs de flesta vetenskapliga artiklar på engelska, vilket gör det svårt för de delar av allmänheten som inte har engelska som modersmål och har problem med att ta till sig avancerade texter på sitt andra- eller tredjespråk. (Jodå, de finns de som har svårt att läsa engelska. Jag har träffat dem, även på universitetet.) Här tror jag mer på att uppmuntra antingen den enskilde forskaren eller universiteten som sådana att producera även mer populärvetenskapliga texter riktade till vetenskapsjournalister och/eller allmänheten. På så sätt skulle även icke-experter kunna ta del av vetenskapliga framsteg så att säga från källan, men utan att det blir oöverstigligt svårt och tidskrävande.

Bland beräkningar och bränsleceller

När jag höll mitt licentiatseminarium om ett elektrolytmaterial för bränsleceller för snart fyra år sen fick jag frågan om vad jag såg som de största problemen med att ersätta förbränningsmotorer och bensin med bränsleceller och vätgas. Mitt svar, som orsakade viss munterhet i publiken, var att problemen var framställning, förvaring och förbränning av vätgas. Hade någon frågat mig idag hade jag nog svävat lite mer på målet eftersom det är längre sen jag arbetade med de här sakerna, men i princip kvarstår problemen. För att få en ordentlig miljömässig vinst av att byta till väte som bränsle behöver man kunna framställa det effektivt med hjälp av förnybar (eller åtminstone klimatneutral) energi, förvara den på ett säkert och praktiskt sätt som möjliggör att snabbt fylla tanken på en bil, och förbränna den i en bränslecell som håller en rimlig temperatur och en rimlig tillverkningskostnad.

Enligt en text i IEEE Spectrum som jag fick syn på för ett tag sen har man gjort vissa framsteg när det gäller det där med förvaringen. Standardmetoden för att förvara vätgas (och andra gaser för den delen) är i gasflaskor eller tankar under högt tryck. Den förvaringsmetoden har vissa problem, t.ex. risk för explosion om temperaturen blir för hög. Det är möjligt att riskerna skulle gå att hantera, men många som förespråkar vätgas som bränsle skulle hellre se en annan variant: Att man fyller tanken med något annat material som vätgasen sen kan pumps in i och binda till. Det är lite som att förvara vatten i en tvättsvamp istället för i en flaska, förutom att vatten inte kräver flera atmosfärers tryck. Detta ställer dock stora krav på förvaringsmaterialet: Det ska kunna rymma mycket vätgas, så att man kan köra långt på en tank, det ska vara lätt, och vätgasen måste binda tillräckligt starkt till det för att det ska vara stabilt men tillräckligt svagt för att man ska kunna fylla eller tömma tanken fort. Lösningen på problemet antas i regel vara porösa material med många små hålrum. Hålrummen gör både materialet lättare och ger det större yta, d.v.s. mer plats för vätemolekylerna att fastna på.

I artikeln som IEEE Spectrum hänvisar till är det porösa materialet ett nätverk av grafen-lager som sitter ihop med hjälp av nanorör av bornitrid. Bornitrid består som namnet antyder av grundämnena bor och kväve, och kan på samma sätt som grafen framställas i skikt som bara är en enda atom tjocka. Det kan också formas till nanorör, mycket mycket små ihåliga rör vars vägg är ett enda lager atomer. Artikeln bygger på datorsimuleringar av ett nätverk av grafen och bornitrid, och de simuleringarna visar att det resulterande materialet skulle kunna rymma stora mängder vätgas, samtidigt som det skulle vara väldigt lätt.

Betyder det att man har löst förvaringsproblemet för vätgas? Nej, tyvärr inte, även om det här materialet verkar lovande. Det har framställts i laboratorium än, så om det visar sig vara väldigt svårt att tillverka blir det ändå inte så intressant att använda praktiskt. Att man kan räkna ut att materialet är bra för vätelagring borde dock göra det mycket mer intressant att faktiskt försöka framställa det - så vem vet, vi kanske får se det inom några år.

Deal with the feelz: what Trump has in common with the Swedish Green Party

Reality is that which, when you stop believing in it, doesn't go away. 
                                                                        - Philip K. Dick

I've become a bit of a fan of John Oliver and the HBO show Last Week Tonight. I like the jokes (obviously), but also the amount of research that goes into them. Last Week Tonight is comedy, but it appears to be comedy intent on bringing to your attention things you don't normally think or hear about. (Also, this thing about science communication.)

Of course, Oliver also brings up things that are very much on everyone's mind. Like last Sunday, when he talked about the Republican National Convention and how Donald Trump is now one step closer to becoming president of the USA. (Which is terrifying, by the way.) Oliver made a very valid point: There is a surprising amount of talk about feelings from the Trump side. Not just any feelings, either, but feelings about things like immigration and crime rates that are allowed to overshadow any available facts on the matter. In one clip from CNN, a reporter asks Republican Newt Gingrich about crime rates, stating that the rate of violent crime is on a general downwards trend in the US. Gingrich completely dismisses this, saying that people feel that crime has become more prevalent and that as a politician, he's going to go with what people feel.

