1 Naturvidenskab fysik, kemi, biologi ved Peter Widell.

Præsentationer af emnet: "1 Naturvidenskab fysik, kemi, biologi ved Peter Widell."— Præsentationens transcript:

1 1 Naturvidenskab fysik, kemi, biologi ved Peter Widell

2 Forklaringstyper i FYSIK og KEMI: Som handlende gør vi brug af (en ofte forarbejdet del af) NATUREN: Dette forhold systematiseres i naturvidenskaberne fysik og kemi: Vi manipulerer systematisk med ting i situationer for at finde ud af, hvordan de dernæst opfører sig af sig selv. Det kan give os nyttig teknisk viden åbne dør køre bil høre på radio kigge på virase et æble faldeblande væsker NATURVIDENSKAB (fysik og kemi) 2

3 Hvad kendetegner naturvidenskabelig systematik? Man tilvejebringer en situation (handling, manipulation) og ser derefter hvordan den af sig selv udvikler sig (obser- vation). Det danner udgangspunkt for nye handlinger. At handle og observere (i kontrollerede situationer) er at udføre eksperimenter Resultaterne af eksperimenter kan give os nyttig teknisk viden Situation : naturen handlingen Galileo Galilei Isaac Newton Albert Einstein 3

4 Hvad består et eksperiment i? Et eksperiment består i systematisk at flytte ting i forhold til hinanden - lægge ting til ting og trække ting fra ting [mål og vægt] + = idealisering – kvantificering – matematisering (se farverne nedenfor) 2 Fysik: s = ½gt 2 (Galilei) en ting (ligegyldig hvor stor/tung) øger ved jordoverfladen i frit fald i vakuum sin hastighed (s) med en halv gange g (tyngdeaccelerationen) gange kvadratet på tiden (t) p = (Boyle-Mariotte m.fl.) hvis man tilfører varme (t) til en beholder med luft/gas (v), så vil trykket (p) i beholderen – alt andet lige – stige Kemi: 2H + S + 4O = > H 2 SO 4 t_ v 4 Eksperimentet kan være underlagt:

5 Hvad består et eksperiment i? Et eksperiment består i systematisk at flytte ting i forhold til hinanden - lægge ting til ting og trække ting fra ting [mål og vægt] + = idealisering – kvantificering – matematisering (se farverne nedenfor) 2 Fysik: s = ½gt 2 (Galilei) en ting (ligegyldig hvor stor/tung) øger ved jordoverfladen i frit fald i vakuum sin hastighed (s) med en halv gange g (tyngdeaccelerationen) gange kvadratet på tiden (t) p = (Boyle-Mariotte m.fl.) hvis man tilfører varme (t) til en beholder med luft/gas (v), så vil trykket (p) i beholderen – alt andet lige – stige Kemi: 2H + S + 4O = > H 2 SO 4 t_ v 5 Eksperimentet kan være underlagt: Mål og vægt Mål og vægt (indgangen til matematisering) = 4 x

6 Hvad består et eksperiment i? Et eksperiment består i systematisk at flytte ting i forhold til hinanden - lægge ting til ting og trække ting fra ting [mål og vægt] + = idealisering – kvantificering – matematisering (se farverne nedenfor) 2 Fysik: s = ½gt 2 (Galilei) en ting (ligegyldig hvor stor/tung) øger ved jordoverfladen i frit fald i vakuum sin hastighed (s) med en halv gange g (tyngdeaccelerationen) gange kvadratet på tiden (t) p = (Boyle-Mariotte m.fl.) hvis man tilfører varme (t) til en beholder med luft/gas (v), så vil trykket (p) i beholderen – alt andet lige – stige Kemi: 2H + S + 4O = > H 2 SO 4 t_ v 6 Eksperimentet kan være underlagt: 1.lad nogle metalkugler af forskellig størrelse trille ned ad en sliske, hvis hældning varieres (fx 30 , 45 , 60  ) 2.mål, hvor hurtigt kuglerne når bunden af slisken (kvantificering) 3. divider den forløbne tid (t) med sliskens længde, og sæt den i et koordinatsystem i relation til hældningsgraden (matematisering) 4. aflæs hvor hurtigt kuglerne ville have ”trillet”, hvis vinklen havde været 90  (idealisering 1) 5. estimer sliskens gnidningsmodstand og luftmod- standen og træk den fra (idealisering 2)

7 å I FYSIK OG KEMI: Eksperimenter i fysik og kemi er kendetegnet af: gentagelighed Udgangsbetingelserne for eksperimentet skal kunne genskabes (af andre i forskerfælles- skabet) kontrafaktisk ræsonnement ”Hvis legemet ikke havde været påvirket af kræf- ter, ville det have fortsat med samme fart i lige linje” love (understøttende kontrafaktisk ræsonnement) ”Et legeme der ikke er påvirket af kræfter vil fortsætte i en jævn, retlinet bevægelse (eller forblive i hvile, hvis den i forvejen er i hvile)” (Newtons inertilov) efficient kausalitet årsager er tilstrækkelige betingelser (givet visse udgangsbetingelser); det giver: forudsigelseskraft når det og det sker, vil vi kunne sige, at så vil det og det efterfølgende ske 7

8 å I FYSIK OG KEMI: Eksperimenter i fysik og kemi er kendetegnet af: gentagelighed Udgangsbetingelserne for eksperimentet skal kunne genskabes (af andre i forskerfælles- skabet) kontrafaktisk ræsonnement ”Hvis legemet ikke havde været påvirket af kræf- ter, ville det have fortsat med samme fart i lige linje” love (understøttende kontrafaktisk ræsonnement) ”Et legeme der ikke er påvirket af kræfter vil fortsætte i en jævn, retlinet bevægelse (eller forblive i hvile, hvis den i forvejen er i hvile)” (Newtons inertilov) efficient kausalitet årsager er tilstrækkelige betingelser (givet visse udgangsbetingelser); det giver: forudsigelseskraft når det og det sker, vil vi kunne sige, at så vil det og det efterfølgende ske 8 I naturvidenskaberne er der en helt speciel karak- teristisk sammenhæng mellem kontrafaktisk ræsonnement, love, efficient kausalitet og forudsigelseskraft

