9789198168174 by Smakprov Media AB

NATURKUNSKAP 1B

V채lj din v채g Fredrik Jonsson

NATURKUNSKAP 1 – VÄLJ DIN VÄG FREDRIK JONSSON NA FÖRLAG

Utgiven av NA förlag AB, Lund www.naforlag.se © Fredrik Jonsson, Johan Paulsson, NA Förlag AB Ansvarig utgivare: NA Förlag AB Textbearbetning: Magnus Aspegren Grafisk form & layout: Kolossal.se Fotografier från Matton och Johnér. ISBN: 978-91-981681-7-4 Tryck: Exakta, Malmö 2014

INLEDNING

NATURVETENSKAPEN

1. Naturvetenskap

MÄNNISKAN OCH OMVÄRLDEN

2. Energi

3. Din omvärld

4. Människan påverkar sin omvärld

5. Hållbar utveckling

110

CELLER OCH GENETIK

136

6. Celler

138

7. Genteknik och gen-etik

160

HÄLSA OCH VÄLMÅENDE

174

8. Hälsa

176

9. Beroende och droger

208

10. Sex och samlevnad

234

FÖRORD

Naturkunskap 1b – Välj din väg tar sitt avstamp i de naturvetenskapliga förklaringsmodellerna. Utifrån dessa ges perspektiv på såväl individuella ställningstagande som stora samhällsfrågor. Boken är baserad på en naturvetenskaplig grund men med koppling till andra ämnesområden, som till exempel samhällskunskap och ekonomi, för att ge ett ämnesövergripande perspektiv på de riktigt stora utmaningar som mänskligheten ställs inför. Bokens undertitel ”Välj din väg” syftar på att läsaren i text och övningar uppmärksammas på hur de egna valen kan påverka såväl den individuella hälsan som de stora sammanhangen, till exempel global uppvärmning. Läsaren uppmanas att reflektera och fundera över hur våra vardagliga val påverkar världen omkring oss. Boken ger också en förståelse för hur allt hänger ihop, från cellens DNA till jordens ekosystem, vilket är en förutsättning för att kunna reflektera över sitt eget agerande. Naturvetenskapen är ett extremt stort kunskapsområde som rymmer en mängd olika kunskapsfält. Naturkunskap 1b – Välj din väg är tänkt att vara ett första steg in i naturkunskapens värld och därför läggs stor vikt på att koppla ihop det personliga med det universella. Boken fokuserar också på att introducera det naturvetenskapliga arbetssättet som mer än något annat definierar naturvetenskapen. Boken är anpassad för att användas på många olika sätt. Den går med fördel att läsa från pärm till pärm. Det går dock precis lika bra att använda den som uppslagsverk eller som utgångspunkt för fördjupade studier. Som lärare är det bästa jag vet läromedel som har ett rikt ämnesinnehåll och tydlig struktur men som inte styr min undervisning. Den här boken är skriven i syfte att vara ett sådant läromedel. Boken täcker hela det centrala innehållet i kursplanen för Naturkunskap 1b och kapitelindelningen

följer de olika delarna av det centrala innehållet vilket gör det lätt att använda delar av boken om man vill dela upp kursen i Naturkunskap 1a1 och 1a2. Jag hoppas att du som undervisar i naturkunskap och du som studerar ämnet ska ha stor nytta och glädje av boken. Men fastna inte i bara i boken! Naturvetenskap handlar om att upptäcka, undersöka och förklara så ge er ut och upptäck! Fredrik Stockholm, maj 2014

Inledning

DEL ETT

NATURVETENSKAPEN

Kapitel ETT

NATURVETENSKAP

Introduktion

Naturvetenskapligt arbetssätt

Naturvetenskapligt arbete är problemlösande

Tänk naturvetenskapligt i vardagen – tre exempel

Mormors klocka

Konsumentundersökningen

Väderfrågan

Modeller och teorier

Att designa experiment

Att mäta resultat

Samma resultat ger säkerhet

Vad säger resultatet oss?

Grundforskning

Bästa möjliga modell

Forskningsetik

Djurförsök

Stamcellsforskning

Ansvar för upptäckter

Försiktighetsprincipen

Naturvetenskap som beslutsgrund och granskning av naturvetenskap

Vetenskap och ovetenskap

Naturvetare – från multigenier till e xtrema specialister

Sammanfattning

Övningar

Instuderingsfrågor

Fundera och diskutera

INTRODUKTION Människor har i alla tider varit nyfikna på sin omgivning. Att se, upptäcka och förstå sin omvärld är något som vi gjort sen urminnes tider. Det har varit ett sätt för oss att överleva och att konkurrera med andra arter i vår omgivning. Den naturvetenskapliga forskningen idag är väldigt strukturerad i sin form men i grunden handlar det om att bli lite klokare på sin omgivning. Många människor har vigt sitt liv åt naturvetenskap och åt att försöka göra världen lite lättare att förstå. Det har också gett oss många fördelar inte minst när det gäller bekämpandet av sjukdomar.