From a Swedish perspective it would be easy to dismiss this as general American weirdness, but what struck me was that I distinctly remember reading almost exactly those same words before, but in Swedish and on a very different topic. No, it wasn't about immigration. It was some ten years ago, it was by a representative of the Swedish Green Party (arguably the opposite of Republicans politically speaking) and it was about electromagnetic hypersensitivity. I'm unfortunately unable to find the quote at the moment, but the gist was the same as in the interview with Gingrich: Your research and statistics do not matter, because people have strong feelings on this issue.

Based on these two datapoints (which is not at all conclusive, but good enough for a rambling blog post), it seems that feelings overshadowing facts is something that happens across the political spectrum, but on different issues (for example, your Green Party member might scoff at research suggesting that electromagnetic hypersensitivity doesn't exist or homeopathy is bunk, but will cling to the statistics until their knuckles whiten when global warming is brought up). And of course, the other side in the debate will counter with facts, facts, and probably some name-calling, and finally throw up their hands and possibly label their opponents as "fact resistant". It seems to me that we are simultaneously taking the feelings and experiences we agree with too seriously, by treating them as reliable facts, and not taking the feelings we don't like seriously enough, by not acknowledging that feelings don't respond well to fact-based arguments (and that people won't stop feeling the way they do because you tell them they are stupid and horrible). 

To make matters more complicated, the tendency to accept feelings and personal experiences as fact can come from good intentions. You might see the suffering of someone who appears to be hypersensitive to WiFi, or the fear of someone who feels unsafe in their neighbourhood, and you don't want to insult them by suggesting that their feelings are unwarranted. After all, only they know what their feelings and experiences are, right?

Well, yes. But feelings and thoughts are not necessarily accurate representations of reality, and experiences will be interpreted differently depending on your preexisting beliefs. This does not mean that the feeling or experience should be dismissed outright, but that it can be beneficial to regard it from a different perspective. For example, if we accept that the symptoms denoted as electromagnetic hypersensitivity are not caused by electromagnetic radiation, it may be possible to uncover the real cause. If a feeling of insecurity is not caused by an actual increase in crime, there may be another reason.

The point, to the extent that I have one, is that I wish there was a way to talk about all these feelings and experiences in a way that acknowledges people's right to feel what they feel, but still make it possible to discuss the facts and underlying reality.  It's wouldn't stop Trump, of course, but in time it might make it a little more difficult for the local populists to refer to 'how ordinary people think/feel' as if that was the only thing that mattered. Of course, the Green Party might also face increased difficulty in promoting their favourite alt-med diagnoses, but that might be a good thing, too.

MAX IV och vad vi kan se

För en knapp månad sedan invigdes en forskningsanläggning som kallas MAX IV utanför Lund. I MAX IV accelereras elektroner till mycket höga hastigheter och leds in i en cirkulär bana. På grund av den kontinuerliga accelerationen (för att stanna i den cirkulära banan måste ju riktningen hela tiden ändras) ger elektronerna ifrån sig synkrotronstrålning, elektromagnetisk strålning med ett brett spektrum från radiovågor till röntgenstrålning. MAX IV är den mest intensiva synkrotronstrålningskällan i världen.

Så vad ska den vara bra för?

Ett sätt att förstå vad MAX IV är bra för är att fundera över gränserna för vad vi kan se. Det mänskliga ögat kan i regel urskilja saker ner till bredden på ett hårstrå, runt 20 mikrometer. I ett vanligt ljusmikroskop kan vi få syn på långt mindre saker, men det finns en gräns: För att vi ska kunna urskilja detaljer måste ljuset vi använder ha tillräckligt kort våglängd. Exakt hur kort den måste vara beror på hur bra mikroskopet är och kan beräknas med något som kallas Abbes kriterium, men tumregeln är strax under halva våglängden. Synligt ljus har våglängder mellan 0.4 och 0.7 mikrometer, eller 400 till 700 nanometer. Vi kan alltså som bäst se detaljer på några hundra nanometer.

Men om vi vill se nanopartiklar, som kan vara nere på tiotals nanometer? Eller var de enskilda atomerna i en molekyl sitter? Avstånden mellan atomer i en molekyl är oftast runt ett par Ångström, eller tiondels nanometer, tusen gånger mindre än vad vi kan urskilja med synligt ljus. För att studera sådana saker måste vi hitta något som har kortare våglängd, och det är här den bredspektriga synkrotronstrålningen från anläggningar som MAX IV kommer in i bilden. Man kan filtrera ut strålning med rätt våglängd för att studera ett visst material eller strukturen i ett visst prov. Röntgenstrålning, till exempel, har våglängder mellan 0.1 och 10 nanometer, så den är synnerligen lämplig för att kolla på atomers positioner, medan nanopartiklar kanske kan studeras med UV-ljus.

