9789147147076

frank BJÖRNDAHL

Frank Grön Naturkunskap 2 Frank Grön Naturkunskap 2 är anpassad till gymnasiets kurs 2 i Naturkunskap och kan därmed även användas på komvux.

CASTENFORS

Boken är indelad i fyra block: 1. Naturvetenskap 2. Universum, energi och materia 3. Livets utveckling 4. Människans organsystem och fysiologi

LANDGREN

Texterna är skrivna med en berättande stil och en språklig nivå som passar alla elever. Innehållet är rikt med möjlighet till fördjupning och breddning.

I början av varje kapitel anges kunskapskrav samt de viktigaste begreppen.

G RÖ N

Naturkunskap 2 GUNNAR BJÖRNDAHL

JOHAN CASTENFORS

BIRGITTA LANDGREN

Dessa finns förklarade som marginaltexter inne i kapitlet där de först dyker upp. I slutet av varje kapitel finns en sammanfattning samt uppgifter av olika kategorier.

I Frank-serien ingår tryckta och digitala versioner av: • Frank Blå Naturkunskap 1a1 (för yrkesprogrammen)

FRANK GRÖN NATURKUNSKAP 2

• Frank Gul Naturkunskap 1b (för de högskoleförberedande programmen) • Frank Grön Naturkunskap 2 Till varje titel finns en digital lärarhandledning i lärarlicensen samt ett digitalt övningsmaterial för elever.

Svar till uppgifterna i böckerna finns som nedladdningsbara pdf:er på liber.se

Best.nr 47-14707-6 Tryck.nr 47-14707-6

4714707_Frank_Omslag.indd Alla sidor

2022-03-29 15:42

frank G RÖ N

Naturkunskap 2 GUNNAR BJÖRNDAHL

LIBER

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 1

JOHAN CASTENFORS

BIRGITTA LANDGREN

1

2022-03-30 16:15

Välkommen till Frank Grön — så här har vi tänkt!

Frank Grön Naturkunskap 2 följer ämnesplanen för Gymnasieskolan. Lärobokens berättande språk och fina bildmaterial gör att den är lättillgänglig för alla.

Bastexten med sina många vardagsanknytningar varvas med MERA OM-rutor och Perspektivsidor. I dessa fördjupas eller breddas de olika avsnitten och nya forskningsrön tas upp. Det här gör det möjligt att arbeta varierat och individanpassat – om du vill satsa på högre betyg, eller helt enkelt bara blir inspirerad, så läser du Perspektiven och MERA OM-texterna.

Frank Grön är indelad i fyra block efter huvudområdena i ämnesplanen.

Blocken är i sin tur indelade i kapitel. Dessa börjar med en inledning, viktiga begrepp samt vad du bör kunna när du har läst kapitlet. I slutet av varje kapitel finns dels en textsammanfattning, dels en begreppskarta. Allra sist finns uppgifter i olika svårighetsgrad. Svaret på uppgifterna kan laddas ner från Libers hemsida. För att träna på rena begrepp finns ett digitalt övningsmaterial till boken. Det är lämpligt att börja med, helst efter varje avsnitt, eftersom det ger en god grund för att jobba med uppgifterna i boken.

Många situationer i livet innebär att du behöva lösa problem, värdera påståenden och bilda dig en egen uppfattning i olika frågor. Då är det bra att ”ta till” det naturvetenskapliga arbetssättet. I den här bokens första block får du fördjupa dig i metoder för att lösa problem och pröva hypoteser.

Forskningen har gett modeller som förklarar hur universum blev till och då också hur materia kunde bildas. Materia har olika egenskaper beroende på vilka olika grundämnen och kemiska föreningar den består av. Vi människor har under årtusenden utnyttjat materian till våra egna syften. Ju mer vi vet, desto bättre kan vi utnyttja grundämnen och kemiska föreningar. Det här tar vi upp i bokens andra block.

Allt levande har ett gemensamt ursprung, och den biologiska mångfald vi ser idag är ett resultat av evolutionen. Hur evolution går till, alltså dess mekanismer, och vad vi har för bevis för att det verkligen har skett och ständigt sker en utveckling, tar vi upp i bokens tredje block. Särskilt fokus lägger vi på människans utveckling.

Med utgångspunkt i evolutionen går vi sedan över i bokens sista block.

Bland ryggradsdjuren har organen oftast en gemensam grundplan, men evolutionen har också gjort att utseende och funktion har anpassats efter levnadsätt.

Varje organsystem har fått ett eget kapitel, där funktionerna beskrivs. I slutet av varje kapitel finns en kort översikt över sjukdomar som kan drabba respektive organsystem. Den delen i de olika kapitlen kan betraktas som bredvidläsning.

Med detta önskar vi dig god läsning och lycka till med naturkunskapen!

Författarna, våren 2022

3

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 3

2022-03-30 16:15

Var lat – studera smart! Är du en av alla som läser läxorna från första till sista ordet i ett sträck, och tror att ju fler gånger du gör det, desto bättre kan du läxan? Kanhända lär du dig läxan, men det är inte speciellt effektivt utan tar lång tid och är ganska tröttande.

Antalet timmar du läser är inte det väsentliga. Det viktiga är i stället att du lär dig. Inlärning beror bland annat på hur du mår för tillfället, hur det ser ut omkring dig, hur motiverad du är och vilken inlärningsteknik du använder dig av.

Här vill vi ge dig råd om hur du kan studera mer effektivt. Om du följer råden kommer du att märka att du sparar tid, och att det blir roligare att läsa. Ta chansen att sluta med dina dåliga läsvanor, om du har det, och utveckla andra, som är bra för dig och ditt liv vid sidan av skolan!

Vi människor är olika och lär oss bäst på olika sätt. En del lär sig bäst genom att lyssna, andra genom att se, och ytterligare andra genom att pröva sina kunskaper praktiskt.

Det som står i den här boken måste du förstås lära dig genom att läsa den, så studieråden handlar om just det.

För att resultatet ska bli så bra som möjligt, rekommenderar vi dels olika mentala förberedelser, dels något om hur man organiserar studierna praktiskt.

Mentala förberedelser Var positiv i inställningen till dina studier. Om du har en positiv inställning tar hjärnan lättare in det som står i läroboken. Det brukar kallas ”mental träning”när man vänjer sig vid positiva tankebanor, som ”jag tycker det är intressant och spännande med naturkunskap”. Hjärnan förstår inte att det här är ett trick utan blir mer öppen och mottaglig alldeles av sig själv.

Utnyttja hjärnans möjligheter. Storhjärnan tar emot information som den sorterar, analyserar och lagrar i minnet. Hjärnans olika delar arbetar något olika.

För att lära sig saker bra bör man få de olika delarna att samarbeta. Läs därför alltid med penna och papper till hands, så att du kan komplettera orden i boken med din fantasi och skapa bilder eller figurer till texten. Var inte rädd att göra ”fel”. Det viktiga är att just du förstår. I boken kommer du också att stöta på många bilder, som på ett kortfattat sätt beskriver innehållet i en text.

4

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 4

2022-03-30 16:15

Praktiska förberedelser Samla krafter: Ta en ordentlig paus efter skoldagen, gärna med lite frisk luft.

Se ut en lugn plats där du vet att du får den läsro du behöver.

Planera: Du måste förstås ta hänsyn till både andra skolämnen och ditt liv i övrigt innan du planerar läxläsningen. Gör en veckoplanering och bestäm dig för hur länge du ska läsa varje dag, förslagsvis 30–40 minuter åt gången, följt av en kvarts paus, och så vidare. Det är viktigt att du följer planeringen, så att du känner belöningen i pausen.

Klart för läxläsning När du ska lära dig innehållet i en text, lång eller kort, kan du arbeta enligt förslagen i ”läspyramiden”. Börja från botten och arbeta dig uppåt! Avslutningsvis vill vi som har skrivit den här läroboken få dig att förstå att det är väldigt kul och intressant med naturkunskap, men att man inte kan lära sig saker utan en del arbete! Lycka till!

Stycket är nu klart och du kan börja repetera.

• Läs anteckningarna.

• Sätt upp dina anteckningar på väggen.

• Repetera ihop med en klasskamrat.

• Berätta för någon.

• Gör minnesramsor.

Red ut svårigheter genom att gå tillbaka till dina anteckningar.

Kanske behöver dina minnesanteckningar kompletteras.

Sträckläs ett lagom stort avsnitt, utan att hänga upp dig på svåra ord.

• Ha papper och penna till hands och gör minnesanteckningar samtidigt.

• Svåra ord eller sådant du inte förstår markerar du med penna i kanten.

• Ta nu avsnitt för avsnitt och gör samma sak.

Detta steg är mest tidskrävande och kan med fördel göras på olika dagar.

Skaffa dig överblick genom att bläddra igenom hela stycket, samtidigt som du läser rubriker, ingresser, bildtexter, sammanfattningar med mera.