Naturvetenskap

NATURVETENSKAPLIGT ARBETSSÄTT Ofta upplevs naturvetenskap som mycket färdig fakta. Fakta som man ska lära sig och komma ihåg för att sedan kunna använda i lämpliga situationer. Visst innehåller naturvetenskap mycket fakta men den fakta som finns grundar sig på upptäckter och undersökningar. Naturvetenskapen är en ständigt växande vetenskap där det hela tiden görs nya upptäckter. Upptäckterna blir efterhand till vedertagen fakta men i början är de bara fantastiska nya upptäckter i ett fortfarande ganska outforskat universum. Den som arbetar naturvetenskapligt försöker på ett systematiskt sätt kartlägga vår omvärld och dessutom förklara hur processer och skeenden hänger ihop. Det naturvetenskapliga sättet att arbeta innebär att man grundar sina slutsatser på iakttagelser eller experiment som illustrerar det aktuella fenomenet. Det naturvetenskapliga arbetssättet bygger på att man har något som man vill beskriva eller förklara. Det kan vara ett fenomen, en process eller någon annan form av frågeställning. Det kan grunda sig i ett problem som man har stött på men det kan lika gärna bero på ren nyfikenhet på hur något fungerar. Ofta har man någon form av bakgrundsinformation, man vet något om problemet sedan tidigare. Det kan vara genom att man själv har gjort undersökningar men kunskapen kan också komma från andra källor som böcker och artiklar. Utifrån det man vet kan man ha en idé om hur fenomenet eller problemet kan förklaras. Ofta finns det kanske flera olika alternativ till förklaring. Dessa

alternativ brukar vi i naturvetenskapliga sammanhang kalla för hypoteser. En hypotes är en tänkbar förklaring på hur något hänger ihop eller fungerar. För att veta om hypotesen är förklaringen på problemet eller för att ta reda på vilken av hypoteserna som är den sanna måste vi hitta ett sätt att testa hypotesen. Att testa en hypotes kan vara komplicerat men ofta försöker forskare designa någon form av experiment eller undersökning. Dessa ska visa om hypotesen kan stämma eller inte. Undersökningen kan vara en experimentell design i ett labb men det kan också vara en mätning ute i fält eller en analys av statistisk data. Hur man gör beror på vilken hypotes man har och vad det är man vill testa. Det är viktigt att undersökningen bara testar hypotesen och ingenting annat. Det är också viktigt att undersökningen ger mätbara resultat. Vi kan alltså inte bara tycka eller tro att det blev på ett visst sätt. Vi måste kunna visa det genom uppmätta värden, analyserade bilder eller på något annat sätt.

De resultat vi får ut från en undersökning kan vi sedan använda för att dra slutsatser om vår hypotes är sann eller inte. Det går i allmänhet inte att bevisa att en hypotes är sann, det är mycket enklare att visa att en hypotes inte stämmer. Anledningen till detta är att det finns många olika parametrar som påverkar ett experiment och att det ibland kan vara svårt att förutse alla. Det gör att även om det verkar som om vi har en undersökning som bekräftar vårt resultat kan det positiva resultatet i verkligheten ligga i något vi inte har kunnat förutse. Det gör emellertid inte så mycket att vi inte definitivt kan bevisa att en hypotes är sann. Vi kan ändå ta oss närmre den riktiga förklaringsmodellen genom att förfina våra hypoteser och göra nya undersökningar. Om vi får resultat som stämmer med våra hypoteser kan vi ibland forma generella teorier och modeller för hur saker och ting hänger ihop. Att kunna generalisera och förenkla är viktiga delar av naturvetenskapen eftersom vi då kan skapa oss en överblick och en mer sammanhängande förståelse.

STÄLL FRÅGOR

GÖR BAKGRUNDSUNDERSÖKNING

SKAPA HYPOTESER

PROVA MED ETT EXEPERIMENT

ANALYSERA RESULTAT – DRA SLUTSATS

HYPOTESEN STÄMMER

HYPOTESEN STÄMMER DELVIS ELLER INTE

RAPPORTERA RESULTAT

Naturvetenskap

TÄNK! FÖRSÖK IGEN.

NATURVETENSKAPLIGT ARBETE ÄR PROBLEMLÖSANDE Istället för att använda en massa naturvetenskapliga termer som i den inledande texten kan vi illustrera arbetssättet med ett vardagligt exempel. För du arbetar dagligen naturvetenskapligt när du försöker lösa vardagsproblem. Anta att din dator inte startar. Eftersom du kan en del om datorer sedan tidigare tänker du försöka lösa problemet själv. Du vet att datorer behöver ström för att fungera, du vet att alla kablar måste vara kopplade, du vet att det finns ett antal komponenter inuti datorn som kan gå sönder. Till exempel processor, grafikkort och internminne. Utifrån dessa förkunskaper och efter att ha undersökt datorn formulerar du hypotesen att det är grafikkortet som är sönder. För att kontrollera om din hypotes stämmer bestämmer du dig för att byta grafikkortet. För att verkligen kunna kolla att det är grafikkortet som är skadat byter du bara det och inga andra komponenter. För vad skulle hända om du samtidigt bytte processorn och internminnet? Jo, om datorn fungerade efter att du bytt alla komponenterna skulle du inte kunna säga om det var en av dem som var sönder eller om det var alla. Du väljer alltså att testa hypotesen genom att endast byta grafikkortet och inget annat. När grafikkortet är bytt fungerar datorn igen och du kan dra slutsatsen att det förmodligen var grafikkortet det var fel på.