9 å Lad os undersøge sammenhængen mellem disse nær- mere I FYSIK OG KEMI: Eksperimenter i fysik og kemi er kendetegnet af: gentagelighed Udgangsbetingelserne for eksperimentet skal kunne genskabes (af andre i forskerfælles- skabet) kontrafaktisk ræsonnement ”Hvis legemet ikke havde været påvirket af kræf- ter, ville det have fortsat med samme fart i lige linje” love (understøttende kontrafaktisk ræsonnement) ”Et legeme der ikke er påvirket af kræfter vil fortsætte i en jævn, retlinet bevægelse (eller forblive i hvile, hvis den i forvejen er i hvile)” (Newtons inertilov) efficient kausalitet årsager er tilstrækkelige betingelser (givet visse udgangsbetingelser); det giver: forudsigelseskraft når det og det sker, vil vi kunne sige, at så vil det og det efterfølgende ske ? 9 I naturvidenskaberne er der en helt speciel karak- teristisk sammenhæng mellem kontrafaktisk ræsonnement, love, efficient kausalitet og forudsigelseskraft

10 I FYSIK OG KEMI: Eksperimenter er kendetegnet af: gentagelighed Udgangsbetingelserne for eksperimentet skal kunne genskabes (af andre i forskningsfælles- skabet) kontrafaktisk ræsonnement Hvis trykket havde været holdt konstant, så ville temperaturen ikke have steget love (understøttende kontrafaktisk ræsonnement) Et legeme der ikke er påvirket af kræfter vil fortsætte i en jævn, retlinet bevægelse (eller forblive i hvile, hvis den i forvejen er i hvile) (Newtons inertilov) efficient kausalitet årsager er tilstrækkelige betingelser (givet visse udgangsbetingelser) forudsigelseskraft når det og det sker, så vil vi kunne sige, at så vil det og det efterfølgende ske virkning Efficient kausalitet versus Historisk kausalitet årsag 1 årsag 2 årsag virkning 1 virkning 2 årsag 1 er tilstrækkelig til fremkaldelse af virkning, dvs. vi kan have to (el. flere) alter- native årsager årsag er nødvendig for frem- kaldelse af virkning 1, dvs. årsa- gen kan i andre situationer stå i sammenhæng med alternative virkninger, fx virkning 2 Lad os undersøge sammenhængen mellem kontrafak- tisk ræsonnement, love, efficient kau- salitet og forudsi- gelseskraft nærme- re 10

11 I FYSIK OG KEMI: Eksperimenter er kendetegnet af: gentagelighed Udgangsbetingelserne for eksperimentet skal kunne genskabes (af andre i forskningsfælles- skabet) kontrafaktisk ræsonnement Hvis trykket havde været holdt konstant, så ville temperaturen ikke have steget love (understøttende kontrafaktisk ræsonnement) Et legeme der ikke er påvirket af kræfter vil fortsætte i en jævn, retlinet bevægelse (eller forblive i hvile, hvis den i forvejen er i hvile)” Newtons iertilov) efficient kausalitet årsager er tilstrækkelige betingelser (givet visse udgangsbetingelser) forudsigelseskraft når det og det sker, så vil vi kunne sige, at så vil det og det efterfølgende ske virkning Efficient kausalitet versus Historisk kausalitet årsag 1 årsag 2 årsag virkning 1 virkning 2 årsag 1 er tilstrækkelig til fremkaldelse af virkning årsag er nødvendig for frem- kaldelse af virkning Denne forklaringstype kan bruges til at forudsige, hvad der vil ske, og derigennem styre det - enten ved at lade det forudsagte ske eller hin- dre, at det sker Kraftig forklaringstype Denne forklaringstype kan bruges til at forklare, hvorfor eller hvordan noget er sket, givet en eller anden tilstand, men ikke til at forudsige, hvad der vil ske. Vi vil dermed hel- ler ikke kunne styre det Svag forklaringstype 11

12 I FYSIK OG KEMI: Eksperimenter er kendetegnet af: gentagelighed Udgangsbetingelserne for eksperimentet skal kunne genskabes (af andre i forskningsfælles- skabet) kontrafaktisk ræsonnement Hvis trykket havde været holdt konstant, så ville temperaturen ikke have steget love (understøttende kontrafaktisk ræsonnement) Et legeme der ikke er påvirket af kræfter vil fortsætte i en jævn, retlinet bevægelse (eller forblive i hvile, hvis den i forvejen er i hvile) (Newtons inertilov) efficient kausalitet årsager er tilstrækkelige betingelser (givet visse udgangsbetingelser) forudsigelseskraft når det og det sker, så vil det og det efterfølgende ske virkning Efficient kausalitet versus Historisk kausalitet årsag 1 årsag 2 årsag virkning 1 virkning 2 årsag 1 er tilstrækkelig til fremkaldelse af virkning årsag er nødvendig for frem- kaldelse af virkning Denne forklaringstype kan bruges til at forudsige, hvad der vil ske, og derigennem til at styre det enten ved at lade det ske eller hindre, at det sker Kraftig forklaringstype Normalt er en kontekst af medvir- kende betingelser underforstået ved denne forklaringstype: Givet de og de betingelser er årsag 1 til- strækkelig til at fremkalde den og den bestemte virkning. Forklaring ved efficient kausalitet kaldes også en før-begivenheden- forklaring (ex ante eventu-forkla- klaring). Denne forklaringstype kan bruges til at forklare, hvorfor eller hvordan noget er sket, men ikke til at forud- sige, hvad der vil ske og dermed styre det Svag forklaringstype Forklaringstypen kan også kaldes historisk (eller genetisk eller instrumentel): Givet en bestemt virkning (se den røde plet) spørges der til, hvad der har udløst den; det er så årsagen /måden/ instrumentet. Læg mærke til, at virkningen skal foreligge (angi- vet med rød prik). Historisk forklaring kaldes der- for også en efter-begivenheden-forklaring (ex post eventu-forklaring). 12