5

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 5

2022-03-30 16:15

INNEHÅLL

Innehåll BLOCK 1

Naturvetenskap 10

Kapitel 1

Naturvetenskapligt arbetssätt 12 Principen för naturvetenskapligt arbetssätt 13 Hur får vi nytta av kunskapen? 18 PERSPEKTIV: Spanska sjukan och covid-19 19

Kapitel 2

Naturvetenskap och kritiskt tänkande 22 Kritik inom naturvetenskapen 23 Kritik mot naturvetenskapen som projekt 26 Pseudovetenskap 26 Vetenskap och religion – två olika paradigm 27 Men vem ska man lita på? 28

BLOCK 2

Universum, energi och materia 30

Kapitel 3

Vi blickar ut mot rymden 32 En historisk tillbakablick 33 Galaxer – stjärnsystem 36 PERSPEKTIV: Mörkt på natten – ett tecken på Big bang 37

Universums expansion 38 PERSPEKTIV: Big bang eller annat paradigm? 39

Big bang – den stora expansionen 39 Fler frågor om universum 44

Kapitel 4

Energi och elektricitet 46 Energi 47 Elektricitet 49

Kapitel 5

Kemi – om materians egenskaper 60 Materians beståndsdelar 61 Materia byggs upp av olika slags atomer 63 Materian systematiseras – i det periodiska systemet 64 PERSPEKTIV: Datering med hjälp av radioaktivt kol-14 66

6

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 6

2022-03-30 16:15

INNEHÅLL

Kapitel 6

Materian kan omvandlas – kemiska reaktioner 70 Reaktiviteten beror på valenselektronerna 71 Materian håller ihop – kemisk bindning 72 PERSPEKTIV: Skadliga ämnen och hur man skyddar sig 78

I kemiska reaktioner sker energiomvandlingar 79 Materian förbrukas inte i kemiska reaktioner 80 Kemiska reaktioner beskrivs med symbolspråk 81 PERSPEKTIV: Oxidation och reduktion – reaktioner då elektroner

förflyttas 82 Materia i blandningar och lösningar 83

Kapitel 7

Fokus på några viktiga ämnen och deras kemi 86 Lösningsmedlet vatten 87 Syror och baser – vätejonen i lösning 89 PERSPEKTIV: Livsviktiga syra-bassystem 92

Några viktiga icke-metaller 94 PERSPEKTIV: Naturgas och olja – energi lagrad i kolföreningar 98 PERSPEKTIV: Syntetiska material – polymerer 102 PERSPEKTIV: Fibrer är naturliga polymerer 108

Metallerna – bundna i jordskorpan 118 PERSPEKTIV: Fossilfritt stål 122

BLOCK 3

Livets utveckling 130

Kapitel 8

Tecken på evolution 132 Fossil 133 Likheter mellan organismer 134

Kapitel 9

Livets historia 138 Förutsättningar för liv 139 Livets fortsatta historia 141 PERSPEKTIV: Plattektonik och kontinentaldrift 142

Kapitel 10

Evolutionens mekanismer 154 PERSPEKTIV: En bärande evolutionsteori växer fram 156

Anpassning till miljön – variation och urval 158 PERSPEKTIV: Evolutionen saknar mål: upp på land – och ner

i vattnet igen 160 Artbildning 161

7

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 7

2022-03-30 16:15

INNEHÅLL

Kapitel 11

Människans evolution 164 En av många primater 165 Forskningen om människans evolution 166 PERSPEKTIV: Ö-principen 171

Kulturell och teknisk utveckling 174 Slutord om människans evolution 175

BLOCK 4

Människans organsystem och fysiologi 178

Kapitel 12

Inledning om kroppens organ 180 Energibehovet 181 Olika vävnader bygger upp organ och organsystem 183

Kapitel 13

Matspjälkning och näringsupptag 188 Djurens mag-tarmkanal 189 Människans matspjälkning – steg för steg 190 PERSPEKTIV: Människan och de snälla tarmbakterierna 195

Några sjukdomar som har med föda och matspjälkning att göra 196

Kapitel 14

Gasutbyte – andning 200 Organ för gasutbyte 202 Människans andningsorgan 203 PERSPEKTIV: Andningen anpassas till miljön 204

Några sjukdomar i andningssystemet 205

Kapitel 15

Cirkulation och transport 208 Öppet eller slutet blodkärlssystem 209 Enkelt eller dubbelt blodomlopp 210 Människans cirkulationssystem 211 PERSPEKTIV: Två av våra blodgruppssystem 216

Lymfkärlssystemet 218 Några sjukdomar i cirkulationssystemet 219

Kapitel 16

Exkretion – utsöndring 224 Den inre balansen 225 Olika utsöndringssystem 227 Människans utsöndringssystem 227 Några sjukdomar i njurar och urinvägar 229

8

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 8

2022-03-30 16:15

INNEHÅLL

Kapitel 17

Kroppens försvar 232 Några olika exempel på försvar 233 Människans försvar 234 Vad orsakar infektioner? 241 Några olika infektionssjukdomar 242 PERSPEKTIV: Snabb evolution genom antibiotikaanvändning 243 PERSPEKTIV: Hiv och aids 245 PERSPEKTIV: Covid-19, en nutida pandemi 246

Kapitel 18

Rörelseapparaten 250 Människans rörelseapparat 251 Skador i skelett, leder och muskler 256

Kapitel 19

Nervsystemet 260 Nervsystem hos några djurgrupper 261 Människans nervsystem 263 PERSPEKTIV: Glimtar ur hjärnforskningens historia 271

Sinnen 274 PERSPEKTIV: Ljus och ljusbrytning – optik 280

Några sjukdomar i nervsystemet och sinnesorganen 286 PERSPEKTIV: Demenssjukdomar 287

Kapitel 20

Hormonsystemet 292 Hormoner 294 PERSPEKTIV: Ett exempel på hormonell styrning – blodets

halt av glukos 296 PERSPEKTIV: Hormoner och signalämnen styr kärlekens biologi 302

Några sjukdomar kopplade till hormonsystemet 303

Kapitel 21

Medicinska undersökningsmetoder 308 Medicinsk metodik 309 PERSPEKTIV: Rymdmedicin 315

Läkarens arbete och diagnos 316 Medicinsk etik 320

Register 323

9

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 9

2022-03-30 16:15

BLOCK 1

Naturvetenskap

Den tyske flygpionjären Otto Lilienthal testar principer för flygning med sitt glidflygplan – en tillämpning av det man vet om luftens egenskaper för att förstå hur människor ska kunna flyga.

10

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 10

2022-03-30 16:15

I

Frank Naturkunskap 1b läste du om hur naturvetenskapligt arbete oftast går till.

Här bygger vi vidare på det, och tar upp hur naturvetenskaperna används i samhället. ”Naturvetenskap” i allmänhet är ett brett begrepp. Med ”naturvetenskaperna” menar vi olika områden, som biologi, geologi, fysik och kemi. De här vetenskaperna tillämpar ”det naturvetenskapliga arbetssättet”, men det finns skillnader i detalj, eftersom man studerar olika delar av verkligheten.

Med naturvetenskap menas oftast både vad vi idag vet om naturen, och hur man arbetar för att få mer kunskap.

Kunskap från naturvetenskapligt arbete används till flera olika saker. Den ger oss möjligheter att förstå både vårt eget liv och omvärlden. Dessutom ger den oss ett mer bekvämt och riskfritt liv. Då utnyttjar vi tekniska tillämpningar av naturvetenskap.

Alla håller inte med om de fakta som har kommit fram genom naturvetenskapligt arbete. Ibland anses ”alternativa fakta” lika mycket värda. För att förstå att det går att lita på naturvetenskapliga forskningsresultat måste man veta hur naturvetenskapligt arbete utförs. Det gäller även hur resultaten kan granskas och värderas.

Teknik vi har fått fram med hjälp av naturvetenskap har alltså gett oss bekvämare liv. Tyvärr har den också ökat vår påverkan på naturen, ekosystemen och klimatet. Samtidigt är det bara med naturvetenskaplig kunskap som vi kan lösa de här problemen.

De nu så aktuella klimatproblemen beror inte bara på att vi använder teknik. En minst lika viktig orsak är att personer med makt och inflytande ofta inte har brytt sig om forskningsresultaten om klimatförändringar. Ännu värre är att det sprids helt felaktiga påståenden, som om de vore vetenskapliga resultat.

Centralt innehåll • Naturvetenskapliga arbetsmetoder, till exempel observationer, klassificering, mätningar, simuleringar och experiment samt etiska förhållningssätt och estetiska upplevelser kopplade till det naturvetenskapliga utforskandet.

• Naturvetenskapligt förhållningssätt, hur man ställer frågor som går att pröva naturvetenskapligt och hur man går till väga för att ställa företeelser i omvärlden under prövning.

• Hur naturvetenskap kan granskas kritiskt samt hur ett naturvetenskapligt förhållningssätt kan användas för att kritiskt pröva ovetenskapligt grundade påståenden.

• Naturvetenskapens betydelse för mänsklighetens kultur och världsbild.