Men det kan finnas felkällor som du inte känner till. Det kanske finns ett glapp inne i datorn eller det kanske var strömavbrott när du testade första gången. För att få ett så säkert resultat som möjligt ska du försöka begränsa alla osäkerhetsfaktorer. I det här fallet kan du dock vara relativt säker på att det var grafikkortet det hängde på. Skulle inte datorn ha funkat hade du varit tvungen att formulera en ny hypotes, till exempel att det är fel på processorn. Observera att även om du kom fram till att det inte var grafikkortet så är det också ett resultat som hjälper dig att förklara och lösa problemet. På samma sätt kan negativa resultat inom forskning hjälpa forskare på rätt spår eftersom de vet att det inte är på ett visst sätt. Det är alltid lättare att visa att något inte är på ett visst sätt än att visa att det faktiskt är på ett visst sätt. När du lagade din dator arbetade du utefter en vetenskaplig metod och löste ett problem. Precis på samma sätt arbetar forskare, den stora skillnaden är att de är mer noggranna med att dokumentera sina resultat för att kunna visa upp dem för omvärlden. Själva arbetssättet är dock universellt och väldigt mänskligt, vi kommer på idéer och testar dem. Det är ett arbetssätt som fanns långt innan vetenskapen.

Naturvetenskap

TÄNK NATUR VETENSKAPLIGT I VARDAGEN – TRE EXEMPEL MORMORS KLOCKA Låt oss säga att din mormor har en riktigt gammal klocka. En sån där gammal klocka som är hög och står mot en vägg. Inne i klockan finns en pendel och två stycken lod. När pendeln svänger fram och tillbaka tickar klockans visare framåt. Din mormor har ett problem. Klockan går för fort. Varje dag går den lite mer före. Mormor undrar om du vet hur man ska göra för att förändra det. Du bestämmer dig för att försöka lösa problemet genom att undersöka vilka parametrar som påverkar hur fort klockan går. Mormor tipsar dig om att hon tror att det har med pendeln att göra. Kan det vara pendelns längd? Dess tyngd? Eller kanske någon annan egenskap hos pendeln? Vad har du för hypotes? Hur ska du designa ett experiment som testar din hypotes? Hur ska du mäta ditt resultat? Hur vet du att det inte finns saker som du inte tänker på som kan påverka (felkällor)? Vilka slutsatser kan du dra av ditt resultat? Kan du hjälpa mormor?

KONSUMENTUNDERSÖKNINGEN I det här exemplet använder vi disktrasor men man kan använda tankesättet för att testa nästan vilken produkt som helst.

Naturvetenskap

Du upplever att din disktrasa fungerar dåligt. Häromdagen var du hemma hos en kompis som hade en disktrasa som fungerade mycket bättre. Dessutom har du sett en reklam på tv om en disktrasa med ultrahög uppsugningsförmåga. Du börjar fundera. Vilken disktrasa är egentligen bäst? Kan du undersöka det på ett vetenskapligt sätt? Hur kan du jämföra olika trasor på ett rättvist sätt? Vilka egenskaper gör en disktrasa bra? Är det bara uppsugningsförmågan eller finns det fler aspekter? Hur gör du för att testa dem? Hur kan du testa en aspekt i taget? Vad har du för hypotes? Hur ska du designa ett experiment som testar din hypotes? Hur ska du mäta ditt resultat? Hur vet du att det inte finns saker som du inte tänker på som kan påverka (felkällor)? Vilka slutsatser kan du dra av ditt resultat? Kan du säga vilken disktrasa som är bäst?

VÄDERFRÅGAN Din kompis hävdar att det alltid är sämre väder hos dig än hos henne. Du tycker att ni inte bor så långt ifrån varandra så det borde väl inte vara någon större skillnad. Din kompis hävdar dock att det finns något som heter mikroklimat och att mikroklimatet är mycket bättre hos henne än hos dig. Du tror att det mest är struntprat så du bestämmer dig för att göra en undersökning som visar vem som har rätt. Hur mäter man väder? Vad innebär väder? Vilka olika saker bör man undersöka? Hur stora skillnader måste det vara i mätresultaten för att du ska kunna säga att det finns en skillnad i väder mellan ditt och din kompis hem? Hur kan du testa en aspekt i taget? Vad har du för hypotes? Hur ska du designa ett experiment som testar din hypotes? Hur ska du mäta ditt resultat? Hur vet du att det inte finns saker som du inte tänker på som kan påverka (felkällor)? Vilka slutsatser kan du dra av ditt resultat? Kan du säga vem som har bäst väder?

MODELLER OCH TEORIER Naturvetare använder sig av modeller och teorier för att förklara hur världen fungerar. En vetenskaplig teori är en avancerad förklaringsmodell som bygger på en mängd observationer och slutsatser av dessa observationer. Den vetenskapliga innebörden av teori skiljer sig alltså från den vardagliga användningen av ordet då vi mer använder ordet teori för något vi tror är på ett visst sätt men inte riktigt vet varför: ”Jag har en teori om att...”. I vetenskaplig mening är teorin långt ifrån en gissning utan en välgrundad och välförankrad förklaring. Vetenskapliga teorier används för att förklara samband i naturen. Modeller kan vara mer eller mindre förenklade bilder av verkligheten. Jämför man vetenskapliga modeller med teorier är teorierna ofta mer generella och gäller för större områden medan modellerna

ofta är avgränsade till vissa områden och kan vara mer förenklade. Modellerna används ofta för ge en bild av ett skeende eller av samband på ett överskådligt sätt. Modellen av växthuseffekten är en sådan där man dessutom har använt en liknelse med ett växthus för att göra modellen än mer lättförståelig. Tillsammans bildar teorier och modeller naturvetenskapens verktygslåda som vi använder för att beskriva vår omvärld. Vi använder till exempel atommodellen för att beskriva många olika skeenden i universum och vi kombinerar den med modeller för kemisk bindning för att förstå hur ämnen hänger ihop. Kunskap om de olika modeller som finns ger oss möjlighet att förstå världen genom naturvetenskapen men också att ifrågasätta och förfina modellerna för att vi ska förstå världen ännu bättre.

