Viten

Når verdens beste hjerner slår seg sammen

Toppforskere må la staheten vinne når resultatene kommer i konflikt med etablerte sannheter.

De tre Kavlipris-vinnerne i astrofysikk har vært med på å redde Big Bang-teorien på hver sin måte, og på den måten bedret vår forståelse av hvordan universet ble til. Illustrasjon: NASA

  • Knut Olav Åmås, leder av Mediemangfoldsutvalget
Viten er Aftenpostens satsing på forskning og vitenskap, der forskere og fagfolk fra hele landet bidrar med artikler.

På slutten av 70-tallet var Big Bang-teorien i trøbbel. Teorien går ut på at universet ble født fra en tett, varm fase, en eksplosiv ildkule, for 13,7 milliarder år siden. Men forskerne manglet rett og slett forklaringer på flere sider ved forholdet mellom Big Bang og universet slik det blir observert i dag.

Russeren Alexei A. Starobinsky var den første som kom opp med et overbevisende scenario for nøyaktig hvordan universet kunne ha gjennomgått en uhyre kort periode med eksponentiell ekspansjon, en vekst som løp løpsk. Hans forskning vakte oppsikt i Sovjetunionen, men han skrev på russisk og tilhørte et miljø som var isolert fra internasjonal forskning under den kalde krigen.

Uten å vite om hverandre

Det er imidlertid er et av vitenskapens fascinerende særpreg at toppforskere som ennå ikke vet om hverandre ofte begynner å jobbe med nesten de samme scenariene på ulike steder til samme tid. Så fletter resultatene seg inn i hverandre.

På Stanford-universitetet i California utviklet Alan Guth en teori om at universet plutselig begynte å ekspandere, for så å doble farten mange ganger inntil det vokste raskere enn lysets hastighet. Alt dette skjedde i de ufattelig små delene av et sekund da universet vokste fra mindre enn et proton til størrelsen av en grapefrukt.

Guths teori om "kosmisk inflasjon" løste flere vansker, blant annet det såkalte horisontproblemet som gjør at universet ser likt ut fra en hvilken som helst synsvinkel man observerer det. Men teorien skapte også nye vansker.

Russeren Andrei Linde utviklet derfor en ny versjon. Den fikk en trang fødsel. Lindes historie viser hvordan tilfeldigheter og historiske omstendigheter griper inn i prosessene: Han ville skrive en bok om de nye, viktige sidene av inflasjonsteorien ved midten av 80-tallet, men til tross for gryende perestrojka, kunne de sovjetiske forskerne ikke publisere internasjonalt.

"Smuglet" ut

Så ble Linde brått instruert til å reise til Italia og gi en forelesning i astrofysikk for å bedre de sovjetisk-italienske relasjonene. Han var syk, men fikk bare én natt på seg til å skrive en kortversjon av hva han skulle si. Da ville teksten bli sendt med diplomatisk post og han kunne omgå problemet med manglende tillatelse til å publisere internasjonalt.

Linde skjønte at dette endelig var sjansen til å gjøre de nye funnene kjent, og i løpet av en halvtime hadde han ifølge seg selv formulert teorien om "evig kaotisk inflasjon".«Dette var et av de store følelsesmessige sjokk i mitt liv», skriver han selv.

Starobinsky, Linde og Guth deler Kavliprisen i astrofysikk. Deres teori om "kosmisk inflasjon" har revolusjonert vår tenkning om universet, mener priskomiteen. Tusener av astrofysikere jobber med den i dag.

En million dollar hver

Det er tirsdag i neste uke at tre av verdens største og mest prestisjefylte naturvitenskapelige priser blir utdelt i Oslo av kong Harald.

Kavliprisene i nevrovitenskap, astrofysikk og nanovitenskap er på en million amerikanske dollar hver. De hedrerkunnskapen som nå forandrer og former vårt syn på menneskekroppen, verden og universet.

Kavliprisen i nevrovitenskap går til tre forskere som har arbeidet med å forstå hvordan de menneskelige egenskapene hukommelse og erkjennelse fungerer. En av prisvinnerne, Brenda Milner, har påvist at det finnes helt ulike typer læring og hukommelse, knyttet til hver sine adskilte hjernesystemer som fungerer uavhengig av hverandre.

En annen av prisvinnerne i nevrovitenskap, John O'Keefe, står bak den lenge omstridte oppdagelsen av hippocampus, et av hukommelsessentrene i hjernen. Hippocampus er ansvarlig for menneskets stedsans og består av 40 millioner nerveceller som hver kan kommunisere med 10 000 andre celler. De skaper et mentalt kart over våre omgivelser.