Upptäckter och framsteg inom till exempel medicin, energi och materialutveckling ur historiska, nutida och framtida perspektiv.

Innehållet i block 1 ska ge eleven möjlighet att utveckla • en breddad förståelse för hur naturvetenskapligt arbete bedrivs samt hur resultaten kan användas • färdigheter i kritiskt tänkande för att bedöma olika påståenden som sägs vara naturvetenskapligt grundade • utökade kunskaper om hur tillämpning av naturvetenskapliga forskningsresultat griper in i oerhört många aspekter av vårt dagliga liv.

11

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 11

2022-03-30 16:15

NATURVETENSKAP

1. Naturvetenskapligt arbetssätt

Forskare samlar in fästingar för att reda ut hur vanliga de är och vilka sjukdomar de skulle kunna överföra mellan exempelvis olika vilda djur och människor.

Med det naturvetenskapliga arbetssättet menas, att man undersöker saker och ting systematiskt, för att ta reda på hur något är uppbyggt och/eller fungerar. Då finns det alltid några saker att tänka på. När undersökningarna visar på hur något fenomen verkar fungera, kan man sammanfatta kunskapen som en teori.

Två viktiga naturvetenskapliga teorier är vår nuvarande syn på universum och teorin om hur levande organismer utvecklas och har utvecklats – evolutionsteorin. De här teorierna kan främst användas för att förstå vår omvärld. Mer praktisk nytta har vi exempelvis av teorier om hur människokroppen fungerar och hur sjukdomar uppstår och kan behandlas.

Men innan man har kommit så långt som till en teori krävs en hel del arbete. Ofta formulerar man först en hypotes, som går att testa. Det är just den sammanlagda kunskapen från olika hypotes-testningar som kan föras ihop till en teori.

12

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 12

2022-03-30 16:15

1. NATURVETENSKAPLIGT ARBETSSÄTT

När du har läst kapitlet ska du ha kunskap om …

• vad som kännetecknar ett naturvetenskapligt arbetssätt • vad som menas med hypoteser, teorier, modeller och paradigm • några exempel på vad för slags naturvetenskaplig kunskap som krävs inom olika yrken.

Viktiga begrepp

experiment hypotes klassificering

kontrollerad observation modell paradigm

paradigmskifte statistiska metoder teori

Principen för naturvetenskapligt arbetssätt Inom naturvetenskap försöker man hela tiden hitta förklaringar till det man lägger märke till.

Teorier och hypoteser Den sammanfattande förklaringen av ett fenomen kallas teori, om den är ganska utförlig och om de flesta experter är överens om den. Men innan det går att formulera en teori krävs mycket arbete. Vi kan tänka oss att det går till ungefär så här:

teori: detaljerad förklaring till ett fenomen

Någon intresserad person (till exempel en forskare, tekniker, läkare eller jordbrukare) lägger märke till ett fenomen, som det inte finns någon förklaring till. Tydligast är det kanske om det dyker upp en sjukdom som hittills har varit mycket ovanlig eller helt okänd, och där sjukvården ändå måste försöka ”göra något”. Ett exempel är det coronavirus som orsakar sjukdomen covid-19.

När man har samlat in fakta om fenomenet går det att tänka ut en rimlig hypotes, ett försök till en första förklaring till fenomenet. Ett krav på en hypotes är alltid att den ska gå att testa. Med hjälp av experiment, eller ibland kontrollerade observationer, kan man se om hypotesen verkar stämma, eller om den inte gör det. Så småningom kan resultatet av mer och mer avancerade tester av hypoteser leda fram till en teori.

Det är viktigt att alltid försöka arbeta enligt de här principerna. Ett ensidigt faktasamlande utan analys och formulering av hypoteser ger inte någon intressant sammanfattande kunskap.

hypotes: försök till förklaring till hur ett fenomen fungerar, och som går att testa kontrollerade observationer: att på ett systematiskt sätt observera ett fenomen, för att kunna dra slutsatser om fenomenet

13

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 13

2022-03-30 16:15

NATURVETENSKAP

Modeller modell: en förenklad beskrivning av ett fenomen

Ibland används begreppet modell i stället för teori. Då är det så att experterna förstår, att den nuvarande beskrivningen inte är den slutliga, men den bästa sammanfattningen av fenomenet just nu. Ett exempel är uppfattningen om hur atomerna är byggda. Atomteorin, alltså att grundämnena är uppbyggda av atomer, har funnits i cirka 200 år. Men uppfattningen om hur atomerna i sin tur är uppbyggda kan ses som en serie av mer och mer avancerade modeller. Det innebär inte att vi någonsin kommer att veta allt om atomerna – det kommer förmodligen alltid att gå att få fram ännu mer avancerade modeller.

Klotmodellen (Dalton, 1803)

Russin i kaka-modellen (Thomson, 1897) elektron

Planetmodellen (Rutherford, 1911) neutron proton

kärna

Cirkulära modellen (Bohr, 1913)

Kvantummodellen (Schrödinger, 1926)

Atomteorin har funnits i cirka 200 år, men uppfattningen om hur en atom är uppbyggd har förändrats.

Paradigm paradigm: tankemönstret inom en vetenskap; hur man arbetar och vilka teorier som gäller rådande: det som gäller just nu paradigmskifte: när den samlade kunskap som finns inom ett område ändras på ett genomgripande sätt

I många sammanhang inom naturvetenskaperna används begreppet paradigm. En definition kan vara ”tankemönstret inom en vetenskap”. Ofta arbetar forskare med att göra paradigmet mer och mer detaljerat. Men ibland visar det sig att forskningsresultat inte kan passas in i det rådande tänkesättet. Då är det möjligt att det inträffar ett paradigmskifte. Ett stort paradigmskifte var att det under slutet av 1900-talet stod klart för många människor att vårt sätt att leva gör att jordens livsmiljö skadas allvarligt. Innan dess ansåg många att tekniska framsteg bara ledde till att alla människor fick ett bättre liv.

14

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 14

2022-03-30 16:15

1. NATURVETENSKAPLIGT ARBETSSÄTT

Arbete inom speciella naturvetenskaper och tekniksektorer Som exempel på tillämpning av naturvetenskap ska vi se hur man skaffar sig kunskap och tillämpar den inom tre olika områden av naturvetenskap och teknik: Vi nämner här geologi, övervakning av den biologiska mångfalden samt skogsvård och skogsbruk. I samtliga fall har observationer och hypotesprövningar lett till teorier inom de här områdena. Alla som jobbar inom de här områdena arbetar också inom ett paradigm. Utöver sitt eget specialområde utnyttjar de här personerna också fakta och metoder från många andra forskningsområden inom naturvetenskapen.

Att arbeta som geolog Vetenskapen geologi sysslar med bergarter och jordlager, och hur de här formationerna har bildats och förändrats. I många fall går geologiska processer mycket långsamt, och vi kan bara få ögonblicksbilder av vad som händer.

Samtidigt har geologiska kunskaper stor betydelse när det gäller praktiska tilllämpningar. Vi använder ju både malm, andra mineral och bergarter samt grus och sand för att få råvaror, till exempel metaller, och för att bygga hus och vägar (betong). Likaså bygger vår energiförsörjning fortfarande i stor utsträckning på fossila bränslen, som olja, gas och stenkol, eller på uran i kärnkraftverk. Vid vägbyggen är det viktigt att veta hur stabil berggrunden är, alltså om man kan lita på att vägen inte glider ner utefter en sluttning, eller att det rasar ner stora stenblock på vägbanan.

malm: en beståndsdel i berggrunden som används för att utvinna metaller mineral: kemiska föreningar i berggrunden bergart: blandning av olika mineral, det som vi ser i berggrunden

Geologer på fältarbete.

15

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 15

2022-03-30 16:15

NATURVETENSKAP

fältarbete: arbete som görs ute i naturen – i fält

klassificera: att ordna de fynd man gör i grupper och att bestämma till vilken grupp någonting hör

För att förstå hur olika bergformationer och jordlager har bildats måste man först samla in fakta genom fältarbete. Då försöker man kartlägga hur berggrunden och lösa avlagringar ovanpå denna är uppbyggda. För att kunna göra en sådan kartläggning krävs kunskap om bland annat vilka olika bergarter som finns i området – man måste kunna känna igen och klassificera dem.

Själva arbetet ute i naturen innebär också att man observerar vad man hittar av olika bergarter och jordlager.

För att förstå vad man hittar vid geologiska undersökningar måste det finnas teorier för hur landskap har utvecklats. Annars finns det inget att ”hänga upp” observationerna på. Omvänt kan nya intressanta observationer leda till att teorierna behöver ändras.

Personer som studerar geologi lär sig både utseende och namn på olika bergoch jordarter och hur geologiskt arbete bedrivs. Man kan säga att de tränas in i paradigmet för geologi. Den här träningen behövs för att förstå vad andra geologer talar om. Samtidigt får inte paradigmet bli så strikt att nya idéer hämmas!