ATT DESIGNA EXPERIMENT Om du har experimenterat i skolan så kanske du har fått ett recept som talar om vilka kemiska ämnen du ska blanda och sen se vad som händer. Då har någon annan redan designat experimentet åt dig. För den som forskar handlar det om att designa nya experiment som testar saker som ingen tidigare

Naturvetenskap

har testat. Man måste då förstå sitt problem så bra att man vet precis vad det är man vill testa. När vi designar ett experiment handlar det om att minimera faktorer som kan påverka och som inte har med det vi vill mäta att göra. Det är också viktigt att hålla alla detaljer i experimentet så lika som möjligt för att de inte ska påverka resultatet. Om du ska mäta sockerhalten i två sorters godis måste du ta lika stor mängd av respektive godis, du måste behandla dem på precis samma sätt och du måste registrera resultatet på samma sätt för att kunna dra några slutsatser om sockerinnehållet. Ofta bygger man konstgjorda experimentuppställningar som renodlar det man testar. Det kan till exempel vara enklare att mäta en krockkuddes verkan i en uppbyggd testmiljö än i en verklig trafiksituation. Man skiljer ofta på observationer och experiment. Under observationer studerar den verkliga miljön till exempel räknar antalet fåglar i ett visst skogsområde medan experiment är försök där man har designat och förenklat miljön för att kunna studera en specifik sak. Att designa experiment är ett riktigt hantverk och ofta lyckas man inte på första försöket utan måste prova sig fram innan man har en experimentuppställning som verkligen fungerar.

ATT MÄTA RESULTAT När vi designar experiment måste vi fundera på hur vi ska mäta resultatet. Man måste på något sätt mäta det som händer. Det kan till exempel göras genom att mäta temperatur, ta bilder, videofilma eller mäta halter av ämnen. Vi kan göra på många andra sätt också men det viktiga är att vi får ett resultat som kan analyseras och jämföras med andra resultat. Det duger inte att säga att jag tyckte det gick snabbare eller att det kändes som att det blev mer rök. Vi måste ha uppmätta data som faktiskt visar att det var så.

SAMMA RESULTAT GER SÄKERHET För att vara säker på att man har lyckats med sin undersökning upprepar forskare samma undersökning flera gånger. Om varje undersökning ger samma resultat kan vi vara lite säkrare på att resultatet stämmer. Om undersökningarna ger olika resultat är det förmodligen någon oförutsedd faktor som påverkar resultatet och vi måste fundera över om undersökningen går att förfina. Forskare bekräftar alltså sina egna resultat genom att upprepa undersökningar flera gånger. Men de kontrollerar också andra forskares arbete genom att upprepa deras undersökningar och bekräfta deras resultat. På det här sättet granskar forskarvärlden delvis sig själv.

Naturvetenskap

VAD SÄGER RESULTATET OSS? När vi väl har ett resultat från ett genomfört experiment handlar det om att analysera resultatet och fundera på vad det säger oss om det vi har undersökt. För det första ska man fundera på om det, trots noggrann experimentdesign, finns faktorer som kan ha påverkat resultatet. Kan det finnas något vi inte har tänkt på, kan något ha blivit fel i genomförandet? När vi väl har uteslutit eller tagit hänsyn till eventuella felkällor gäller det att försöka analysera resultatet. Blev det som vi trodde att det skulle bli? Skiljer sig resultatet från det förväntade? På vilket sätt? Kan vi vara säkra på att det är den hypotes vi har som ger det aktuella resultatet eller kan det finnas andra orsaker till samma resultat? Strider resultatet mot tidigare kunskap eller ligger det i linje med det man redan vet inom området? Det kan också vara bra att komma ihåg att även ett uteblivet resultat är ett resultat. För det säger att om vi gör på det här sättet händer inte vissa saker. Att analysera ett resultat är inte lätt och det händer att forskare drar helt olika slutsatser av samma resultat. Om man har varit noggrann och genomfört sin undersökning på ett kontrollerat sätt ska man dock lita på sitt resultat och vara stolt över att man har bidragit till det mänskliga vetandet.