Så om vi nu vet hur våra molekyler och nanostrukturer ser ut, vad gör vi med den kunskapen? En sak vi kan göra är att börja fundera på hur vi kan ändra på den för att ge den egenskaper som vi vill ha. Molekylerna skulle till exempel kunna vara potentiella läkemedel vars egenskaper man vill förstå bättre.
Så det är något av vad MAX IV är bra för.

Open access: Varför inte, egentligen?

Tillgången till forskningsresultat är uppe till diskussion igen, åtminstone i USA där New York Times skriver om en ung forskare från Kazakstan som blivit stämd av förlaget Elsevier efter att ha gjort stora mängder vetenskapliga artiklar tillgängliga för vem som helst via nätet. Förlaget anser naturligtvis att detta är helt fel, och att det höga priset på deras prenumerationer är väl motiverat. Det är dock många som inte håller med dem, inklusive personer som inte anser att forskaren från Kazakstan agerat rätt. Varför?

Vetenskapliga artiklar skiljer sig från annat publicerat material på ett antal sätt. En sak som är viktig i det här sammanhanget är hur de produceras. Forskare får inte betalt för att publicera sina artiklar i en viss tidskrift, snarare kan man få betala en avgift om man t.ex. vill ha färgfigurer i en artikel. De andra forskare som kvalitetsgranskar artikeln innan publicering, s.k. peer review, får inte betalt för det. Påfallande ofta är också tidskriftens redaktörer forskare som inte får betalt för att vara redaktörer. Däremot måste samtliga - författare, granskare, och alla andra intresserade - betala en rejäl summa till förlaget om de vill ha tillgång till artikeln efter publicering. Enstaka artiklar kan kosta runt 30 dollar, eller 250 kr. Det är lätt att tycka att det låter lite väl mycket, särskilt med tanke på att hantering och publicering av manuskript mestadels sker elektroniskt.

Å andra sidan, vad är alternativet? Forskare måste ju kommunicera sina resultat på något sätt, helst i tidskrifter med gott rykte och hög impact factor. Det alternativ som ofta framhålls är open access, tidskrifter som gör sitt innehåll tillgängligt för alla utan kostnad. Sådana tidskrifter kan vara ett steg i rätt riktning, men de har också problem. Exempelvis tar de ofta ut en ganska hög avgift av artikelförfattaren för att bekosta publiceringen, vilket kan göra det svårt för mindre universitet eller underfinansierade forskare att publicera i dem. De har också fört med sig en svans av skräptidskrifter som helt enkelt tar betalt för att publicera en artikel utan kvalitetsgranskning (så kallad predatory open access publishing). Dessutom har även seriösa open access-tidskrifter ofta låg impact factor, åtminstone än så länge.

I slutändan hoppas jag att man kan lösa problemen med open access och att det blir den vanligaste formen av publicering i framtiden (en förhoppning som verkar delas av Vetenskapsrådet, som kräver att de som får anslag från dem ska publicera sina resultat med open access). Friare tillgång till forskningsresultat gör det lättare att forska, eftersom man inte begränsas på samma sätt av vad ens universitetsbibliotek har råd att prenumerera på.

En annan stor fördel med open access skulle vara att göra forskningsresultat tillgängliga för allmänheten på ett helt annat sätt än idag. Säg till exempel att din lokala dagstidning trumpetar ut att en vetenskaplig studie visar att kaffe botar cancer. Du blir lite fundersam och vill kolla upp vad som står i den vetenskapliga artikeln där studien presenteras, men du hittar bara sammanfattningen på nätet. Sammanfattningen eller abstract är väl i och för sig bra, men kan vara missledande (min personliga erfarenhet är att ju sämre studie, desto mer missvisande abstract). Själva artikeln kostar flera hundra spänn.
Visst vore det bra med mer open access?

Stora ord och luriga akademiker

Känner ni till Alan Sokal? Han är en amerikansk professor i fysik som är mest känd för en artikel han publicerade i en tidskrift om postmoderna kulturstudier. Inte för att artikeln rapporterade något stort genombrott eller framsteg, utan för att den var en bluff. Sokals artikel, Transgressing the Boundaries: Towards a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity, var konstruerad kring de "löjligaste citat [från postmodernistiska akademiker] han kunde hitta om matematik och fysik" och skickades till tidskriften för att testa om de skulle publicera en artikel som lät bra trots att det var rent nonsens. Det gick alldeles utmärkt, skulle det visa sig. Samma dag som artikeln skulle publiceras avslöjade Sokal bluffen, vilket startade en debatt både om relationen mellan humaniora och naturvetenskap, postmodernism och det etiska i att försöka få en sådan bluffartikel publicerad.