Att övervaka den biologiska mångfalden Vi diskuterar först mångfalden bland växterna. Om man vill få kunskap om hur ett områdes växtvärld förändras av händelser i miljön måste man först undersöka växtligheten som den är just nu. Även i det här fallet måste man klassificera. För att ta reda på växtarters utbredning så måste man naturligtvis veta vilka arter som finns på den plats som undersöks. Kunskapen om vilka växter som finns totalt, i Sverige och olika världsdelar, har en lång forskningstradition. I den ingår att namnge och beskriva alla levande arter på jordklotet.

Arbetet startades av bland andra Carl von Linné på 1700-talet, och pågår fortfarande.

Carl von Linné var bland de första att utforska den biologiska mångfalden.

Det är många amatörer som ägnar sig åt studier av växters utbredning, alltså inte som yrke, och inte för att tjäna pengar. Detsamma gäller studiet av många djur, särskilt fåglar och insekter.

De här studierna av växter och djur och hur deras antal och utbredningsmönster förändras är en viktig del i att övervaka hur miljön påverkas. Riskerna med ett varmare klimat är ett exempel.

Växter kan inte flytta på sig om klimatet förändras. De sprids i stället genom att fröna sprids, och gror om miljön är lämplig. Frön som blåser norrut från en växtarts utbredningsområde fick tidigare ingen chans att gro, men kan göra det när klimatet blir varmare.

16

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 16

2022-03-30 16:15

1. NATURVETENSKAPLIGT ARBETSSÄTT

Nötskrikan är en fågelart som nu finns längre norrut i Sverige än tidigare. Det är troligen en följd av det varmare klimatet på senare tid.

Många djur är betydligt rörligare, och det gäller särskilt fåglar och insekter.

Det går nu att följa hur många arter snabbt är på väg norrut, eller uppåt på bergssidor. Men för att kunna säga något om olika arter måste man känna igen dem, alltså kunna klassificera.

Att arbeta med skogsbruk och skogsvård I skogsbruk finns några grundläggande principer att följa. Det gäller att skogen vårdas, så att de träd som kan ge värdefulla råvaror i form av timmer och massaved får växa så bra som möjligt. Det får de göra så länge som inte tillväxten är så långsam att det blir mer lönsamt att avverka träden. Därefter måste man plantera nya träd, eller få återväxt på något annat sätt, till exempel genom att lämna några få träd som fröar av sig.

Både när man forskar om olika skogsbruksmetoder och när man som enskild skogsägare sköter sin skog är det nödvändigt att göra mätningar, så att man ser hur snabbt träden växer. Det går naturligtvis inte att mäta vartenda träd i en skog, därför tar man istället stickprov. Med stickprov menas att man undersöker ett urval av träd för att kunna dra slutsatser om alla träd på platsen.

Det är viktigt att urvalet görs på ett visst sätt, så att det blir representativt för alla träden. För att kunna dra slutsatser om hela skogen från ett mindre antal träd måste man också använda statistiska metoder. Med hjälp av matematiska formler räknar man då ut om skillnader eller likheter beror på slumpen, eller om de är ”sanna”. Bland annat så kan man med hjälp av ett begränsat urval träd beräkna virkesförrådet, alltså hur stora träden är i genomsnitt, och mängden ved inom skogsområdet. Detsamma gäller när man bedömer hur bra träden växer, och hur olika skötselmetoder ger olika god vinst för skogsägaren.

avverka: hugga ner (träden i en skog)

mätning: i skogen: att kontrollera till exempel höjd och omfång på träden stickprov: att undersöka ett litet antal för att kunna dra slutsatser om ett stort antal

statistisk metod: att med matematiska beräkningar få en uppfattning om observerade skillnader är verkliga eller beror på slumpen

17

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 17

2022-03-30 16:15

NATURVETENSKAP

Skogsägaren har skyldighet att se till att det blir återväxt efter en avverkning. De små plantorna kostar ju en del, så det krävs kunskaper om skogens tillväxt och produktion för att bedöma lönsamheten i planteringen och hur den ska utföras på bästa sätt.

Forskningen om skogsbruksmetoder måste ta hänsyn till att det tar lång tid för en skog att växa upp, ofta upp till 100 år. Experimenten måste därför organiseras så att flera generationer av forskare kan arbeta med dem. Av det skälet har olika försök med skogsbruksmetoder pågått väldigt länge. Ungefär detsamma gäller jordbruksforskning – men här är tiden som varje planta behöver växa förstås mycket kortare.

meteorologi: läran om väder och klimat

Det är viktigt att tänka på klimatet när man planerar skogsbruk och jordbruk.

Det är också viktigt att veta hur mycket det finns av mineralnäringsämnen och hur parasiter och insekter påverkar växterna. Det här kräver kunskaper i meteorologi, kemi och biologi. Alltså behövs kunskap inom flera olika naturvetenskaper. Inom skogsforskningen och det praktiska skogsbruket tillämpas alltså även olika matematiska metoder, vilket är mycket vanligt inom alla naturvetenskaper.

Hur får vi nytta av kunskapen?

Ibland har det varit så, att en hel del naturvetenskaplig grundkunskap har varit känd i många år, utan att den har gått att utnyttja praktiskt. För detta krävs nämligen att hela samhället är uppbyggt så att naturvetenskapen kan användas. De olika delarna av samhället måste kunna utnyttja olika tekniska hjälpmedel, och samhällets infrastruktur, som vägar, telefoni och elsystem, måste fungera. Ett exempel: Vi kan veta en hel del om sjukdomar och hur de bör behandlas, men utan fungerande sjukhus går det ändå inte att göra så mycket.

Tack vare de allmänna framstegen när det gäller kunskap om sjukdomar och deras behandling samt infrastrukturen för sjukvård kunde covid 19-pandemin 2019–2022 hanteras betydligt mer effektivt än spanska sjukan 1918–1920 – se perspektivsidan som följer.

18

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 18

2022-03-30 16:15

1. NATURVETENSKAPLIGT ARBETSSÄTT

PER

Bilden föreställer en kyrkogård på Svalbard, där offer för spanska sjukan är begravda.

SPEKTIV PÅ VETENSKAP S

Spanska S pansk sjukan och covid-19 Pandemier Pa P Pan an a nde nde de em mier ie er ä e är sjukdomar som sprids över stora delar

det speciella smittämnet, här corona-viruset sars-cov-2.

av v världen. värrlde vä de d en. n. Två T beryktade pandemier är influensasjuk-

Vaccinet måste vara så väl utprovat att risken för allvar-

domen dom do d omen n spa spanska sp pan p sjukan som härjade 1918 till 1920 och

liga biverkningar inte är för stor. Bedömningen måste

covid-19, ccov co o ov som började spridas 2019.

bygga dels på hur allvarligt det är att bli sjuk, dels på

År 1918 var kunskapen om virus och virussjukdomar Å

hur svåra biverkningar vaccinet kan ge.

mycket bristfällig. Många patienter med spanska sjukan,

När flera olika läkemedelstillverkare hade skapat funge-

som orsakas av ett virus, drabbades av följdsjukdomar

rande vaccin mot sars-cov-2 krävdes flera typer av

orsakade av bakterier. Eftersom det då inte fanns anti-

insatser. Först måste vaccinet tillverkas i mycket stora

biotika dog många just av bakterieinfektioner. Likaså

mängder. Sedan måste vaccindoserna transporteras ut

kunde de svårast sjuka inte få intensivvård.

till alla delar av världen. Det måste finnas sjukvårds-

Idag är situationen annorlunda. Nu vet vi mycket

kunniga personer som kan vaccinera, och system för

om hur virus är uppbyggda och hur de kan ta sig in i

att låta alla som vill vaccinera sig boka tid och plats.

levande celler. Därför kunde viruset, som upptäcktes i

Dessutom måste några av vaccinen både transporteras

Kina vid årsskiftet 2019–2020, snabbt identifieras som

och sedan förvaras i speciella frysar med mycket låg

ett virus av corona-typ. Det kom att kallas sars-cov-2.

temperatur.