Naturvetenskap

GRUNDFORSKNING Inom naturvetenskap och även annan vetenskap är grundforskning ett viktigt begrepp. Grundforskning är forskning som inte har något mer mål än att beskriva världen. Det handlar alltså inte om riktad forskning för att bota en viss sjukdom eller för att få ett flygplan att flyga bättre. Det handlar om forskning som ger resultat som gör att vi får en mer detaljerad bild av universum men som i sig kanske inte går att använda till något. Många menar att en riktad eller tillämpad forskning riskerar att smalna av området inom vilket vi söker kunskap och att vi därmed missar att undersöka viktiga sammanhang. Mycket av den grundforskning som har gjorts har visats sig ha väldigt konkreta tillämpningar men det visste man inte när man forskade utan det är snarare en lycklig följd av en grundläggande upptäckt. Något som man har kunnat inse när man väl har kommit fram till resultaten. Att forska utan krav på att det ska göras en viss upptäckt eller på ekonomisk vinning stimulerar den fria upptäckarandan vilken är viktig för kreativiteten i forskningen.

BÄSTA MÖJLIGA MODELL Naturvetenskapen utvecklas hela tiden och det är viktigt att komma ihåg att det som naturvetenskapen presenterar aldrig är en slutgiltig förklaring till hur allt runt omkring oss hänger ihop. Det som naturvetenskapen presenterar är den bästa möjliga modellen vi har just nu. Historiskt sett har människan försökt förklara sin omvärld med mer eller mindre lyckat resultat. Under en period trodde man att jorden var platt. Det kan med facit i hand verka naivt att tro att jorden är platt men man får komma ihåg att dessa människor utgick från hur världen såg ut runt omkring dem. Med utgångspunkt i den kunskapen verkade det sannolikt att jorden var platt. Dessa människor var kanske inte forskare men å andra sidan är forskare bara människor. Forskare kan bara ta den kunskap vi har idag och utifrån den försöka förklara hur allt hänger ihop och fungerar på bästa möjliga sätt. Forskningen går ständigt framåt och i takt med att nya upptäckter görs måste vi omvärdera och omformulera vår förklaring av omvärlden. Ofta rör det sig bara om finjusteringar av en redan välutvecklad modell men ibland görs också upptäckter som gör att vi måste ifrågasätta de större perspektiven. En del kan tycka att det är en svaghet att vetenskapen inte har en slutgiltig modell att presentera. Men det är det som är det vackra i vetenskapen. Modellen blir inte klar och den förfinas hela tiden. Det är möjligt att människor om flera hundra år ler lite hånfullt åt vissa av de förklaringar som dagens forskare presenterar men samtidigt är de viktiga steg på vägen mot framtida kunskap.

Att vetenskapen utvecklas märks inte minst på outforskade områden där olika forskargrupper ibland kan ha helt olika förklaringsmodeller för ett visst förlopp. Det är här den experimentella vetenskapen blir så viktigt. Det handlar om att visa att teorin stämmer även i verkligheten och inte bara på papper. Det kan låta som om forskningsvärlden alltid är en värld öppen för nytänkande och så är det i vissa fall. Men i forskningsvärlden, precis som i resten av världen, finns det också en rädsla och skepticism för nya upptäckter och påståenden som ifrågasätter det gamla sättet att tänka. Det kan göra att det tar tid för nya upptäckter att slå igenom och bli bekräftade som sannolika teorier. Ett av de mest kända exemplen är framväxten av den atommodell som finns idag som föregicks av mycket diskussioner och stor skepticism. Modellen som presenterades av Werner Heisenberg och Erwin Schrödinger på 1920-talet möttes med stor tveksamhet. En av de stora skeptikerna var Albert Einstein. Heisenberg och Shrödinger kunde dock visa att deras modell fungerade och forskarvärlden accepterade den så småningom. Detta visar också att om tillräckligt många resultat pekar på att en teori är trovärdig så är det sällan som en verklig upptäckt förkastas. Den blir då istället ett steg till att förklara vår omvärld lite bättre. I det som just nu är den bästa möjliga modellen. Vem vet hur den ser ut om hundra år?

Naturvetenskap

FORSKNINGSETIK Forskare arbetar hela tiden på gränsen till det oupptäckta. De frågeställningar man arbetar med och de experiment man genomför syftar till att förfina vår förklaring av vår omvärld. Man kan säga att forskare rör sig i oupptäckta marker. Forskare vet inte riktigt vad de kommer att upptäcka och man inte heller hur upptäckten kan påverka omgivningen. Därför är det viktigt att forskare tar hänsyn till etiska aspekter i sin forskning. Etik är en fråga om normer och värderingar och vad vi tycker är rätt eller fel. Inom forskningen kan etiken till exempel handla om att det är rätt eller fel att utföra experiment på ett visst djur men det kan också handla om hur man hanterar svaren i en enkätundersökning. Det finns lagar som reglerar vilka typer av etiska hänsyn man måste ta vid forskning. Det kan vara svårt att ha uppdaterade och relevanta lagar eftersom forskning per definition rör sig på oupptäckt mark. Det är därför upp till alla forskare att ta sitt etiska ansvar. Det finns otroligt många etiska frågor man kan ställa sig i samband med forskning och det är svårt att detaljerat redogöra för alla etiska dilemman. Med de två exempel som följer kommer vi dock illustrera hur etiska dilemman kan se ut.