Nu verkar det ha hänt igen, fast i mindre skala. Den här gången är det inte en naturvetare som ger sig på humanioran, utan en samhällsvetare som lurar andra samhällsvetare. Peter Dreier skriver i American Prospect att han för sex år sen skickade ett nonsens-bidrag till en diskussionspanel med titeln The Absence of Absences (frånvaron av frånvaro?) som utgjorde en del av en större konferens. Hans bidrag var inte en hel artikel utan ett abstract, alltså en kort text som fungerar som sammanfattning av det arbete man tänker presentera. Han skriver i American Prospect att han försökte formulera sitt abstract så att det skulle innehålla så många stora ord som möjligt (samt ett fabricerat Heidegger-citat) men inte egentligen betyda eller säga något. Hans bidrag blev accepterat och han blev inbjuden att presentera på konferensen, men han valde att inte åka dit.

Så vad var poängen med detta? Dreier skriver att hans mål var att visa hur pompös och specialiserat ordförrådet i akademiska texter är. Han hävdar att även om olika forskningsfält utvecklar olika termer, jargonger och sätt att skriva så borde de flesta forskare i samhällsvetenskap kunna förstå åtminstone huvuddragen i varandras arbete om det presenteras för att vara lättfattligt snarare än med onödigt stora ord. Han verkar också anse att mer lättfattliga artiklar skulle innebära att resultaten av arbetet lättare kommer till nytta i det övriga samhället.

Det är intressant att se vilka likheter som finns mellan Sokals kritik av postmodernismens jargong på 90-talet och det Dreier skriver om specialisering, men skillnaderna är också viktiga. Sokal var naturvetare, och en del av hans kritik gick ut på att man inom humaniora kritiserade och diskuterade naturvetenskap utan att på djupet förstå den (tidskriftens redaktörer bad t.ex. inte någon fysiker att granska artikeln trots att den delvis handlade om fysik). Dreiers har mer av ett inifrånperspektiv och pekar på vad han ser som negativa konsekvenser för samhällsvetenskapen om man fortsätter kommunicera sina resultat på det sätt som sker nu.

Själv kommer jag att tänka på hur svårt det ibland kan vara att läsa artiklar från en annan gren av fysiken än den man själv är aktiv inom. De flesta artiklar i vetenskapliga tidskrifter förutsätter gedigna förkunskaper, och även om man egentligen använder samma matematiska verktyg kan det vara svårt att ta till sig resultat från helt andra fält. Till skillnad från vad Dreier skriver om samhällsvetenskaperna så tror jag dock inte att situationen inom fysiken beror på att man utvecklar en jargong eller tar till stora ord för att få sitt arbete att verka viktigt. Snarare är det så att vissa forskningsfält glider längre och längre ifrån varandra ju fler framsteg som görs.

Å andra sidan finns det naturligtvis sätt att göra även komplicerade saker konkreta och lättfattliga. Jag läste nyligen en studie om hur styrkan hos grafen påverkas av långsträckta defekter, så kallade korngränser. Artikeln var fullproppad av formler och experimentell data, men avslutades med ett mycket konkret resonemang: Författarna förklarade att om man har en tillräckligt stor bit rent grafen, utan defekter, så kan det bära upp en fotboll utan att gå sönder trots att materialet bara är en enda atom tjockt. Har man däremot grafen med defekter får man nöja sig med att lägga dit en pingisboll.
Konkret och lättfattligt. I like.

Stormen kring KI och vikten av långsamhet

Det stormar kring Karolinska Institutet och kirurgen Paolo Macchiarini på grund av den senares försök med att operera in luftstrupar av plast i människor. Jag får erkänna att jag inte följt händelserna så noga tidigare, men under veckan som gick har jag sett Experimenten, Bosse Lindquists dokumentär i tre avsnitt om Macchiarinis verksamhet, på SVT Play.

Dokumentären ger en ofta hårresande inblick i hur man opererat in luftstrupar av plast, doppade i stamceller, i människor utan att ens ha testat metoden på djur i förväg. I dokumentären får vi se hur patienter efter de här operationerna fått allt svårare att andas och haft svåra smärtor, och att senare undersökningar visar att stamcellerna inte alls vuxit fast på plaststruparna och bildat en ny, normal luftstrupe, så som var meningen. I stället verkar de skada omkringliggande vävnad och ge upphov till infektioner.

Det har ju som sagt skrivits mycket om de här händelserna, om Karolinskas utredning av dem och om huruvida det handlar om forskningsfusk eller inte. Jag tänkte skriva om en annan sak som jag kom att tänka på när jag såg dokumentären, nämligen vikten av att skynda långsamt. Jag har varken läst biologi eller medicin, men jag har läst kurser i materialvetenskap som delvis handlade om biofysik och implantat. Där fick jag veta att biokompatibilitet, alltså att ett material går väl ihop med biologisk vävnad, inte är så lätt att åstadkomma, framför allt inte om vi vill att celler ska växa och trivas på materialets yta. Vad jag minns var proceduren med implantatmaterial av olika slag att man helst skulle få celler att växa på dem in vitro, alltså i en näringslösning i ett labb, innan man gjorde något annat. Sedan djurförsök på exempelvis råttor, grisar eller primater, och sen, om allt gick väl, studier på människa. Eftersom man i regel vill publicera en artikel för varje framsteg skulle resultaten i varje steg också vara tillgängliga för granskning och kritik från andra forskare.