För det mesta saknas det fortfarande effektiva

Det svåraste verkar vara att övertala alla att vaccinera

läkemedel för att stoppa en virusinfektion när den väl

sig. Frågan är då om myndigheter ska använda ”morot”

har brutit ut. Antibiotika, som stoppar bakterieinfek-

eller ”piska”. Man brukar räkna med att ungefär 90 % av

tioner, fungerar inte mot virus. Det finns bara liknande

en befolkning bör ha vaccinerat sig för att smittsprid-

läkemedel mot ett fåtal virus. Alltså finns inget annat

ningen ska stoppas. Då är även risken ganska liten för

att göra än att ”härda ut” tills det egna immunförsvaret

att de som av medicinska skäl inte bör vaccinera sig

har stoppat virusinfektionen. Med modern intensivvård

smittas.

har det gått att hålla många även svårt sjuka patienter

Arbetet med vaccin mot sars-cov-2 har alltså byggt

vid liv. Men i fallet covid-19 blev det väldigt slitsamt för

på vad experterna vet om virus, deras uppbyggnad

vårdpersonalen.

och sätt att föröka sig, och på kunskaper om cellerna

För många allvarliga virussjukdomar är det alltså bättre

och deras genetik. Här utnyttjas alltså det allmänna

med förebyggande arbete än med behandling när

paradigmet om virus. Men det räcker inte att forskarna

sjukdomen har brutit ut. Forskarna har gradvis utveck-

arbetar inom ett väl fungerande paradigm. Det hade

lat vaccin mot tidigare mycket utbredda och fruktade

inte gått att få fram vaccin så snabbt utan välutrustade

virussjukdomar. Det första vaccinet var mot smittkop-

laboratorier för forskning, och industrier för att snabbt

por, sedan kom bland annat vaccin mot polio och olika

producera läkemedel i stora mängder. Slutligen, om

barnsjukdomar, som mässling, påssjuka och röda hund.

inte ett samhälle är välorganiserat, går det inte att

Eftersom covid-19 sprids fort och kan ha hög dödlighet

genomföra omfattande program för vaccination, även

gällde det att snabbt försöka framställa vaccin. Men

om forskarna kan allt om bakgrunden och hur vaccinet

innan dess var det viktigt att så få som möjligt blev

bör vara utformat.

smittade – därför infördes stränga restriktioner och

Både den teoretiska bakgrunden till hur virus fungerar,

karantänsbestämmelser i många länder.

vårdplatser för intensivvård och resurser att utveckla

I arbetet med att framställa vaccin ingår flera olika

och tillverka vaccin var alltså sådant som saknades

delar. Först måste forskarna skapa lämpliga vaccin,

under spanska sjukan-pandemin 1918–1920.

alltså ämnen som kan stimulera immunförsvaret mot beryktad: känd, av negativa orsaker

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 19

barnsjukdomar: ett antal olika virussjukdomar och bakteriesjukdomar som barn 19 brukar få, i många fall bara en enda gång i livet

2022-03-30 16:15

NATURVETENSKAP

SAMMANFATTNING • Naturvetenskapligt arbete innebär att man undersöker naturen på ett genomtänkt, systematiskt sätt.

• Genom naturvetenskapligt arbete förstår vi omvärlden bättre och får kunskap som kan användas praktiskt för att förbättra livet och göra det enklare.

• När det dyker upp ett fenomen (till exempel en ny sjukdom) som man inte vet så mycket om, gäller det att formulera en eller flera hypoteser om orsaker och olika samband.

• Hypoteser ska kunna testas, helst genom experiment. Om det inte går måste man planera och genomföra kontrollerade observationer.

• Slutsatserna från testning av hypoteser om ett fenomen kan leda fram till formulering av en teori, som är en sammanfattande beskrivning och förklaring.

förstå omvärlden

praktisk nytta för människor

• Om det inte går att formulera en detaljerad teori, med ordentliga förklaringar, men det ändå finns viss kunskap om fenomenet, går det att göra en modell av fenomenet och hur det fungerar.

• Med paradigm menar man ”tankemönstret inom en vetenskap”. Det är paradigmet som gör det möjligt att förstå ämnesområdet och forska vidare. Men ibland dyker det upp så avvikande forskningsresultat att det kan bli ett paradigmskifte – forskarna går över till ett nytt sätt att tänka inom hela forskningsområdet.

• Människor som arbetar inom naturvetenskap måste dels ha god kännedom om sin egen specialvetenskap, dels ha kunskap om mycket runt omkring, både inom andra naturvetenskaper och inom matematik, bland annat statistik.

lagt märke till något, t.ex. en ny sjukdom en hypotes tänks ut

vad vi vill uppnå hypotesen testas, förbättras och/eller omformuleras

resultat av testningen: modell, om kunskapen är ofullständig, eller teori, den bästa sammanfattning vi har av det vi har lagt märke till

hypotes, modell, teori

Naturvetenskapligt arbetssätt

arbete inom ett paradigm – ibland paradigmskifte

experiment, kontrollerade observationer

20

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 20

2022-03-30 16:15

1. NATURVETENSKAPLIGT ARBETSSÄTT

UPPGIFTER TILL KAPITEL 1 Träna på basfakta 1. Du har, som kunnig inom ett område inom en naturvetenskap, lagt märke till ett fenomen som ingen hittills har kunnat förklara. Vad måste du göra först, när du vill undersöka fenomenet på ett systematiskt sätt?

2. Hur bör man göra för att testa en hypotes, om den är rimlig eller inte?

3. Varför måste beskrivningen i uppgift 2 kompletteras inom vissa vetenskaper, exempelvis inom geologi och ekologi?

4. Vad är viktigt att tänka på först, när man ska göra kontrollerade observationer?

5. Hur kommer det sig att forskningsprojekt inom skogsbruk måste pågå under väldigt lång tid, ofta längre tid än ett människoliv?

Koppla ihop 6. Varför är det meningslöst att undersöka berggrunden i ett område om man inte har kunskaper inom geologi?

7. Varför måste man använda matematiska och statistiska metoder för att få en uppfattning om hur träden i en skog växer?

Tänk till!

8. Motivera varför man med naturvetenskap menar både ett kunskapsområde och ett arbetssätt.

9. Motivera varför man ofta använder begreppet modell när vi vet att vi inte har fullständig kunskap inom ett område, men ändå förstår en del.

10. Vad gör man som forskare om man upptäcker något som strider mot allt vad ens lärare och kollegor påstår, det vill säga vad som är typiskt för det gällande paradigmet?

11. Varför måste man känna till många olika arter om man vill kunna följa hur det går med olika växt- och djurarter i ett område under en viss tidsperiod?

21

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 21

2022-03-30 16:15

NATURVETENSKAP

2. Naturvetenskap och kritiskt tänkande kritik: (här) kvalificerad bedömning av någonting kritiskt tänkande: att ifrågasätta och bara lita på betrodda källor

Med kritik och kritiskt tänkande menar vi i vardagslag ofta att en person är kritisk mot något och anser att det är negativt, dumt eller dåligt. Men kritik och kritiskt tänkande betyder mycket mer än så. Ofta är kritik en kvalificerad bedömning av någonting. I tidningar skriver specialiserade journalister, kritiker, om exempelvis teaterföreställningar, konserter eller nyutkomna böcker. Kritikerna pekar på både det som är bra och det som är mindre bra och som kan förbättras. En kritiker som skriver att alla teaterföreställningar är urdåliga blir snart inte tagen på allvar.

När man diskuterar kritik och kritiskt tänkande i anslutning till naturvetenskap menar man flera olika saker. Ibland är det att kritiskt granska hur en viss undersökning har gått till, och om resultaten stämmer med de slutsatser som forskarna drar. En annan sorts kritik är om man alls kan påstå att en viss sammanfattande teori stämmer. En tredje typ av kritik är så kallad civilisationskritik, som är att ifrågasätta om naturvetenskaplig kunskap verkligen ger oss och det levande på jorden ett bättre liv. De här tre typerna av kritik förutsätter att naturvetenskaplig verksamhet och resultat från experiment och undersökningar inte är ”ohederliga”. Men det gäller också att genom kritiskt tänkande kunna avslöja olika tveksamma verksamheter.

”Tänkaren” av den franske konstnären Auguste Rodin.

22

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 22

2022-03-30 16:15

2. NATURVETENSKAP OCH KRITISKT TÄNKANDE

När du har läst kapitlet ska du ha kunskap om …

• hur man kan utveckla sitt kritiska tänkande • hur man kan skilja mellan kritik av enstaka forskningsrapporter, kritik av hela vetenskapliga teorier, och kritisk hållning till olika vetenskapliga och tekniska framsteg • hur man kan skilja mellan vetenskap och pseudovetenskap, och avslöja pseudovetenskap • hur man kan diskutera vetenskap i förhållande till religion • något om vilka källor man brukar kunna lita på.

Viktiga begrepp

civilisationskritik ekosofi

kritik kritiskt tänkande

käll-tillit pseudovetenskap

Kritik inom naturvetenskapen Naturvetenskapen måste tåla kritik, både i allmänhet och när det gäller enskilda forskningsprojekt. Samtidigt kan naturvetenskaplig kunskap ge oss möjlighet att kritiskt granska andra fenomen i samhället. Det är viktigt att kunna avslöja sådana påståenden som inte alls har någon grund i vetenskap. Likaså kan man genom kritiskt tänkande peka på att arbetsmetoder man länge har använt, exempelvis inom sjukvård, är till mer skada än nytta. Även på andra sätt kan naturvetenskaplig forskning visa att en del traditionella uppfattningar inte bygger på fakta, exempelvis vissa uppfattningar om skillnader mellan könen, eller mellan folkgrupper.

Det går också att vända på resonemanget och uttrycka sig så här: Vilka källor till vetenskaplig kunskap törs vi lita på? Det kan vara viktigt att även ha ”källtillit”, alltså att våga tro att resultaten från många meriterade forskares arbete verkligen är sanna och ger kunskap om hur vi exempelvis bäst bekämpar sjukdomar och löser miljöproblem.