Naturvetenskap

DJURFÖRSÖK Inom den medicinska forskningen arbetar man mycket med att hitta mediciner och behandlingar mot olika typer av sjukdomar. För att göra det krävs dels att man förstår hur sjukdomen fungerar och dels att med hjälp av den kunskapen eventuellt ta fram ett antal olika förslag på behandling. För att veta vilken behandling som är bäst behöver man sedan testa sig fram. Det är ofta svårt att förutse hur ett läkemedel fungerar när det tas upp av kroppen. Det är också svårt att förutse vilka doser av läkemedlet som behövs och om läkemedlet ger några bieffekter. För att bättre förstå hur läkemedlet fungerar genomför forskare ett antal tester. Under testprocessen använder man sig av försöksdjur. Djuren används alltså i syfte att hjälpa oss att hitta ett bra läkemedel mot en sjukdom. Samtidigt förstör vi på det här sättet djurets liv och utsätter också djuret för fara och ibland smärta. Eftersom vi inte vet exakt hur läkemedlet fungerar vet vi inte heller exakt hur det kommer att påverka försöksdjuret. Vi kan då ställa oss frågan om det är rätt av oss att använda djur för att testa läkemedel.

Man kan diskutera om det är värt att offra djurs liv för mediciner till oss människor. Samtidigt kan man fundera över hur många liv den nya medicinen kommer att rädda och vad det är värt för oss. Vi ställer alltså djurens lidande mot nyttan för oss människor. Vad man tycker är rätt och fel i det här fallet är en högst personlig fråga och var och en har rätt till sin egen åsikt. Djurförsök genomförs idag i stor utsträckning och det är också helt lagligt att göra på det här sättet. Kanske är det också priset vi måste betala för att ha de läkemedel vi har idag. Det här exemplet målas i svart och vitt men det finns mellanting. Ibland används djurförsök för att testa saker som inte är direkt livsviktiga som till exempel kosmetika. Som forskare behöver du inte vara för eller emot men du måste förhålla dig till dessa etiska aspekter och också vara medveten om att de kan väcka åsikter och känslor hos andra människor. När läkemedlet väl är testat på djur går man vidare och gör sluttester, så kallade kliniska tester, på människor. Vad du tycker om det här sättet att arbeta på är upp till dig själv att bestämma. Fundera över vad du tycker om att djur utnyttjas men glöm inte bort att fundera över vad du tycker om alla människoliv som räddas med hjälp av den utprövade medicinen. Var går din etiska gräns?

STAMCELLSFORSKNING Stamceller är ännu ospecialiserade celler som kan utvecklas till många olika typer av celler. Eftersom de är ospecialiserade är de intressanta ur forskningssynpunkt. Dels beroende på att de kan användas för att studera specialiseringsprocessen, dels för att de går att använda till att reparera vävnader om man förstår hur specialiseringen går till. Stamcellsforskning har länge pågått på olika djur och sedan ett tag tillbaka även på mänskliga stamceller. Stamceller kan tas från vuxna individer men en hel del av den forskning som sker i Sverige görs på embryonala stamceller. Oftast är det embryon som blir över vid provrörsbefruktningar. Vid en provrörsbefruktning görs några olika befruktningar eftersom det inte är säkert att alla överlever. Man planterar dock bara in ett foster i livmodern hos mamman. De andra fostren blir över och kan användas för forskning. I Sverige är det tillåtet att forska på dessa embryonala stamceller i upp till 14 dagar, sedan måste de förstöras. De celler man forskar på har alltså möjligheter att bli en fullvuxen människa under förutsättning att de hamnar i rätt miljö, det vill säga i en livmoder. Så länge de finns kvar i provrören på laboratoriet kan det inte bli fullvuxna människor av dem. Motståndarna mot stamcellsforskningen höjer dock rösten eftersom de menar att detta redan är liv och att vi inte ska forska på mänskligt liv så lättvindigt. Den etiska frågan handlar egentligen om när ett liv blir ett liv och vad vi i så fall har rätt att göra med det livet. Samtidigt ser forskare många eventuella tillämpningar för stamceller som till exempel botemedel till flera av våra allvarligaste sjukdomar. Då är frågan var du drar din gräns i den etiska balansgången?

Naturvetenskap

ANSVAR FÖR UPPTÄCKTER

FÖRSIKTIGHETS PRINCIPEN

En annan fråga som ibland diskuteras när det gäller forskningsetik är vilket ansvar en forskare har för sina upptäckter. Ofta sysslar forskare med det vi kallar för grundforskning. Resultaten av grundforskningen är inte alltid direkt tillämpbara i verkligheten men kan bli det på sikt. Vilka tillämpningar som kan bli möjliga i framtiden kan vara svår att förutse som forskare. Ett exempel är atombomben. Vilket ansvar har de forskare som upptäckte mekanismen som används i atombomben för det som skedde sen? Kunde de agerat på ett annat sätt och i så fall förhindrat utvecklingen? I praktiken är det i princip omöjligt att förutsäga alla olika tillämpningar en upptäckt kommer att få när man lägger fram grundforskningsresultat. Därför kan forskare knappast hållas ansvariga för sina upptäckter. Däremot kan de med sin kunskap kanske arbeta för att förhindra olämpliga tillämpningar.

Ibland talar man inom forskning om försiktighetsprincipen. Den innebär att om vi inte vet om ett ämne är farligt eller inte så ska vi betrakta det som farligt för att inte riskera att hantera det på fel sätt. På samma sätt skulle man kunna tänka om forskning som helhet. Om vi inte vet hur forskningsresultat kommer att påverka ska vi förhålla oss till dem som om de vore riskabla.