13 I FYSIK OG KEMI: Eksperimenter er kendetegnet af: gentagelighed Udgangsbetingelserne for eksperimentet skal kunne genskabes (af andre i forskningsfælles- skabet) kontrafaktisk ræsonnement Hvis trykket havde været holdt konstant, så ville temperaturen ikke have steget love (understøttende kontrafaktisk ræsonnement) Et legeme der ikke er påvirket af kræfter vil fortsætte i en jævn, retlinet bevægelse (eller forblive i hvile, hvis den i forvejen er i hvile) efficient kausalitet årsager er tilstrækkelige betingelser (givet visse udgangsbetingelser) forudsigelseskraft når det og det sker, så vil det og det efterfølgende ske virkning Efficient kausalitet versus Historisk kausalitet årsag 1 årsag 2 årsag virkning 1 virkning 2 årsag 1 er tilstrækkelig til fremkaldelse af virkning årsag er nødvendig for frem- kaldelse af virkning 1 Et hyppigt ræsonnement i fysik og kemi er følgende: (1) Du har flere gange konstateret en bestemt sammenhæng mellem to begivenheder, Å (årsag) og V (virkning), og konstaterer nu, at Å fore- ligger. Du forventer nu, at også V vil foreligge (efficient kausalitet). (2)V indtræffer imidlertid ikke. Du forkaster dog ikke din viden fra tidligere om den konstaterede sammenhæng mellem Å og V. Tværtimod får hændel- sen dig til at spørge om, hvorfor sammenhængen mellem Å og V ikke fo- religger i den aktuelle situation, sådan som den plejer. (3) Du begynder derefter at lede efter årsagen til udeblivelsen af V (historisk kausalitet). 13

14 Et hyppigt ræsonnement i fysik og kemi er følgende: (1) Du har flere gange konstateret en bestemt sammenhæng mellem to begivenheder, Å (årsag) og V (virkning), og konstaterer nu, at Å fore- ligger. Du forventer nu, at også V vil foreligge. (efficient kausalitet) (2)V indtræffer imidlertid ikke. Du forkaster dog ikke din viden fra tidligere om sammenhængen mellem Å og V. Tværtimod får det dig til at spørge om, hvorfor sammenhængen ikke foreligger i den aktuelle situation. (3) Du begynder at lede efter en sådan sammenhæng og finder derigennem årsagen til udeblivelsen af V (historisk kausalitet) I FYSIK OG KEMI: Eksperimenter er kendetegnet af: gentagelighed Udgangsbetingelserne for eksperimentet skal kunne genskabes (af andre i forskningsfælles- skabet) kontrafaktisk ræsonnement Hvis trykket havde været holdt konstant, så ville temperaturen ikke have steget love (understøttende kontrafaktisk ræsonnement) Et legeme der ikke er påvirket af kræfter vil fortsætte i en jævn, retlinet bevægelse (eller forblive i hvile, hvis den i forvejen er i hvile) efficient kausalitet årsager er tilstrækkelige betingelser (givet visse udgangsbetingelser) forudsigelseskraft når det og det sker, så vil det og det efterfølgende ske virkning Efficient kausalitet versus Historisk kausalitet årsag 1 årsag 2 årsag virkning 1 virkning 2 årsag 1 er tilstrækkelig til fremkaldelse af virkning årsag er nødvendig for frem- kaldelse af virkning 1 Et hyppigt ræsonnement i fysik og kemi er følgende: (1) Du har flere gange konstateret en bestemt sammenhæng mellem to begivenheder, Å (årsag) og V (virkning), og konstaterer nu, at Å fore- ligger. Du forventer nu, at også V vil foreligge (efficient kausalitet). (2)V indtræffer imidlertid ikke. Du forkaster dog ikke din viden fra tidligere om den konstaterede sammenhæng mellem Å og V. Tværtimod får hændel- sen dig til at spørge om, hvorfor sammenhængen mellem Å og V ikke fo- religger i den aktuelle situation, sådan som den plejer. (3) Du begynder derefter at lede efter årsagen til udeblivelsen af V (historisk kausalitet). Især (2) er interessant; denne del af ræson- nementet vidner om, at vi har med et kontra- faktisk ræsonnement at gøre. Ræsonnemen- tet er: Hvis Å havde foreligget, hvad A ikke gør, så ville vi også have haft V [fordi Å er årsag til V] Som det kan ses, fastholdes antagelsen om sammenhængen mellem Å og V kontrafakt- isk: Den bekræftes ikke i det aktuelle tilfælde, og dog lader vi den være gældende, nemlig som anledning til at spørge om årsagen til, at den ikke gælder. 14