Kritik för att avslöja felaktigheter i enskilda forskningsrapporter En viktig princip för att kunna avslöja felaktigheter är, att forskningsrapporter inte bara ska visa resultatet av en undersökning utan också beskriva hur undersökningen har gått till. Då blir det möjligt för andra forskare att försöka upprepa resultaten. Om ingen lyckas få samma resultat, så kommer de ledande forskarna inom området inte att lita på det första resultatet.

23

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 23

2022-03-30 16:15

NATURVETENSKAP

Kritik för att förändra och förbättra teorier Det är svårare att ifrågasätta mer etablerade och genomarbetade teorier, än att angripa enskilda forskningsrapporter. Som vi nämnde i kapitel 1 blir det dock ibland nödvändigt – och om förändringarna blir tillräckligt stora kan det bli ett paradigmskifte. Det är också viktigt att förstå, att även den nya teorin och det nya paradigmet kommer att kritiseras. Ingen teori är fullkomlig. Det viktiga är inte att den är bevisad, vilket i princip aldrig går att göra fullständigt, utan att den hittills inte har motbevisats. tillämpas: användas

Riktigt intressant blir det när nya teorier kan tillämpas, exempelvis inom sjukvård. Vi kan ta magsår som ett exempel på hur nya teorier om orsakerna till en sjukdom leder till helt nya metoder för behandling.

Under de senaste cirka 50 åren har synen på sjukdomen magsår och hur den ska behandlas förändrats helt. Länge ansåg man att magsår i stort sett enbart orsakades av att patienten var alltför stressad. Förutom att få patienten att leva ett lugnare liv ville man inom sjukvården minska på syra-produktionen i magen, för att undvika nya sår. Det krävde ofta att en stor del av magsäcken opererades bort.

Efter hand utvecklades läkemedel som minskar syra-produktionen i magen.

Dessutom förstod man att det även krävs att speciella bakterier infekterar magslemhinnan för att magsår ska uppstå. Genom att behandla magsårspatienter med antibiotika i kombination med syra-dämpande medicin behövde man inte längre operera bort en stor del av magsäcken.

Om ingen hade ifrågasatt ”magsårsparadigmet” som det såg ut fram till cirka 1970 hade kanske läkarna fortfarande opererat bort magsäcken på magsårspatienter.

Bakterien som har visat sig vara den viktigaste orsaken till magsår, Helicobacter pylori.

(Svepelektronmikroskopbild, förstoring cirka 10 000 gånger)

24

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 24

2022-04-04 10:44

2. NATURVETENSKAP OCH KRITISKT TÄNKANDE

Kritik mot styrning av forskning Mycket av forskningen i våra dagar kräver enorma resurser. Det gäller löner till alla som arbetar med forskning, laboratorielokaler och avancerade apparater.

Det är knappast möjligt ens för mycket rika privatpersoner att hålla på med avancerad forskning ”bara för att det är roligt”. Men både staten, olika storföretag och donatorer som sysslar med välgörenhet, har ramar för vad pengarna ska användas till. Om vi antar att en statlig stiftelse ger en forskargrupp en stor summa pengar, så finns olika nivåer som donatorerna önskar att forskarna håller sig till – någon av följande: 1. ”Vi vill att ni ska forska inom det här området, för det kan vara allmänt bra att veta mer om detta.”

2. ”Vi vill att ni genom forskning inom det här området ska hitta nya praktiska arbetssätt eller användningsområden.” Hit hör till exempel att hitta nya sätt att förebygga och bota sjukdomar.

3. ”Vi vill att ni ska komma fram till just det här resultatet, som vårt parti (eller liknande) redan nu anser är det riktiga.”

Prins Daniel, som representant för Hjärt-Lungfonden, överlämnar symboliskt Den tredje punkten anser nog de Hjärt-Lungfondens stora forskningsanslag till professor Gunilla Westergrenflesta är ett felaktigt sätt att sponsra Thorsson för hennes forskning om lungans självläkande förmåga vid forskning. Man ska ju inte på förlungsjukdomen KOL. Hjärt-Lungfonden är en ideell förening som samlar in pengar till och finansierar forskning om hjärt-kärl- och lungsjukdomar. hand ha bestämt hur resultaten ska Verksamheten är helt beroende av frivilliga gåvor från privatpersoner och bli! Punkt 2 är försvarbar, men en företag. satsning på bara sådant som direkt ska kunna tillämpas kan göra att man missar viktiga upptäckter. Punkt 1 är ren grundforskning – forskning utan annat syfte än att ta reda på hur ett fenomen fungerar. Det är oftast så viktiga upptäckter görs, och därför menar många att vi inte klarar oss utan grundforskning.

Om staten ska betala forskning med skattepengar krävs en tanke bakom hur medlen fördelas – samhället kan inte satsa mer än en ganska liten del av skattemedlen just på forskning.

När tveksamma forskningsresultat får stor publicitet kan ytterligare ett kritiskt förhållningssätt vara motiverat: Varför blir resultaten allmänt kända – har någon person eller grupp ett särskilt intresse av det?

Om vi återvänder till rubriken så kan vi konstatera, att forskningen behöver styras, men den styrningen kan också ifrågasättas.

25

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 25

2022-04-04 10:44

NATURVETENSKAP

Vad som styr enskilda forskare Forskare är ofta personer med goda idéer som de vill förverkliga. Men styrningen av resurser till olika typer av forskning påverkar också vad en forskare väljer att syssla med, för att i förlängningen få fortsätta att arbeta med forskning och gynna sin egen karriär. Forskare är ju, precis som andra människor, intresserade av att ha ett bra jobb med hög lön. Att välja ett forskningsområde som få är villiga att ge resurser till leder snarare till att forskaren riskerar att bli arbetslös. Men strävan efter att bli rik och berömd kan också öka risken för fusk, eller att en forskare försöker ta åt sig äran för andras arbete. Också här gäller att det måste gå att kritisera vad som pågår, och att hitta tecken på att forskaren kanske har fuskat fram nya intressanta resultat.

Kritik mot naturvetenskapen som projekt Den kände frihetskämpen och filosofen M.K. Gandhi på ett brittiskt frimärke.

civilisationskritik: kritik av att naturvetenskap och teknik ”tagit över” samhällen ekosofi: Filosofisk inriktning som hävdar att vi måste leva/handla i överensstämmelse med hur den levande naturen fungerar.

Naturvetenskapen i dess moderna form utvecklades i Europa från cirka 1600-talet och framåt. Många anser att alla naturvetenskapliga framsteg, som därefter har omsatts i ny teknik, har varit till stor nytta för mänskligheten.

Men ofta kritiseras naturvetenskap (och teknik) för att verksamheten leder till miljöproblem. Då brukar naturvetare svara med att vi behöver ännu mer naturvetenskaplig kunskap, för att lösa miljöproblemen.

En mer radikal kritik av naturvetenskaplig verksamhet är civilisationskritiken.

Några kända civilisationskritiker är den indiske frihetskämpen Mohandas Karamchand (Mahatma) Gandhi och den norske filosofen Arne Naess, som startade den filosofiska riktningen ekosofi. Civilisationskritikerna ifrågasätter om naturvetenskapliga landvinningar och deras tekniska tillämpningar verkligen leder till bättre villkor för mänskligheten. Det kanske hade varit bättre att ”ta det lugnare” med teknisk utveckling.

Pseudovetenskap pseudovetenskap: fenomen eller påståenden som utger sig för att vara vetenskapligt belagda, men som inte är det

Med pseduovetenskap menas flera olika typer av ”falsk vetenskap”. Det kan röra sig om allt från medvetna försök till bedrägeri, för att utnyttja människor och tjäna pengar, till mer eller mindre omedvetna misstolkningar av verkligheten, och då även att en del personer lurar sig själva.

Typiskt för pseudovetenskap är alltså att dess företrädare använder ett språk som verkar vara ”naturvetenskapligt”, utan att de har någon grund för det de påstår. För att avslöja pseudovetenskap krävs att man försöker få reda på hur ”forskningen” har bedrivits för att ge de här ofta sensationella resultaten. Här är kritiskt tänkande mycket viktigt!

26

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 26

2022-03-30 16:15

2. NATURVETENSKAP OCH KRITISKT TÄNKANDE

Demonstration mot uppmaningen att vaccinera sig. Vaccinationsmotståndare kommer med många argument som bland annat företrädare för medicinsk forskning anser är mycket märkliga.

Pseudovetenskapliga påståenden kan vara olika ”allmänfarliga”. Om personer tror att jorden får besök av utomjordingar som flyger hit i UFO:n, så skadar det påhittet ingen. Om man däremot påstår att det är mycket farligare att vaccinera sig än att drabbas av sjukdomen, leder det till mycket lidande och även död. Under en epidemi eller pandemi drabbas ju även omgivningen av att man inte vaccinerar sig, eftersom man då kan sprida smittan till andra personer.