När man ser dokumentären Experimenten får man känslan av att här är det nästan tvärt om: Man får en patient som har cancer i strupen och svårt att andas, och då är det bråttom, bråttom att sätta in en plaststrupe. Sen arbetar man vidare med fler patienter i ett rasande tempo, får tillstånd att testa på friskare patienter i Ryssland, kämpar mot klockan för att få fram rätt sorts implantat till studien. Först verkar operationerna lyckas, men så får patienterna andningsproblem, en av struparna behöver bytas ut, patienter börjar avlida.
Och efter detta börjar man tala om att testa på djur.

Försöken med plastluftstruparna har bedrivits av en forskare anställd på ett institut med gott rykte inom forskarvärlden, men när man ser dokumentären får man intrycket att det handlar om dålig forskning. Det är lätt att förstå att man blir otålig när man tror att man har lösningen på ett akut problem men hindras från att tillämpa den, men som forskare måste man komma ihåg är att bara för att man tror att man har en lösning så är det inte säkert att man har det. Oförutsedda problem kan dyka upp, saker kanske inte funkar som man tror, det man trodde var en lösning visar sig göra saker värre istället. Därför är det nödvändingt att man så långt som möjligt testar sina metoder i sammanhang där ingen människa kan komma till skada. Vetenskap är på många sätt en långsam process, där varje slutsats noga ska motiveras och granskas av ens kolleger och konkurrenter, och den långsamheten gör fel kan upptäckas i tid. Det är när forskningen får ta den tid som behövs som vi kan lita på det slutgiltiga resultatet.

Nej DN, solen innehåller ingen vätska

DN.se skriver idag att brittiska forskare anser att vi är på väg mot en ny mini-istid. Detta beror på att solaktiviteten är på väg att minska, vilket påverkar klimatet (hur det kan gå till förklaras här). Forskarna har gjort en ny, förbättrad modell av rörelser i solens inre och hävdar utifrån den att ett minimum i aktiviteten kommer mellan 2030 och 2040.

Det är emellertid inte den kommande istiden som får mig att reagera på den här artikeln, utan artikelförfattarens ordval. Det står nämligen att "Variationerna i aktiviteten beror på flytande vätska som rör sig djupt inne i solen".

Flytande vätska? I Solen?

Nej, det låter inte så vettigt. Solen är ca. 5500 grader Celsius på ytan och ännu mer inuti*, alldeles för varmt för vad man normalt sett kallar en vätska. Klickar man vidare till de artiklar i The Independent och The Telegraph som artikeln på DN.se bygger på så ser man att de har använt det engelska ordet fluid, som visserligen kan betyda "vätska" men också kan översättas med "fluid", en teknisk term som innefattar både vätskor och gaser. Den kan också användas om så kallad plasma, som är vad solen mestadels består av. En plasma består av laddade partiklar och bildas när en vanlig gas blir väldigt, väldigt varm. Då nämligen negativt laddade elektroner från atomerna, som då kallas joner och får en positiv laddning. Forskarna i Storbritannien har alltså med största sannolikhet kallat det som solens inre består av för en fluid, inte en vätska.

Men vad spelar det för roll? Ingen egentligen, förutom att formuleringen i DN:s artikel får det att låta som om solen är nån sorts vattenballong.




 *Introduction to the Sun and Stars, Simon F. Green & Mark H. Jones (red), Cambridge University Press, 2004

Ett gyllene tillfälle?

Första gången jag hörde talas om genmodifiering var för cirka 20 år sedan, när jag fick syn på en äcklig bild utanpå ett kuvert som mina föräldrar fått med posten. Bilden visade en grön groda med en röd tomat som kropp. Jag fick veta att det var en manipulerad bild - det fanns inga tomat-grodhybrider på riktigt - och att de som gjort den var emot att man ändrade i organismers gener och bytte ut dem mot gener från andra arter. Senare lärde jag mig att genmodifiering och patentering av gener kunde förstöra för bönder i fattiga länder (t.ex. genom att grödorna görs sterila så de måste köpa nytt utsäde varje år), ödelägga ekosystem (superplantorna kan ju spridas utanför åkern), påverka hälsan på okända sätt och till och med få en att omedvetet bryta mot lagen (om en Roundup-resistent planta självsår sig i din trädgård ska du egentligen betala licenspengar till Monsanto).

Såvitt jag minns var det inte förrän jag gick ut universitetet och gick med i facket som jag hittade några sammanhängande argument för den "andra sidan", det vill säga de som gillar genmodifiering av andra orsaker än "det är lönsamt och tekniken går inte att stoppa". Fackföreningen jag gick med i organiserar nämligen naturvetare av alla slag, inklusive ekologer och mikrobiologer. Just dessa två kategorier har vid några tillfällen rykt ihop på medlemstidningens diskussionssidor. Många ekologer anser nämligen att riskerna med genmodifierade organismer, deras effekt på omgivande ekosystem till exempel, vida överväger den eventuella nyttan. De flesta molekylärbiologer som deltog i debatten var istället övertygade om att genmodifiering kan ge oss grödor som tål klimatförändringar, minskar behovet av konstgödsel och besprutning och dessutom är nyttiga.