15 Et hyppigt ræsonnement i fysik og kemi er følgende: (1) Du har flere gange konstateret en bestemt sammenhæng mellem to begivenheder, Å (årsag) og V (virkning), og konstaterer nu, at Å fore- ligger. Du forventer nu, at også V vil foreligge. (efficient kausalitet) (2)V indtræffer imidlertid ikke. Du forkaster dog ikke din viden fra tidligere om sammenhængen mellem Å og V. Tværtimod får hændenlsen dig til at spørge om, hvorfor sammenhængen mellem Å og V ikke foreligger i den aktuelle situation. (3) Du begynder at lede efter en sådan sammenhæng og finder derigennem årsagen til udeblivelsen af V (historisk kausalitet) virkning Efficient kausalitet versus Historisk kausalitet årsag 1 årsag 2 årsag virkning 1 virkning 2 årsag 1 er tilstrækkelig til fremkaldelse af virkning årsag er nødvendig for frem- kaldelse af virkning 1 Et hyppigt ræsonnement i fysik og kemi er følgende: (1) Du har flere gange konstateret en bestemt sammenhæng mellem to begivenheder, Å (årsag) og V (virkning), og konstaterer nu, at Å fore- ligger. Du forventer nu, at også V vil foreligge. (efficient kausalitet) (2)V indtræffer imidlertid ikke. Du forkaster dog ikke din viden fra tidligere om sammenhængen mellem Å og V. Tværtimod får hændenlsen dig til at spørge om, hvorfor sammenhængen mellem Å og V ikke foreligger i den aktuelle situation. (3) Du begynder at lede efter en sådan sammenhæng og finder derigennem årsagen til udeblivelsen af V (historisk kausalitet) Især (2) er interessant; denne del af ræson- nementet vidner om, at vi har med et kontra- faktisk ræsonnement at gøre. Ræsonnemen- tet er: Hvis Å havde foreligget, hvad A ikke gør, så ville vi også have haft V [fordi Å er årsag til V] Som det kan ses, fastholdes antagelsen af, at der er en sammenhæng mellem Å og V, kontrafaktisk: Den bekræftes ikke i det ak- tuele tilfælde, og dog lader vi den være gældende som anledning til at spørge om årsagen til, at den ikke gælder. Angivelser af sammenhænge mellem årsager og virkninger kan fastholdes mere eller mindre kontrafaktisk i situationer, hvor de ikke gælder. Især velbekræftede antagelser er vi villige til at fastholde, for i stedet spørge om, hvad der gik galt. Idealiseringer er et kapitel for sig. I modsætning til velbekræftede antagelser, er de karakteriseret ved aldrig at gælde, dvs. altid at være kontrafaktiske. Det er fx tilfældet med Galileis faldlov, der kun gælder i vakuum, som kan tilnærmes, men aldrig nås fuldstændigt, og med Newtons inertilov, der kun gælder for legemer, der ikke er påvirket af kræfter, hvilket aldrig er set. Da naturlove er kontrafaktiske, giver de ikke information om det faktiske. Det betyder ikke, at de er uden betydning i naturvidenskaben. I stedet for at give os information om det faktiske, danner de en ramme for at stille spørgsmål om de faktiske årsager til, at de ikke gælder om verden – at de er kontrafaktiske. 15

16 Fakticitet gælder prototypisk for information om tingene i verden, mens kontrafakticitet prototypisk gælder for vores handlinger: (1) ”Vandet koger”; ”Vand koger ved 100  C” (2) ”Gå væk!”; ”Hvis du er tørstig, kan du tage et glas vand” Mens sætningerne i (1) er sande (eller falske) om verden, er sætningerne i (2) ikke sande eller falske om verden, men handlingsdirigerende. Men de er samtidig netop kontrafaktiske: Siger jeg ”Gå væk!”, er du ikke gået væk, og siger jeg ”Hvis du var tørstig, kunne du jo tage et glas vand”, er du ikke nødvendigvis tørstig. Det handlingsdirigerende kommer ind i billedet, hvis man samti- dig vil gøre det kontrafaktiske faktisk. For så skal man tilvejebringe det gennem handling: ved at sørge for, at der bliver gået, eller ved at sørge for, at man bliver tørstig. Men dette forhold kan umiddelbart overføres på teoridannelsen i naturvidenskaberne: Har vi med hypoteser at gøre, har vi med antagelser om det faktiske at gøre. Har vi derimod at gøre med naturvidenskabelige love, har vi at gøre med noget, vi kan se som forskrifter for handlen, og i den forstand som handlingsdirigerende: Et legeme, der ikke er påvirket af kræfter, er som den mand, der ikke er tørstig: Ligesom årsagerne til din manglende tørst må fjernes, må også årsagerne til at legemet påvirkes af kræfter, fjernes. Den eneste forskel, der er mellem de to ting, er, at mens det er relativt enkelt at fjerne årsagerne til, at man ikke er tørstig – det kræver blot, at man i et stykke tid lader være med at drikke – er det straks mere møjsommeligt at fjerne årsagerne til, at et legeme følger sin inerti og fortsætter i en jævn retlinet bevægelse. Her er kontrafakticiteten så at sige permanent. Inertiens lov er en handleregel, det er umuligt for legemer at følge, men som videnskabsmanden i større eller mindre udstrækning forsøger at få legemet til at leve op til ved at fjerne (nogle af) årsagerne til, at de ikke er i stand til at følge den. 16

17 Dette viser den tætte sammenhæng, der er mellem afdækningen af årsagsforhold i naturen og menneskelig handling: Der ligger altid årsagsforhold bag menneskelig handling; men det vil sige, at vi kan overføre den menneskelige handlingslogik til tingene: I stedet for at se os selv som handlende væsener følgende regler og normer, ser vi tingene selv som handlende væsener følgende regler og normer. Det er det, Newton gør, når han taler om legemets tilskyndelse at fortsætte i en jævn, retlinet bane. Så gør han hypotese til lov. Eller – som vi også kan sige det – så indbygger han kontra- fakticitet i sin forklaring af forholdene i verden. Verden er dyb: på overfladen finder vi det, hypoteserne udtaler sig om; men i dybden finder vi det, naturlove- ne udtaler sig om. Det kontrafaktiske. Og det kontrafaktiske, dybe og handle- mæssige kan ikke undværes. Det er nemlig en betingelse for at spørge og ma- nipulere sig frem til det, hypotesen udtaler sig om: Det faktiske. Det dybe kalder vi undertiden kræfter. Vi taler om gravitationskraften. Men kræfter er det samme som kontrafakticitet. Samtidig er kontrafakticitet handlingens mulighed. På denne måde er naturkausalitet og handling i virkeligheden to sider af samme sag. 17

18 Det er vigtigt, at sammenhængen mellem handling og efficient kausalitet forstås kor- rekt. Den efficiente årsag i handlingen, er ikke en efficient årsag til handlingen. At forklare, hvorfor koppen fyldes med te, er ikke at forklare, hvorfor den handlende er i stand til at skænke te. naturen handlingen Én årsag til, at teskænkeren skænker te, kan være, at vedkommende føler tørst. En anden årsag kan være, at han er i en bestemt biologisk tilstand. Mens den første type årsag normalt er historisk – at føle tørst kan føre til andet end tedrikning – kræves der nor- malt af den anden type årsag, at den skal være efficient: Gi- vet den og den pågældende biologiske tilstand, vil teskæn- keren med fysisk nødvendig- hed skænke en kop te. 18