UFO: Unidentified Flying Object; oidentifierat flygande föremål

Aktuella pseudovetenskapliga argument mot vaccination (hösten 2021) är bland annat att ”jag vill inte stoppa in något främmande i kroppen”. Då måste man fråga sig om personen som säger det alltid avstår från alkohol och tobak, eller olika mediciner i tablettform. Tyvärr är det ofta svårt att med logiska argument bemöta personer som tror på pseudovetenskapliga påståenden. ”Alternativa fakta” har blivit en del av de sociala medierna, vilket är en samhällsfarlig utveckling.

Vetenskap och religion – två olika paradigm Ytterligare en typ av kritik mot naturvetenskapen är att den inte visar hänsyn till kulturella och religiösa traditioner i ett samhälle, utan ofta i stället vågar säga att traditionerna bygger på missuppfattningar. På 1600-talet ansåg många att den då nya uppfattningen om att solen ligger i världens centrum och inte jorden, var ett hot mot den etablerade ”lärda” världen, och ännu värre, mot religionen. Debatten om evolutionsteorin i jämförelse med religiösa skapelseberättelser pågår fortfarande. Även om inte avsikten är att kränka människors religion, så tolkas det som förs fram inom naturvetenskaperna ibland på det sättet. Det är svårt att komma överens när man tillhör olika paradigm, i det här fallet beprövad vetenskap kontra det som står skrivet i mångtusenåriga skrifter. Många företrädare för olika religiösa riktningar anser därför i stället, att vad som lärs ut inom vetenskap respektive religion ska hållas isär.

27

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 27

2022-03-30 16:16

NATURVETENSKAP

Men vem ska man lita på? käll-tillit: Att veta att man kan lita på det som skrivs eller forskas fram av personer på institutioner och universitet med gott rykte och anseende, och som refereras i mediakanaler som har gott rykte och anseende.

Källkritik i all ära, men för oss som inte håller på med grundforskning är det också viktigt att förstå var vi kan hitta pålitlig information. En del källor är mer trovärdiga än andra, och i de fallen gäller det att känna käll-tillit. Därför är det viktigt att bland annat public service-radio och teve, liksom stora dagstidningar och populärvetenskapliga skrifter, lever upp till det förtroende medborgarna visar dem genom sin tillit. Även bokförlag som anser sig vara seriösa måste ha omdöme, till exempel när man avgör vilka böcker i olika naturvetenskapliga ämnen som man ger ut.

SAMMANFATTNING • Kritisk hållning inom naturvetenskap kan betyda både att noggrant granska enskilda forskningsrapporter och att allmänt ifrågasätta etablerade teorier.

• Ära och rikedom kan vara frestande för enskilda forskare och därför händer det ibland att någon forskare hittar på forskningsresultat som sedan, genom kritiskt tänkande, avslöjas som felaktiga.

• Kritisk hållning kan vara bra om den leder till att exempelvis etablerade metoder inom sjukvården ersätts med nya, som är mindre plågsamma för patienterna och leder till snabbare tillfrisknande.

• Det förekommer även kritik mot naturvetenskapligt arbete i dess helhet, exempelvis civilisationskritik.

• När forskningsresultat och styrning av forskning diskuteras, måste kritiken gälla både vilka forskningsområden som gynnas (av staten, stora företag eller enskilda donatorer) och hur målstyrd forskningen är. Det är skillnad mellan grundforskning som inte ger omedelbar praktisk nytta, och målforskning som till exempel syftar till att hitta botemedel mot en viss nyupptäckt sjukdom.

• Alla måste vi ha ett kritiskt förhållningssätt så att vi kan känna igen vad som är pseudovetenskap i stället för vetenskapliga resultat som bygger på forskning.

• Många, även religiösa företrädare, anser att vetenskap och religion är två olika typer av paradigm, och att de ska tillämpas på helt olika delar av verkligheten.

• Det är även viktigt att känna käll-tillit, så att vi inte anser att ”alla påståenden är lika värdefulla”.

• Särskild kritik måste riktas mot forskning där bidragsgivarna redan när pengarna fördelas uttrycker vad de vill ha för resultat – att det bara gäller för forskarna att få fram resultat som stämmer med vad de redan tror sig veta.

28

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 28

2022-03-30 16:16

2. NATURVETENSKAP OCH KRITISKT TÄNKANDE

kritisk analys av enskilda forskningsresultat

civilisationskritik

kritisk prövning av teorier

Kritiskt tänkande inom naturvetenskap

Är forskarna fria och obundna?

Om inte: ”follow the money”.

att upptäcka och bemöta pseudovetenskap

naturvetenskapens förhållande till religion

UPPGIFTER TILL KAPITEL 2 Träna på basfakta 1. Vad måste alltid finnas med i en forskningsrapport, för att läsaren ska kunna tro på de resultat som presenteras?

2. Vad krävs för att en teori ska anses vara riktig?

3. Vad krävs för att en teori ska ifrågasättas?

4. Vad kan göra att forskare frestas att ”förbättra” sina resultat?

5. Vilka är likheterna respektive skillnaderna mellan pseudovetenskap och seriös naturvetenskap?

6. Vad måste statliga forskningsstiftelser (eller motsvarande) ta hänsyn till när de fördelar pengar till olika forskningsprojekt?

Koppla ihop 7. Ge ett exempel på när det är värdefullt att etablerade teorier ifrågasätts, och kanske ersätts av något som även har ”bättre” praktiska tillämpningar?

8. Varför är det olämpligt att den som betalar ett forskningsprojekt försöker styra vad resultaten ”borde bli”?

9. Ge ett argument för att påståenden inom naturvetenskap respektive religion bör ”hållas isär”.

10. Varför kan vi känna större käll-tillit till fakta som förmedlas av stora dagstidningar och public serviceradio och -teve än till vad som framförs på sociala medier?

11. Resultat som kommer fram från forskning som betraktas som seriös kan kritiseras av flera olika skäl. Hur viktigt är det att ifrågasätta a) enskilda forskningsrapporter b) väl etablerade teorier respektive c) kritik av naturvetenskaplig verksamhet som ”projekt”?

Tänk till!

12. Varför finns det skäl till att ifrågasätta påståenden som ”Den nya tandkrämen är kliniskt testad” och ”Det är vetenskapligt bevisat att den nya bantningsmetoden är effektiv”?

13. Varför kan samma typ av observationer göra att två forskare (forskargrupper) formulerar helt olika teorier? Betyder det att någon har missförstått alltihop?

14. Vad skiljer seriös kritik av naturvetenskaplig forskning från ”pseudovetenskaplig” kritik?

15. Varför är det inte säkert så att en teori har ”motbevisats för alltid”?

Diskutera 16. Under sensommaren 2021 diskuterades att oljebolag i USA inte bara har finansierat forskning inom naturvetenskap, utan även inom nationalekonomi. Resultaten av den oljeindustrisponsrade forskningen blev att det skulle vara alltför dyrt för samhället att minska utsläppen av koldioxid, för att stoppa klimatförändringarna.

Många ifrågasätter det resultatet. Hur borde forskarna ha gjort för att resultatet skulle ha varit mer trovärdigt?

29

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 29

2022-03-30 16:16

UNIVERSUM, ENERGI OCH MATERIA

BLOCK 2

Universum, energi och materia

Arbete med det nya rymdteleskopet, ”James Webb”, och hur det är tänkt att det ska se ut när det har vecklats ut på sin plats långt ute i rymden från jorden räknat.

30

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 30

2022-03-30 16:16

3. NATURVETENSKAP OCH KRITISKT TÄNKANDE

D

et här blocket handlar till stor del om materia. Det gäller både hur den har

bildats, i vilka former den finns och hur den reagerar.

I det första kapitlet tar vi upp universum, med alla olika himlakroppar, och vad som sker där. Du får också lära dig en del om universums historia.

De följande kapitlen handlar dels om energi och elektricitet, dels om materia och hur olika ämnen kan fungera och reagera – det vi kallar kemi.

Centralt innehåll i block 2 • Universums utveckling som förklaring till materians uppkomst och jordens sammansättning.

• Hur naturvetenskap kan granskas kritiskt samt hur ett naturvetenskapligt förhållningssätt kan användas för att kritiskt pröva ovetenskapligt grundade påståenden.

• Materians uppbyggnad, ämnens egenskaper, växelverkan, kretslopp och oförstörbarhet.

Samband och skillnader mellan energi och materia.

• Naturvetenskapens betydelse för mänsklighetens kultur och världsbild.

Upptäckter och framsteg inom till exempel medicin, energi och materialutveckling ur historiska, nutida och framtida perspektiv.

• Organiska och oorganiska ämnen i vardag och samhälle. Industriella processer, teknikutveckling och miljöperspektiv som rör framställning av moderna material, livsmedel och andra produkter.

Innehållet i block 2 ska ge eleven möjlighet att få kunskap om

• Naturvetenskapliga arbetsmetoder, till exempel observationer, klassificering, mätningar, simuleringar och experiment samt etiska förhållningssätt och estetiska upplevelser kopplade till det naturvetenskapliga utforskandet.