Naturvetenskap

NATURVETENSKAP SOM BESLUTSGRUND OCH GRANSKNING AV NATURVETENSKAP Naturvetenskapen ska förklara omvärlden men också vara en kunskapsgrund för hur vi ska handla. Man kan genom naturvetenskapliga metoder analysera olika typer av påståenden och avgöra sanningshalten i dem. Naturvetenskaplig forskning och forskning överlag borde rimligtvis vara grund för beslutsfattande både på individ- och samhällsnivå. Men människor tenderar att fatta beslut som i större utsträckning är grundade på känslor än på naturvetenskaplig fakta. Eller på andra faktorer som spelar in som till exempel ekonomi. Om man känner sig osäker på påståenden och uttalande är det alltid viktigt att gå till källan och ta reda på vad personen grundar sina uttalanden på. Samtidigt som naturvetenskapen ska fungera som beslutsgrund behöver den också granskas. Precis som i alla andra delar av samhället finns det olika kvalité inom naturvetenskaplig forskning. Det finns också forskare som är mer påverkade av ekonomiska intressen än vad som är önskvärt.

Naturvetenskapen fungerar som en granskare i sig själv eftersom flera olika forskargrupper ofta sysslar med samma sak och därmed ifrågasätter och utmanar varandra. Den italienske fysikern Andrea Rossi presenterade 2011 en energikatalysator som han menade byggde på kall fusion. En process där atomer slås samman utan att det behövs höga temperaturer. Rossi demonstrerade sin uppfinning och möttes av tveksamhet från forskarvärlden. Inget annat forskarlag har lyckats upprepa Rossis resultat och det gör att trovärdigheten i resultaten minskar. För att resultat ska bli vetenskapligt trovärdiga krävs att oberoende undersökningar bekräftar samma sak. Kanske krävs också till exempel en journalistisk granskning av forskningen och kanske framförallt när forskningsrön ska tolkas och generaliseras i råd till allmänheten. Ofta försvinner en hel del av kunskapen på vägen och råden riskerar att inte vara så vetenskapligt grundade som man kanske tror.

Naturvetenskap

VETENSKAP OCH OVETENSKAP Skillnaden mellan vetenskap och det som inte är vetenskap är att vetenskap bygger på uppmätta resultat som är generaliserbara. Det innebär att det måste finnas någon form av bevis för att det förhåller sig på ett visst sätt och att det inte bara är en enskild persons tyckande. Du kan tycka att det har regnat mer på sommaren de senaste åren. Om du inte har mätt regnmängderna på ett konstant sätt är det bara ett tyckande från din sida och inte ett påstående grundat på vetenskapliga undersökningar. Det kan vara så att du har haft otur och varit ute de dagar det har regnat eller du kanske gjorde speciella saker de dagar det regnade så att du kommer ihåg dem mer än de dagar solen sken. Det är inte alltid helt lätt att skilja på vetenskapligt grundad fakta och sådan som inte är det. Astrologi som bland annat innebär att spå framtiden i stjärnorna kallas ibland för pseudovetenskap. Astrologins sätt att framställa sin fakta liknar det vetenskapliga men har inget med vetenskap att göra. Astrologins påståenden bygger inte på mätbara resultat och det innebär att det inte är vetenskap. Det finns flera kunskapsområden som liknar astrologi och som riskerar att uppfattas som vetenskap trots att det inte är det.

Naturvetenskap

En annan typ av kunskap som många använder sig av är hur deras vänner eller släktingar uppfattar saker. Man kan till exempel säga; ”Det finns spöken. Det vet jag eftersom min moster är helt säker på att hon har sett ett”. Den här typen av kunskap bygger på att jag har stort förtroende för min moster. Men det gör den inte mer vetenskaplig. Vi har ibland en tendens att lita mer på våra nära och kära än på forskningsresultat vilket gör att till exempel gammal vidskepelse lever kvar hos många. Ett annat problem när det gäller vetenskap jämfört med andra synsätt är att vetenskapen bygger på händelser som vi kan se eller mäta medan pseudovetenskap ofta baserar sig på händelser som vi per definition varken kan se eller mäta. Det gör det omöjligt att undersöka dem med vetenskapliga metoder. Det finns en risk med att vetenskapen blir alltmer specialiserad eftersom det gör det svårt för utomstående att sätta sig in i forskning och mätresultat. Det gör att kunskap som kommer från vetenskap måste förenklas och i förenklingen riskerar den vetenskapliga grunden att försvinna. Det kan leda till att kunskap som framställts med hjälp av vetenskap, när den väl presenteras för allmänheten, liknar sådan som inte bygger på vetenskap.

Vetenskapen har också ett inneboende förtroendeproblem som gör att en del människor ratar vetenskaplig kunskap. Vetenskap bygger på fri utforskning och att idéer ställs mot varandra vilket gör att det kan finnas olika sätt att se på ett fenomen. Det kan upplevas som att vetenskapen är osäker. Det stämmer i vissa fall men oftast bara tills man har lyckats få fram mätdata som stöder en av hypoteserna. På det här sättet förändras och utvecklas vetenskaplig kunskap hela tiden. Människor vill gärna ha kontroll och förstå sin omvärld. Det innebär att en vetenskap som hela tiden förändras kan upplevas som jobbig. Då kan det kännas tryggare med något som är mer stabilt och oföränderligt som till exempel en religion. Det gör att vetenskapen i vissa sammanhang får svårt att hävda sig mot andra synsätt på världen. Vetenskaplig kunskap är viktig för att vi ska kunna göra kloka val och för att vi ska kunna fortsätta att utvecklas. Vetenskapligt grundad kunskap är också att föredra eftersom den alltid är kopplad till verkligheten genom mätningar eller observationer.