19 Det er vigtigt, at sammenhængen mellem handling og efficient kausalitet forstås kor- rekt. Den efficiente årsag i handlingen, er ikke efficient årsag til handlingen. At forklare, hvorfor koppen fyldes med te, er ikke at forklare, hvorfor den handlende er i stand til at skænke te. naturen handlingen Mens det er let at finde historiske årsager inden for en handlingslogisk ramme, er det straks vanskeligere at finde biologiske årsa- ger inden for en kausal efficient ramme: Selv hvis det ikke kræves, at redegørelsen skal være fuldstændig, men kun partiel – selv hvis det fx udelukkende kræves, at man fortæller, hvad der sker et bestemt sted i hjernen på tedrikkeren på det pågældende tidspunkt – er vi langt fra at kende sådanne biologiske årsa- ger til menneskelig handlen. Normal må vi – selv inden for sådanne indskrænkede situa- tioner – nøjes med historiske forklaringer. ! 19 Én årsag til, at teskænkeren skænker te, kan være, at vedkommende føler tørst. En anden årsag kan være, at han er i en bestemt biologisk tilstand. Mens den første type årsag normalt er historisk – at føle tørst kan føre til andet end tedrikning – kræves der nor- malt af den anden type årsag, at den skal være efficient: Gi- vet den og den pågældende biologiske tilstand, vil teskæn- keren med fysisk nødvendig- hed skænke en kop te.

20 NATURVIDENSKAB (biologi) Forklaringstyper i biologi eksemplificeret ved Darwins evolutionsteori (Darwin On the Origin of Spieces (1859)). Inden for evolutionsteorien går det ud på at forklare, hvordan de forskellige biologiske arter – dyr og planter – har udviklet sig af hinanden. De mange arter, også kaldet diversiteten af arter, er her en kendsgerning, alle vil kunne konstatere. Spørgsmålet er, hvorledes denne diversitet er kommet i stand. Her mener man med evolutionsteorien at kunne give et andet svar end vi fx finder i Bibelen: Arterne er ikke skabt én gang for alle gennem en guddomme- lig skabergerning (kreationisme), men er alene et produkt af kausale kræfters virksomhed: årsag? Charles Darwin 20

21 Forklaringstyper i biologi eksemplificeret ved Darwins evolutionsteori (Darwin On the Origin of Spieces (1859)). Inden for evolutionsteorien går det ud på at forklare, hvordan de forskellige biologiske arter – dyr og planter – har udviklet sig af hinanden. De mange arter, også kaldet diversiteten af arter, er her en kendsgerning, alle vil kunne konstatere. Spørgsmålet er, hvorledes denne diversitet er kommet i stand. årsag? Charles Darwin NATURVIDENSKAB (biologi) Vi har imidlertid her ikke blot - som antydet nedenfor - lokal variation inden for den enkelte art: 21 årsag?

22 Charles Darwin NATURVIDENSKAB (biologi) Forklaringstyper i biologi eksemplificeret ved Darwins evolutionsteori (Darwin On the Origin of Spieces (1859)). Inden for evolutionsteorien går det ud på at forklare, hvordan de forskellige biologiske arter – dyr og planter – har udviklet sig af hinanden. De mange arter, også kaldet diversiteten af arter, er her en kendsgerning, alle vil kunne konstatere. Spørgsmålet er, hvorledes denne diversitet er kommet i stand. Her er det tværtimod Darwins antagelse, at alle arter er beslægtede gennem fælles afstamning. Dog ikke, som antydet her, at de danner en kæde, men snarere i den forstand, at alle arter indgår i ét stort stamtræ 22

23 ? ? ? ? ? Træet er udtryk for, at der hele tiden har fundet en udspaltning sted af arter, hvor mere specia- liserede arter har udviklet sig af mindre specialiserede. Det kan vi slutte os til bl.a. ud fra plante- og dyreavl, hvor vi kan frembringe hybrid- former af forskellige arter (fx mulddyr), samt fra em- bryologiske og palæontologiske studier (studier af fostre og for- steninger). Mange arter er uddøde (fuld stop- skiltene), og mange udviklings- forløb kendes ikke (spørgsmåls- tegnene) så billedet af træet er langt fra fuldstændigt. En del uddøde arter kender vi dog gennem fossilfund, der kan være så omfattende, at egentlige udviklings- forløb kan fastslås.. 23

24 ? ? ? ? ? Træet er udtryk for, at der hele tiden har fundet en udspaltning sted af arter, hvor mere specia- liserede arter har udviklet sig af mindre specialiserede. Det kan vi slutte os til bl.a. ud fra plante- og dyreavl, hvor vi kan frembringe hybrid- former af forskellige arter (fx mulddyr), samt fra em- bryologiske og palæontologiske studier (studier af fostre og for- steninger). Mange arter er uddøde (fuld stop- skiltene), og mange udviklings- forløb kendes ikke (spørgsmåls- tegnene) så billedet af træet er langt fra fuldstændigt. En del uddøde arter kender vi dog gennem fossilfund, der kan være så omfattende, at egentlige udviklings- forløb kan fastslås.. 24 Dannelsen af en ny art er normalt en lang- sommelig proces, der tager millioner af år. Derfor bygger antagelser om artsdannelse ikke på umiddelbar iagttagelse, men på slut- ninger ud fra, hvad vi antager er spor af en sådan artsdannelse. At artsdannelsen normalt tager millioner af år, betyder dog ikke, at den ikke undertiden kan gå væsentligt hurtigere. Fx gælder det to nye arter, udspaltet af tre arter inden for gedeskægfamilien, Tragapogon, nemlig T. dubius, T. pratensis og T. porrifolius. I star- ten dannede parringer mellem de tre arter sterile hybrider. Men senere - i 1950’erne - dannedes to nye ikke-sterile varieteter, som ikke kunne parres med de oprindelige arter – altså to nye arter.