Förutom att ekologer och molekylärbiologer naturligtvis har olika perspektiv på och kunskaper om levande organismer så verkar kontroversen också vara en effekt av hur man ser på drivkrafterna bakom genmanipulering. Medan många ekologer verkar se utvecklingen som driven av storföretag på jakt efter säkra vinster tycks åtminstone en del molekylärbiologer se möjligheter att låta andra hänsyn styra. Det är en fin tanke, men hur ofta har den blivit verklighet?

Det finns faktiskt åtminstone ett exempel, och det är så kallat gyllene ris. Ris är en stapelvara för oerhört många människor, speciellt i fattiga länder. Samtidigt lider många i dessa länder av brist på vitamin A, vilket kan orsaka blindhet och leda till döden. Tanken är att om man inkluderar gener från till exempel majs i riset så börjar det producera betakaroten, som omvandlas till vitamin A i kroppen. Betakaroten är rödgult så det genförändrade riset blir gult, därav namnet.

Det verkar ju som en fantastisk idé att förse människor med grödor som faktiskt ger dem den näring de behöver. Trots det finns det många som kritiserar det gyllene riset. I senaste Nature beskrivs hur människor som från början är positiva ändrar sig helt när de hör att det är frågan om "GMO", och att Greenpeace hävdar att riset kan vara farligt att äta. Forskare som arbetar med genmodifiering påpekar i sin tur att inga risker påvisats än.

Debatten om fördelar och nackdelar med GMO lär fortsätta. Personligen tycker jag att det är positivt att man försöker använda tekniken till att lösa problem hos de som verkligen behöver mer näringsrik mat snarare än att bara kränga superbroccoli till välbärgade västerlänningar med hälsoångest. Och så undrar jag naturligtvis hur det gyllene riset smakar.

Produktion av okunskap

Vet ni vad agnotologi är? Jag visste det inte, förrän jag råkade snubbla över den här krönikan i LA Times. Sen jag läst den vet jag att agnotologi är läran om hur okunskap produceras, och att själva termen kommit till på förslag av en professor Robert Proctor från Stanford. Proctor studerar själv medveten produktion av okunskap, till exempel hur tobaksindustrin i USA hanterat forskningsrön om rökningens skadeverkningar. Han hävdar att både tobaksindustrin och andra aktörer aktivt ägnar sig åt att sprida okunskap, till exempel genom att framställa vetenskapliga data som kontroversiella när de inte är det.

Det är både intressant och en aning skrämmande att den här typen av verksamhet är så vanlig att den ger upphov till ett helt forskningsfält. Naturligvis får det en att börja fundera över varför det är så lätt att sprida okunskap, och vad man skulle kunna göra för att hindra att den sprids. Proctor verkar anse att det går att lösa med utbildning och att det är viktigt att skolbarn får lära sig att vissa människor ljuger. Jag misstänker att det inte skulle vara riktigt så enkelt. Läser man diskussioner i olika forum om till exempel risker med vaccin så ser man snart att de som går emot den etablerade vetenskapen är fullt medvetna om att människor kan ljuga - och de är övertygade om att det är vad deras meningsmotståndare gör. Om jag skulle våga komma med ett förslag så skulle det snarare vara att försöka lära ut den vetenskapliga metoden. Alltså inte bara presentera vad vetenskapen kommit fram till som ovedersägliga sanningar, utan försöka ge elever en uppfattning om hur kunskap kommer till och hur man kan värdera fakta. Då skulle de bli bättre rustade både för att tolka och bedöma vetenskapliga rön och för att avslöja de som försöker luras.

APS-mötet

Förra veckan var jag på Colorado Convention Center i Denver och deltog i American Physical Society March Meeting, en jättekonferens som mestadels handlar om kondenserade materiens fysik och materialfysik. Ca 9000 deltagare och oerhört många föredrag. Eftersom det är lite svårt att skriva om allt som hände under veckan har jag gjort en liten lista:

Tyngst: Ett föredrag av John Perdew, om densitetsfunktionalteori och nödvändiga villkor för att konstruera en bra exchange-correlation-funktional (det finns en hyfsad förklaring till vad det är för något i min gamla uppsats).

Mest underhållande: Greg Bryson var inbjuden för att prata en halvtimme på temat "Science and Secrecy", och valde att ägna tiden åt att tala om hur katastrofalt det varit med överdrivet hemlighetsmakeri inom olika amerikanska militära projekt. Min favorit var den där de fick svårt att anställa folk för att de inte fick tala om i förväg vad projektet gick ut på...

Mest nervöst: Mitt eget föredrag, naturligtvis. Men det gick ganska bra till slut.

Mest relevant (för min forskning): Hiram Corley hade undersökt hur värmeledningsförmågan i favoritmaterialet grafén påverkas av att man tänjer det. Värmeledning i grafén sker mestadels genom att atomerna vibrerar. Atomerna kan vibrera i tre olika riktningar, två inom grafénplanet och en vinkelrätt mot planet. Vibrationen vinkelrätt mot planet är speciell eftersom grafén till skillnad från de flesta andra material består av ett enda lager atomer, och den här typen av vibration är väldigt viktig för värmeledningsförmågan. Genom att töja grafénet hade man lyckats minska vibrationerna vinkelrätt mot planet och därmed sänkt värmeledningsförmågan.

Blåast: Colorado Convention Centers maskot (se bild).

Vetenskap på vita duken

Jag har en liten bekännelse att framföra: Jag blir inte så irriterad som jag antagligen borde när fysikens lagar sätts ur spel i en film. Att huvudpersonen i en actionfilm kan hoppa genom glasfönster utan att få skärsår eller att det blixtrar när hen avfyrar sin pistol stör mig inte, även om inget av det skulle hända i verkligheten. Jag reagerar inte heller särskilt starkt på oförklarliga eller orimliga superkrafter, rymdskepp och tidsresor. Det är faktiskt inte förrän någon som ska föreställa forskare börjar prata pseudovetenskaplig goja på vita duken som jag börjar rynka ögonbrynen ordentligt. (Om man dessutom framställer den vetenskapliga metoden på ett felaktigt sätt eller yvigt refererar till "det vetenskapen inte kan mäta" kan jag faktiskt bli riktigt sur.)

Anledningen till min brist på irritation är att jag tycker väldigt mycket om bra historier. Om en bra historia kräver magi, tidsresor eller warp drive så är jag beredd att acceptera det inom ramen för berättelsen. Är berättelsen dålig och oengagerande sjunker tålamodet emellertid raskt.

Det verkar som om det finns minst en person som tänker som jag, nämligen
David Kirby. Kirby lever på att skriva om vetenskap i filmer och är författare till boken "Lab coats in Hollywood". Nu senast har han skrivit i Physics Today om sitt nya system för att betygsätta vetenskap i filmer. Kirby väljer att ta hänsyn inte bara till hur autentisk vetenskapen är (d.v.s. hur sannolikt det är att det hade kunnat hända i verkligheten) utan också till om man använder de vetenskapliga elementen på ett kreativt sätt och skapar en njutbar historia. Det är en approach som tilltalar mig.

Apropå vetenskap i filmer så finns det människor som engagerar sig i detta även här i Sverige. Om du går omkring och funderar över hur geologer porträtteras på film, klicka här:
http://www.gvc.gu.se/personal/personal/Sturkell_Erik/filmgeologer

På en skala - om Nobelpriset i kemi

Man hade kunnat tro att jag skulle skriva något om Higgs-partikeln idag eftersom jag är fysiker, men det tänkte jag inte göra. Anledningen är att elementarpartikelfysik och högenergifysik ligger ganska långt bort från det jag själv gör, och det finns andra som kan skriva bättre om Higgsen (Forskning och Framsteg, till exempel). Istället är det årets kemipris som ligger åtminstone i närheten av en del saker jag gör. Eftersom det dessutom lider av en ganska kraftig överförenkling i pressmeddelandet så tänkte jag skriva en liten text om det här.

Nobelpriset i kemi i år tilldelas Martin Karplus, Michael Levitt och Arieh Warshel "för utvecklandet av flerskalemodeller för komplexa kemiska system". De har lyckats kombinera tre olika sorters datormodeller för att få en bra beskrivning av till exempel reaktioner mellan biomolekyler (proteiner, etc.) utan att för den skull behöva orimligt långa beräkningstider. Detta har man åstadkommit genom att dela in systemet man vill studera i olika delar, som beskrivs med olika metoder.

Vi kan börja längst in, med de atomer som är direkt inblandade i den kemiska reaktionen. För att få en bra bild av vad som händer här behöver man skaffa sig en modell av hur atomernas elektroner beter sig. Det är nämligen fördelningen av elektroner runt atomkärnorna som avgör om atomerna sitter ihop med varandra eller inte, och hur stark bindningen är (vilket jag skrivit om här). För att hålla koll på elektronerna använder man det som kallas första prinicp-beräkningar, där man löser Shrödingers ekvation. Med sådana metoder utgår man från att alla atomkärnor sitter på ett visst sätt och sedan beräknar man hur elektronerna fördelar sig runt dem. Utifrån elektronernas fördelning kan man räkna ut vilka krafter som verkar på atomkärnorna och hur de kommer att flytta på sig på grund av de krafterna. (Eller hur de borde flytta på sig för att få lägsta möjliga energi. Det beror lite på vad man är intresserad av.)