Den tredje vinneren, Marcus E. Raichle, har utviklet noen av dagens viktigste teknikker for å produsere PET— og magnetresonans-bilder av hjernens aktivitet, og har utforsket hvordan hjernen fungerer når den hviler.

Kurere sykdommer

Alle tre har bidratt sterkt til hvordan vi forstår den normalt fungerende hjernen. Det er igjen kunnskap som trengs for å finne måter å kurere sykdommer som Parkinson, Alzheimer, epilepsi og schizofreni, påpeker de norske hjerneforskerne May-Britt og Edvard I. Moser.

Omkring 30 prosent av all sykdom har opphav i hjernen, og grunnleggende hjerneforskning er nødvendig for å kunne hjelpe det økende antall nordmenn som for eksempel har Alzheimer. I dag er det nær 80 000.

Det slår meg når jeg leser biografiene til de tre nevrovitenskaps-vinnerne hvilken uendelig tålmodighetsprøve forskning på høyt nivå er. Brenda Milner fulgte én forsøksperson i 30 år. Marcus Raichle brukte 17 år på å utvikle sin PET-billedteknologi.

Intens nysgjerrighet

Hva driver dem til å fortsette? Milner gir et hint i sinlille selvbiografi – en nyfikenhet som blir en besettelse, langt dypere enn hva de fleste av oss er preget av.

Nysgjerrighet er også den første egenskap nordmannenThomas W. Ebbesen, en av vinnerne av Kavliprisen i nanovitenskap, kan huske fra sin barndom. Da foreldrene ga ham hans første klokke, plukket han den fullstendig fra hverandre for å forstå hvordan den virket. De tok det fint, men han fikk ikke noen ny pålenge.

Ebbesen gir også et treffende eksempel på en annen egenskap som er avgjørende for en toppforsker: Å la staheten og utholdenheten vinne når du oppnår resultater som ser ut til å være i konflikt med etablerte sannheter, men du likevel tror på dine funn. (Holdningen er selvsagt ikke av det gode i de tilfellene der du faktisk tar feil.)

Å skape ny kunnskap krever stor selvtillit i de årene forskerfellesskapet slett ikke slutter opp om det du hevder. For vitenskap handler også om makt og overtalelse, om irrasjonelle så vel som rasjonelle prosesser.

Har beriket Harry Potter

Thomas W. Ebbesen har påvist at lyset faktisk kan spre seg gjennom åpninger som er mindre enn lysets egen bølgelengde. Tidligere ble det betraktet som umulig.

Å vente på å bli trodd er en erfaring også de to andre nanovitenskaps-vinnerne, Stefan W. Hell og Sir John B. Pendry, har gjort. Inntil for noen få år siden trodde man at det er umulig å lage bilder av de nesten ubeskrivelig små nano-objektene, fordi man gikk ut fra at optiske bilders oppløsning ble begrenset av lysets bølgelengde.

Prisvinnerne har hver for seg gjort det av med denne antagelsen, og det kan få følger i en rekke fag, fra fysikk og kjemi til biologi. Ja, Pendry har til og med skapt en "usynlighetsfrakk" av såkalt metamateriale, som gjør den som er inni umulig å oppdage – en oppdagelse som inspirerte Harry Potter-bøkene og -filmene:«Dette illustrerer forskningens uforutsigbarhet. Når du har en original idé, hvis det er en virkelig god en, vet du ikke hvor den ender, for den er større enn deg», sier Pendry.

Fornuft i fellesskap

Forestillingen om den geniale forskeren som arbeider i isolasjon og ensomhet lever fortsatt, men er mest en myte. Kavlipris-vinnernes arbeid – og det at tre forskere deler hver av de tre prisene for å ha gjort oppdagelser hver for seg innen beslektede problemstillinger – viser tydelig at banebrytende vitenskap mer enn noen gang er et kollektivt og kunnskapsdelende fellesskap som sprenger politiske og geografiske grenser.

Fornuften er slett ingen ensom ting.

  1. Les også

    Ebbesen første norske Kavlipris-vinner

  2. Les også

    Feil forskning

Relevante artikler

  1. VERDEN

    Forskeren falt i tanker ved butikkens chili-hylle. Nå får han pris for banebrytende oppdagelser om varme og smerte.

  2. VITEN

    «Kavli-pris for forskning som hindres av lovverket»

  3. KRONIKK

    Kronikk av Erik Tunstad: Vi trenger ikke en sjel for å få evig liv

  4. A-MAGASINET

    Albert Einstein: Mannen med hjernemassen

  5. A-MAGASINET

    Anita Schjøll Brede dro fra Bærum til Silicon Valley. Nå beskrives hun som den smarteste dama i tech-miljøet.

  6. VITEN

    Forsøkspersoner ga elektrosjokk på kommando. Nå sås det tvil om det kjente eksperimentet fra 60-tallet.