25 ? ? ? ? ? Træet er udtryk for, at der hele tiden har fundet en udspaltning sted af arter, hvor mere specia- liserede arter har udviklet sig af mindre specialiserede. Det kan vi slutte os til bl.a. ud fra plante- og dyreavl, hvor vi kan frembringe hybrid- former af forskellige arter (fx mulddyr), samt fra em- bryologiske og palæontologiske studier (studier af fostre og for- steninger). Mange arter er uddøde (fuld stop- skiltene), og mange udviklings- forløb kendes ikke (spørgsmåls- tegnene) så billedet af træet er langt fra fuldstændigt. En del uddøde arter kender vi dog gennem fossilfund, der kan være så omfattende, at egentlige udviklings- forløb kan fastslås.. 25 Dannelsen af en ny art er normalt en lang- sommelig proces, der tager millioner af år. Derfor bygger antagelser om artsdannelse ikke på umiddelbar iagttagelse, men på slut- ninger ud fra, hvad vi antager er spor af en sådan artsdannelse. At artsdannelsen normalt tager millioner af år, betyder dog ikke, at den ikke undertiden kan gå væsentligt hurtigere. Fx gælder det to nye arter, udspaltet af tre arter inden for gedeskægfamilien, Tragapogon, nemlig T. dubius, T. pratensis og T. porrifolius. I star- ten dannede parringer mellem de tre arter sterile hybrider. Men senere - i 1950’erne - dannedes to nye ikke-sterile varieteter, som ikke kunne parres med de oprindelige arter – altså to nye arter. Artsdannelse kan finde sted ved kønnet forme- ring eller ved mutationer (herom senere). Selv om mutationer forekommer uafbrudt, fører de relativt sjældent til artsdannelse.

26 Udover ideen om fælles afstamning indgår ideen om evolutionen som et forløb, der finder finder sted – ikke i spring (saltisme), men kontinuert (gradualisme; natura non fecit salta (naturen foretager ingen spring)). Denne antagelse hos Darwin var den vanskeligste at antage i tiden efter udgivelsen af On the Origin of Species i 1859, selv blandt evolutionstil- hængerne. Ikke mindst genopdagelsen år 1900 af Mendels arveligheds- lære fra 1865 udviklet på baggrund af studier af ærteplanten synes at tale imod Darwins gradualisme. Det mendelske gen pegede på en enten-eller- logik og en springvis udvikling. Imidlertid fører to store synteser, en første i 1932 (Fischer, Wright, Haldale) og en anden i 1940’erne (Dobzhansky, Morgan, Mayr, Huxley, Simpson), til en gnidningsfri integration mellem Mendels arvelighedslære og Darwins gra- dualisme. Blandt flere kaldes denne integration for neo-darwinisme, selvom termen ifølge Mayr rettelig bør anvendes om en teori fremsat af Weismann i 1890’erne. 26

27 Hverken tesen om fælles afstamning eller antagelsen om gradualisme er særegen for Darwin. Begge teser finder man også hos Lamarck, der formulerer den første evolutionsteori i årene umiddelbart efter år 1800. Det særegne – og revolutionerende – hos Darwin finder vi derimod i hans forslag til, hvad det er, der driver evolutionen frem. Han mener her, evolu- tionen drives frem i kraft af en bagvedliggende kausal mekanisme. Også Lamarck mener, der måtte være en mekanisme. Den mener han at kunne finde i det forhold, at erhvervede egenskaber nedarves. Giraffens lange hals er et artstræk, udviklet ved at de enkelte individer hver især stræber efter at nå stadig mere højtsiddende løv på de træer, de lever af. 27

28 Hverken tesen om fælles afstamning eller antagelsen om gradualisme er særegen for Darwin. Begge teser finder man også hos Lamarck,der formulerer den første evolutionsteori i årene umiddelbart efter år 1800. Det særegne – og revolutionerende – hos Darwin finder vi derimod i hans forklaring på, hvilken mekanisme, det er, der driver evolutionen frem. Også Lamarck mener, der måtte være en mekanisme. Den mener han at kunne finde i det forhold, at erhvervede egenskaber nedarves. Giraffens lange hals er et artstræk, udviklet ved at de enkelte individer hver især stræber efter at nå stadig mere højtsiddende løv på de træer, de lever af. 28

29 Hverken tesen om fælles afstamning eller antagelsen om gradualisme er særegen for Darwin. Begge teser finder man også hos Lamarck,der formulerer den første evolutionsteori i årene umiddelbart efter år 1800. Det særegne – og revolutionerende – hos Darwin finder vi derimod i hans forklaring på, hvilken mekanisme, det er, der driver evolutionen frem. Også Lamarck mener, der måtte være en mekanisme. Den mener han at kunne finde i det forhold, at erhvervede egenskaber nedarves. Giraffens lange hals er et artstræk, udviklet ved at de enkelte individer hver især stræber efter at nå stadig mere højtsiddende løv på de træer, de lever af. En sådan forklaring kan Darwin ikke acceptere. Ganske vist indgår der lamarckistiske elementer i Darwins teori, som først bliver endeligt udryd- det i forbindelse med den tidligere nævnte store syntese. Men der er ingen tvivl hos Darwin om, at den dominerende drivkraft bag artsudviklingen skal findes i, hvad han kalder nødvendig variation og naturlig selektion. Men hvad skal vi forstå ved det? 29

30 For hver generation, der fødes, gør der sig en vis variation gældende blandt generationens medlemmer; når medlemmer udsættes for et vist pres fra om- givelsernes side, vil nogle bukke under, mens andre vil blive selekteret til at føre arten videre: 1. generation 30

31 1. generation (2. generation) For hver generation, der fødes, gør der sig en vis variation gældende blandt generationens medlemmer; når medlemmer udsættes for et vist pres fra om- givelsernes side, vil nogle bukke under, mens andre vil blive selekteret til at føre arten videre: 31