Nästa område innefattar alla atomer som är en del av molekylerna men som inte är direkt involverade i reaktionen. Eftersom biomolekyler ofta är ganska stora så kan det finnas många sådana atomer, så många att om man skulle beskriva alla med första princip-metoder skulle man knappt kunna utföra beräkningen. Istället beskriver man dem med hjälp av så kallade modellpotentialer. En modellpotential är konstruerad för att beskriva hur krafterna mellan atomer i ett material ser ut, till exempel kan en modellpotential innehålla termer som motsvarar kraften mellan två elektriskt laddade partiklar (jonbindning) eller vinkelberoende termer som motsvarar kovalenta bindningar. Oftast tar man hjälp av resultat från första princip-beräkningar och experiment för att avgöra exakt hur potentialen ska se ut. Eftersom man inte måste hålla reda på elektronerna utan bara betraktar atomerna som bollar med en viss massa så kräver sådana här beräkningar mycket mindre datorkraft än första princip-beräkningar.

Det är för övrigt i kopplingen mellan första princip-metoder och modellpotentialer som pressmeddelandet i mitt tycke är överdrivet förenklat. Där står att pristagarna "lyckades få Newtons klassiska fysikaliska lagar att samarbeta med den fundamentalt annorlunda kvantfysiken", men det är inte riktigt så enkelt. Både första princip-beräkningar och modellpotential-beräkningar använder nämligen Newtons klassiska lagar för att beräkna hur atomkärnorna, som står för större delen av massan, rör sig. Skillnaden mellan metoderna ligger i hur man beräknar kraften mellan kärnorna, och där är första princip-metoderna direkt grundade på kvantfysiken medan modellpotentialerna är det indirekt, genom att de konstrueras för att efterlikna resultatet av första princip-beräkningar (eller experiment). Så det handlar inte riktigt om att jämka ihop kvantfysik och klassisk fysik, utan om två sätt att beskriva krafter i ett system - vilket naturligtvis inte gör pristagarnas insats mindre fantastisk.

Slutligen måste vi också beskriva det som finns runt omkring molekylerna man vill studera. Eftersom det är biomolekyler vill man antagligen ofta studera dem i någon form av vattenlösning, men man är inte speciellt intresserad av hur varje enskild vattenmolekyl beter sig. Därför struntar man i molekylerna och beskriver omgivningarna som en slät, homogen massa. Det är ett ännu mindre krävande när det gäller datorkraft än vad molekylärdynamik är, men går såklart inte att använda om man vill veta hur atomerna rör sig.

En annan intressant sak är att principen bakom Nobelpristagarnas insats, d.v.s. att använda olika beräkningsmetoder för olika delar av ett system, numera också används för att räkna på t.ex. hur sprickor bildas i material. Faktum är att det var det första jag tänkte på när jag hörde talas om vad de fått priset för.

Lise Meitner-priset 2013

I går delades årets Lise Meitner-pris ut till Professor Mildred Dresselhaus från MIT. Lise Meitner-priset delas ut av FYSICUM i Göteborg och ska gå till någon som gjort en banbrytande upptäckt inom fysiken. Mildred Dresselhaus kan nog påstås ha gjort flera: Hon har varit aktiv inom fältet kolnanostrukturer ända från början och bidragit bland annat till upptäckten av så kallade fullerener. Hennes forskargrupp var också några av de första att förutsäga hur elektroner beter sig i kolnanorör. Att döma av föreläsningen som denna 83-åriga professor höll i samband med prisutdelningen har hon dessutom långt ifrån slut på idéer.

Att det delas ut ett Lise Meitner-pris just i Göteborg beror på att Meitner bodde i Kungälv då hon gjorde ett av sina mer berömda genombrott. Det var här Meitner förstod att de spår av lättare grundämnen som man fann efter att ha bestrålat uran med neutroner uppkom för att urankärnorna föll sönder. Denna upptäckt ligger bakom både atombomber och kärnkraftverk.

Den tråkiga biten är förstås att Nobelpriset för upptäckten av fission, som Meitner bidragit så starkt till, endast tillföll hennes kollega Otto Hahn och inte delades mellan dem båda. Det har hävdats att det berodde på att Meitner var kvinna, vilket kanske stämmer - att vara kvinna och fysiker har inte alltid varit lätt. (Professor Dresselhaus nämnde till exempel under sin föreläsning hur svårt det var för kvinnliga fysiker att få forskartjänster när hon började.)

Att Meitner inte fick Nobelpris är inte bara orättvist mot henne utan också ett problem för eftervärlden, på så sätt att listan över Nobelpristagare ses som en lista över dem som bidragit mest till vetenskapen. Om viktiga personer saknas på den listan bara på grund av sitt kön blir det lätt att få uppfattningen att inga kvinnor egentligen bidragit till vetenskapens utveckling, och det stämmer helt enkelt inte. Därför är det bra att man delar ut ett pris till minne av Lise Meitners upptäckt - det kan nämligen få oss att komma ihåg den.

Avslutningsvis, några visdomsord från xkcd.com:

Nu sätter vi segel!

Bildligt talat i alla fall. Ett stort forskningsprojekt som leds av en grupp på Chalmers har blivit ett av EU:s flaggskepp! Projektet handlar om materialet grafen, som jag är mycket intresserad av av flera skäl.

Mer info om flaggskeppsprojektet finns här.