Naturvetenskap

NATURVETARE – FRÅN MULTIGENIER TILL EXTREMA SPECIALISTER Naturvetenskapen är som beskrivits en vetenskap i ständig utveckling. De tidiga naturvetarna, som till exempel svenske Carl von Linné, var multikonstnärer inom naturvetenskapens område. De intresserade sig för allt från växter till människans fysiologi, från stenars uppbyggnad till vattnets läkande effekter.

Naturvetenskap

De tidiga vetenskapsmännen var dessutom nära kopplade till kyrkan, så även Linné. För dem handlade det mer om att beskriva guds skapelse än att ifrågasätta religionen. Dessutom var det så att en av de få högre utbildningar som fanns var prästutbildningen. Så för att gå vidare och bli beläst var man tvungen att ta omvägen via prästyrket. Efterhand som tiden har gått har vetenskapens och religionens vägar skiljts åt mer och mer. Det finns trots det många religiösa forskare även om andelen bokstavstrogna torde vara ganska låg. Vetenskapen har också utvecklats på andra sätt. I dag finns inte de multigenier som fanns för 200 år sedan. Idag är vetenskapen betydligt mer specialiserad i många olika ämnesområden. Vi delar upp naturvetenskapen i biologi, fysik och kemi. Länge var det den enda uppdelningen. Idag finns det dock många fler grenar som till exempel geovetenskap och miljövetenskap. Det finns också många underkategorier inom många ämnesgrenar. I ämnet biologi ingår bland annat biokemi, cellbiologi, genetik, botanik, zoologi. Alla specialiserar sig på sina fält men ändå med ett gemensamt arbetssätt och med gemensamma grundläggande modeller vilka håller samman naturvetenskapen. Ofta överlappar ämnesfälten varandra. Det behövs till exempel fysikaliska modeller för att beskriva hur ljuset beter sig i ett biologiskt öga. Att behärska all vetenskap är idag något helt omöjligt. Istället ser vi experter och specialister inom begränsade områden. Att naturvetenskapen har växt märks inte minst i den här kursen som bara är ett skrap på ytan till många av de ämnesområden som finns inom naturvetenskapen.

SAMMANFATTNING Att arbeta naturvetenskapligt innebär att ställa frågor som går att undersöka och att sedan designa experiment eller undersökningar som ger svar på frågorna. Det handlar om att formulera en hypotes utifrån de kunskaper man har och sedan testa hypotesen. Naturvetenskaplig kunskap bygger på resultat från undersökningar och experiment. Det är utifrån dessa resultat man drar slutsatser och beskriver världen. Naturvetenskaplig grundforskning är forskning som inte har något bestämt mål mer än utforskande av världen. Grundforskning är viktig eftersom den leder kunskapen i nya riktningar. Naturvetenskapen bygger på den bästa möjliga modell vi har av verkligheten just nu. I takt med att våra kunskaper om världen förändras och våra sätt att mäta den på förfinas kommer också modellen att förändras. Naturvetenskapen är dynamisk och utvecklas hela tiden. När man arbetar med naturvetenskaplig forskning är det viktigt att fundera över vilka konsekvenser det man gör får för andra. Det handlar om att ha ett etiskt perspektiv på sin forskning. Det finns också vissa delar av forskningen som man måste söka tillstånd för att få bedriva. Att använda naturvetenskaplig fakta som grund för beslut är viktigt på alla plan. Från politiska beslut till beslut som rör dig i din vardag. Utgå inte bara från dina känslor utan försök även grunda dina beslut i fakta.

Naturvetenskap

ÖVNINGAR INSTUDERINGSFRÅGOR 1. Beskriv hur man går tillväga för att undersöka ett problem på ett naturvetenskapligt sätt? 2. Vad innebär naturvetenskapliga modeller och teorier och varför är de viktiga inom naturvetenskapen? 3. Vad är viktigt att tänka på när man ska designa ett experiment? 4. Varför är det så viktigt att mäta resultaten av en undersökning?

FUNDERA OCH DISKUTERA • Vad skiljer vetenskap och religion? Kan man vara vetenskapsman och ändå tro på religion? • När resonerar du på ett vetenskapligt sätt i din vardag? • Ge exempel på något som du tycker är etiskt tveksamt inom forskningen. Varför tycker du det? • Tror du att sättet vi ser på världen kommer att vara förändrat om 100 år? På vilket sätt? Vad kommer att vara den stora skillnaden mot idag?

5. Vad innebär grundforskning? Vad skiljer den från tillämpad forskning?

• Hur tror du det kommer sig att samma resultat kan tolkas olika av olika forskare?

6. Varför är det viktigt med forskningsetiska diskussioner?

• Hur tror du att vetenskapen kommer att förändras i framtiden?

7. Vad skiljer vetenskapligt grundad kunskap från andra typer av kunskap? 8. Varför är det viktigt att flera forskargrupper undersöker samma saker? 9. Hur har naturvetenskapen utvecklats?

Naturvetenskap