32 a b VARIATION SELEKTIONSPRES 1. generation (2. generation) For hver generation, der fødes, gør der sig en vis variation gældende blandt generationens medlemmer; når medlemmer udsættes for et vist pres fra om- givelsernes side, vil nogle bukke under, mens andre vil blive selekteret til at føre arten videre: 32

33 SELEKTEREDE INDIVIDER 2. generation b 1. generation For hver generation, der fødes, gør der sig en vis variation gældende blandt generationens medlemmer; når medlemmer udsættes for et vist pres fra om- givelsernes side, vil nogle bukke under, mens andre vil blive selekteret til at føre arten videre: 33

34 begyndende artsdannelse ved endemisering øgning i antal af røde biller 34 Selektionspresset kan bestå i, at artsfæller bekæmper hinanden, eller – hyppi- gere - i, at medlemmer af andre arter angriber generationens medlemmer eller at livsbetingelserne i almindelighed bliver forringet. En overvejende årsag til artsdannelse er endemisering, hvor nogle af artens medlemmer bliver isoleret fra artens øvrige medlemmer - fx ved jordskælv, oversvømmelser o.l. - og gennemløber en selvstændig udvikling:

35 Selektionspresset kan bestå i, at artsfæller bekæmper hinanden, eller – hyppi- gere - i, at medlemmer af andre arter angriber generationens medlemmer eller at livsbetingelserne i almindelighed bliver forringet. En overvejende årsag til artsdannelse er endemisering, hvor nogle af artens medlemmer bliver isoleret fra artens øvrige medlemmer - fx ved jordskælv, oversvømmelser o.l. - og gennemløber en selvstændig udvikling: Ny rød art af biller 35

36 Evolution som sådan, evolution gennem fælles afstamning, evolution gennem gradualisme og evolution gennem variation og naturlig selektion danner de fire hovedhjørnesten i Darwins evolutionsteori. Darwin selv er ikke klar over, hvordan variationen inden for arten finder sted, men fra 1920’erne står det klart, at mutationer – udefra fremkaldte ændringer i genmaterialet i de forskellige individer (gennem radioaktiv stråling, vira osv.) – spiller en altafgørende rolle. indkommende UV-fotoner kemikalier vira m.m. FØREFTER Ganske vist er det genetiske materiale også bestemmende for variabiliteten – i overens- stemmelse med de love, Mendel i sin tid op- opstillede for kombination af arveanlæg - men kun inden for visse rammer. Når det kommer til stykket, er det alene mutationerne, der vil kunne sikre tilstrækkelig fleksibilitet og evne til at tilpasse sig skiftende omgivelser for den pågældende art. 36

37 a b c d e f Vi har tidligere set på de forklaringsformer, man opererer med inden for fysik og kemi. Her har vi set, hvor tæt indbyrdes forbundet årsag og handling er. At det kan ses som to sider af samme sag. Men hvordan forholder det sig i biologien. Hvordan er forholdet mellem årsag og handling her? Nedenfor ses et rids af menneskets afstamning (her illustreret som linje, hvor det sna- rere burde have været illustreret som grene i et træ). Umiddelbart ser det ud som et kausalt system, hvor årsagerne danner tilstrækkelige betingelser: a har været årsag til b, b til c, c til d, d til e og e til f. Hvis vi blot kan få fuld viden om a, så vil vi kunne forudsige – og dermed genfremstille – hele serien. Altså gå frem på samme måde som i fysik og kemi, hvor eksperimenter skal være gentagelige. habilis neanderthalensis sapiens sapiens 37

38 a b c d e f habilis neanderthalensis sapiens sapiens Men hvordan er vi kommet i gang med at opbygge viden om denne kæde? Her har vi ikke kunnet starte med a. Vi har måttet starte med f som faktum og har dernæst måttet spørge: ”Hvordan er f blevet frembragt? Vi har med andre ord måttet starte med en måltilstand for at spørge om dens nødvendige betingelser. Det er en historisk årsag, vi spørger til. Men det vil sige: Udgangspunktet har været en handleforklaring; dog ikke, hvor vi spørger om formålet, for det kender vi på forhånd – det er f – men hvor vi spørger til de midler, der har været anvendt, givet målet. Dem leder vi så efter, og resultatet vil være evolutionshistorien, sådan som den har udviklet sig. Men det vil sige, at evolutionsteorien betjener sig af en handlingslogik: Variationen er de forskellige handleudkast, som en given art afprøver, og den naturlige selektion er de vel- lykkede resultater af disse handleudkast – i vores serie i sidste instans f. Og forklaringen er historisk: a, b, c, d og e ses som nødvendige betingelser (gennemgangsled) for tilveje- bringelse af f. 38

39 a b c d e f habilis neanderthalensis sapiens sapiens Men det er ikke hele historien. Faktisk synes vi at kunne understøtte visse af vores historiske forklaringer med forklaringer ud fra tilstrækkelige betingelser. Fx viser det sig, at vi kan frembringe sorte birkemålermøl af hvide, nemlig ved at gøre de birke- træer, de lever på, sorte (første gang man konstaterede det, var det dog ikke gennem eksperiment, men alene gennem observation; barken på birketræerne i midtengland var blevet farvet mørk på grund af kulforurening). Utallige andre eksempler vil kunne anføres. Herudfra drager man så en væsentlig slutning. Og det er den, der er kernen i darwi- nisme og neo-darwinisme: Ligesom vi allerede har skaffet os lokale evidenser for, at vi kan konvertere forklaringer af historisk karakter til forklaringer af efficíent karakter, vil vi i princippet kunne skaffe os efficient kausal evidens for evolutionen i mere om- fattende udviklingslinjer, ja, for evolutionen som helhed: Opkomsten af nye arter vil kunne vises at være af samme karakter som fysik og kemi. 39