• energi och elektricitet

• rymden och universum, och sambandet mellan det mycket stora och det mycket lilla i naturvetenskapen

• ämnen och hur de reagerar.

• Naturvetenskapligt förhållningssätt, hur man ställer frågor som går att pröva naturvetenskapligt och hur man går till väga för att ställa företeelser i omvärlden under prövning.

31

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 31

2022-03-30 16:16

Bildförteckning 10–11 akg-images/TT 12 Science Photo Library/TT 16 Igor Grochev/Shutterstock.com 18 Johan Gunséus/TT 22 Hung Chung Chih /Shutterstock.com 24 Science Photo Library/TT 25 Sara Friberg/Kungl. Hovstaterna 26 neftali/Shutterstock.com 27 Fredrik Sandberg/TT 30–31 Science Photo Library/TT 34 The Granger Collection/TT 35 Science Photo Library/TT 36 (1) NASA/Ames/JPL-Caltech 36 (2, 3) Science Photo Library/TT 37 (1) Science Photo Library/TT 40–42 NASA 49 David Ames Wells, The science of common things: a familiar explanation of the first principles of physical science. Utgiven av Ivison, Phinney, Blakeman, 1859. Public Domain 52 Science Photo Library/TT 53 Cecilia Söderpalm-Berndes 56 Simon Hultgren/Svenska kraftnät 57 Lars Pehrson/SvD/TT 64 ANP/TT 66 Science Photo Library /TT 68 Science Photo Library /TT 72 Science Photo Library /TT 73 Science Photo Library /TT 76 Cecilia Söderpalm-Berndes 82 Science Photo Library/TT 82 Romuald Meigneux/SIPA/TT 83 Science Photo Library/TT 86 Adam Ihse/TT 91 Science Photo Library/TT 92–93 TT 95 (1) Science Photo Library/TT 95 (2) Alfred Pasieka/Science Photo Library/Getty Images 97 (1) Cecilia Söderpalm-Berndes 97 (2) Peter Hoelstad/DN/TT 98 Haidar Mohammed Ali/AFP/TT 99 urbazon/E+/Getty Images 100 Pelle Bergström/Bildhuset/TT 107 Lena Granefelt/Getty Images 108–109 hudiemm/E+/Getty Images 111 (1) Cecilia Söderpalm-Berndes 111 (2) Science Photo Library/TT

178-328 Frank_Grön_Block_4.indd 328

113 Science Photo Library/TT 114 (1) Yoshikazu Tsuno/AFP/TT 115 Science Photo Library/TT 116 Thomas Adolfsén/Scandinav/TT 118 De Agostini/Getty Images 119 Fredric Alm/LKAB 120 Boliden 121 Lars Lindqvist/DN/TT 122 Jonathan Nackstrand/AFP/TT 124 Eva Levau/TT 125 Janerik Henriksson/TT 130–131 TT 132–134 Science Photo Library/TT 138 Mark Stevenson/Stocktrek Images /Getty Images 140–146 Science Photo Library/TT 147 (1) Sinclair Stammers/NPL/TT 147 (2) Science Photo Library/TT 148 (1) Ed Reschke/Stone/Getty Images 148 (2) Science Photo Library/TT 149 Science Photo Library/TT 150 (1) ©Yike Xu 150 (2) By Tiouraren (Y.-C. Tsai) 151 Science Photo Library/TT 157 Science Photo Library/TT 156 Elliot and Fry/Paul D. Stewart /Science Photo Library/TT 166 Birgitta Landgren 167 P.Plaillye/E.Daynes/Science Photo Library/TT 169 (1) Science Photo Library/TT 169 (2) Philippe Plailly/AFP/TT 173–179 Science Photo Library/TT 180 Björn Larsson Rosvall/TT 182 (1) Heléne Grynfarb/Scandinav /Johnér 184 Robby Ryke/ Moment/Getty Images 185 Christine Olsson/TT 188 Steven C. De La Cruz/Image Source/Getty Images 192–195 Science Photo Library/TT 196 Roos Koole/ANP/TT 197 Science Photo Library/TT 201 Science Photo Library/TT 205 Science Photo Library/TT 208 Science Photo Library/TT 204 Neale Haynes/REX/TT 212 Mike Harrington/Stone/Getty Images 214 REX/TT 218–223 Science Photo Library/TT 224 Westend61/Getty Images

226 227 229 230 232 234

Gunnar Björndahl Science Photo Library/TT Science Photo Library/TT William West/AFP/TT Xavi Olmos/Moment/Getty Images David Trood/DigitalVision/Getty Images 235 Science Photo Library/TT 237 Science Photo Library/TT 238 Science Photo Library/TT 239 Djohan Shahrin/Shutterstock.com 240 Anna KernJohnér 241–247 Science Photo Library/TT 250 Maskot/Getty Images 251 Science Photo Library/TT 253 (2) Science Photo Library/TT 253 NASA 255–267 Science Photo Library/TT 268 Jonatan Fernström/Getty Images 269 Ulf Bodin/Getty Images 271 (1) The American Journal of the Medical Sciences/Science Photo Library/TT 271 (2) Daguerreotyp av Phineas Gage, okänt år. Public Domain 277 Science Photo Library/TT 278 BSIP/Getty Images 279–281 Science Photo Library/TT 283 Jared Alden/Photodisc/Getty Images 284 Johnér/Getty Images 285 Pontus Lundahl/TT 286 Science Photo Library/TT 288 Science Photo Library/TT 292 Lilkin/Shutterstock.com 294 Martin Barraud/Getty Images 295 Westend61/Getty Images 296 Science Photo Library/TT 297 Science Photo Library/TT 300 Science Photo Library/TT 301 Morgan Karlsson/Getty Images 304 Science Photo Library/TT 308 Henning Bagger/TT 309 Anders Wiklund/TT 311 Science Photo Library/TT 313 Science Photo Library/TT 316 (1) akg-images/British Library/TT 316 (2) Claudio Bresciani/TT 318 (1) Science Photo Library/TT 319 Robert Michael/DPA/TT 320 Gaetan Bally/KEYSTONE/TT Övriga foton: Shutterstock.com

2022-03-30 15:40

ISBN 978-91-47-14707-6 © 2022 Gunnar Björndahl, Johan Castenfors, Birgitta Landgren och Liber AB Projektledare: Louise Westin Bildredaktör: Marie Olsson Formgivning: Eva Jerkeman Omslag: Ingela Jönsson Omslagsfoto: Shutterstock.com Teckningar: Cicci Lorentzson Redaktör: Cecilia Söderpalm-Berndes Textförfattande av kapitel 5–7: Cecilia Söderpalm-Berndes Andra upplagan 1 Repro: Repro 8 AB, Stockholm Tryck: People Printing, Kina 2022

kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och elevers begränsade rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare, t.ex. kommuner och universitet.

Intrång i upphovshavarens rättigheter enligt upphovsrättslagen kan medföra straff (böter eller fängelse), skadestånd och beslag/förstöring av olovligt framställt material. Såväl analog som digital kopiering regleras i BONUS-avtalet. Läs mer på www.bonuscopyright.se Liber AB, 11398 Stockholm Kundservice tfn 08-690 90 00 Kundservice.liber@liber.se www.liber.se

1-177 Frank_Grön_Block_1_3.indd 2

2022-03-30 16:15

frank BJÖRNDAHL

Frank Grön Naturkunskap 2 Frank Grön Naturkunskap 2 är anpassad till gymnasiets kurs 2 i Naturkunskap och kan därmed även användas på komvux.

CASTENFORS

Boken är indelad i fyra block: 1. Naturvetenskap 2. Universum, energi och materia 3. Livets utveckling 4. Människans organsystem och fysiologi

LANDGREN

Texterna är skrivna med en berättande stil och en språklig nivå som passar alla elever. Innehållet är rikt med möjlighet till fördjupning och breddning.

I början av varje kapitel anges kunskapskrav samt de viktigaste begreppen.

G RÖ N

Naturkunskap 2 GUNNAR BJÖRNDAHL

JOHAN CASTENFORS

BIRGITTA LANDGREN

Dessa finns förklarade som marginaltexter inne i kapitlet där de först dyker upp. I slutet av varje kapitel finns en sammanfattning samt uppgifter av olika kategorier.

I Frank-serien ingår tryckta och digitala versioner av: • Frank Blå Naturkunskap 1a1 (för yrkesprogrammen)

FRANK GRÖN NATURKUNSKAP 2

• Frank Gul Naturkunskap 1b (för de högskoleförberedande programmen) • Frank Grön Naturkunskap 2 Till varje titel finns en digital lärarhandledning i lärarlicensen samt ett digitalt övningsmaterial för elever.

Svar till uppgifterna i böckerna finns som nedladdningsbara pdf:er på liber.se

Best.nr 47-14707-6 Tryck.nr 47-14707-6

4714707_Frank_Omslag.indd Alla sidor

2022-03-29 15:42