40 Det er denne påstand, man hovedsagelig sætter spørgsmålstegn ved inden for teorien om intelligent design. Her er det intelligent design-tilhængernes modpåstand, at der er udvik- linger, vi kun kan forstå som handleudkast, men ikke som efficiente kausalprocesser, sådan som det kræves i fysik og kemi. Selv om der findes evidens lokalt for efficient kausalitet – det indrømmer man gerne – er slutningen fra det lokale til det globale ugyldig. Nogle af de huller, der stadig er i darwinisternes forklaringer, vil aldrig kunne lukkes. Her nævner en af intelligent design-tilhængerne William A. Dembski et simpelt eksempel, hvor denne konver- tering fra historisk til efficient forklaring ifølge Dembski ikke vil være mulig: bakterieflagellen, hvor en art propel bestående af ca. 50 proteiner, tjener til at få bakterien til at bevæge sig. Selv for en sådan simpel anordnings vedkommende kan det ifølge Dempski vises, at den er kendetegnet af specificeret kompleksitet, som han kalder det: Dens funktion er specificeret – den tjener bakteri- ens bevægelse. Samtidig er dens opbygning så kompleks, at det er usandsynligt, den skulle kunne være udtryk for efficient kausalitet. Kort sagt: Bakte- rieflagellen kan ikke være skabt gennem graduel evolution, som darwinisterne gerne vil have det. Den må være skabt ved handlemæssige indgriben udefra støttet af intelligent design. 40

41 Selv for en sådan simpel anordnings vedkommende kan det ifølge Dempski vises, at den er kendetegnet af specificeret kompleksitet, som han kalder det: Dens funktion er specificeret – den tjener bakteri- ens bevægelse. Samtidig er dens opbygning så kompleks, at det er usandsynligt, den skulle kunne være udtryk for efficient kausalitet. Kort sagt: Bakte- rieflagellen kan ikke være skabt gennem graduel evolution, som darwinisterne gerne vil have det. Den må være skabt ved handlemæssige indgriben udefra støttet af intelligent design. 41 Argumentet regnes for ugyldigt: Inden for intelligent design forudsættes det, at enhver funktion i biologien må opbygges fra scratch af de grundlæggende bygge- sten. Men det er en helt igennem over- dreven antagelse: En biologisk funktion er ikke en figur bygget af legoklodser ud fra en forhånd dannet kompleks idé. En biologisk funktion bygger videre på alle- rede eksisterende biologiske funktioner som ubetydelige modifikationer af disse. Det er denne påstand, man hovedsagelig sætter spørgsmålstegn ved inden for teorien om intelligent design. Her er det intelligent design-tilhængernes modpåstand, at der er udvik- linger, vi kun kan forstå som handleudkast, men ikke som efficiente kausalprocesser, sådan som det kræves i fysik og kemi. Selv om der findes evidens lokalt for efficient kausalitet – det indrømmer man gerne – er slutningen fra det lokale til det globale ugyldig. Nogle af de huller, der stadig er i darwinisternes forklaringer, vil aldrig kunne lukkes. Her nævner en af intelligent design-tilhængerne William A. Dembski et simpelt eksempel, hvor denne konver- tering fra historisk til efficient forklaring ifølge Dembski ikke vil være mulig: bakterieflagellen, hvor en art propel bestående af ca. 50 proteiner, tjener til at få bakterien til at bevæge sig.

42 Er der forskel på, hvordan handlebegrebet anvendes i fysik og kemi på den ene side, og i biologi på den anden side? Ja, det synes der faktisk at være. I FYSIKKEN anvendes handleforklaringer (kontrafaktiske forklaringer) i situationer, hvor målet aldrig vil kunne opfyldes: ”Legemer er ikke i stand til at bevæge sig jævnt retlinet.” Der spørges derefter om de til- strækkelige betingelser herfor (efficent kausalitet). – I fysik og kemi bru- ges ikke historiske forklaringer. I BIOLOGIEN anvendes handleforklaringer (kontrafaktiske forklaringer) i situationer, hvor målet kendes og kan identificeres. Der spørges der- efter til de nødvendige betingelser for, at målet er blevet nået (historisk kausalitet). – I biologi (evolutionsteori) bruges historiske forklaringer. I BIOLOGIEN kan den historiske kausalitet undertiden samtidig vises at være understøttet af efficient kausalitet som i fysik og kemi. Det ses som evidens for, at evolutionen globalt set er underlagt fysikkens og kemiens love. 42

43 Konkluderende: Naturvidenskabens studieobjekt er kausalprocesser i naturen, det være sig både i fysik og kemi og i biologi. De måder, viden om disse kausalprocesser indhøstes på, er dog afgøren- de forskellige i henholdsvis fysik og kemi og biologi: I fysik og kemi bruges manipulerende handlinger over for den døde natur: Man sætter et eller andet i gang, og ser så hvad der sker. I arbejdet med sådanne manipulationer med naturen spiller den idealiserede handlesituation en vigtig rolle for teoridannelsen: Men forestiller sig her at udføre handlinger i vakuum (Galilei) eller i et rum uden kræfter (Newton) – for at kunne finde årsager til, at disse ideelle forhold ikke aktuelt foreligger. I biologi er udgangspunktet et andet: Her ses objektet selv som en handlesammen- hæng (en funktionssammenhæng). Det gælder, hvad enten studieobjektet er cellen eller det, som i det foregående, er evolutionen. Som vi har set, er udgangspunktet et vellykket handleresultat - fx en eksisterende art (som mål), hvor man undersøger, hvad der har muliggjort denne art (midlerne) og finder en række andre handlinger (= tilfælde af handleudkast (variation) og vellykkede resultater af disse handleudkast, som fører op til den eksisterende art (=selektion)). Denne sammenhæng kan så, som det er Darwins bedrift at have vist, samtidig ses i et kausalt perspektiv og integreres i vores forståelse af verden som fysisk og kemisk sammenhæng. Vi kan ikke forstå, hvad naturvidenskab er, hvis ikke vi samtidig forstår, hvad det vil sige at handle, dvs. anvende midler for opfyldelse af forskellige mål. Da det centrale studieobjekt i humaniora er mennesket, heriblandt dets handlinger, er vidensdannelse i naturvidenskaber- ne også et vigtigt - men desværre ofte underskattet - anliggende for humaniora. 43

44 44 Litteratur: