Lesbók Morgunblaðsins - 13.12.2003, Blaðsíða 11

Lesbók Morgunblaðsins - 13.12.2003, Blaðsíða 11
LESBÓK MORGUNBLAÐSINS ˜ MENNING/LISTIR 13. DESEMBER 2003 11 Hver er forsenda þess að skammtafræðin varð til? SVAR: Almennt er hægt að segja að skammtafræðin hafi verið fundin upp til þess að lýsa eðlisfræðilegum kerfum í náttúrunni sem hreyfifræði Newtons eða svo kölluð sí- gild eðlisfræði gat ekki lýst. Því er hægt að hugsa skammtafræðina sem betri lýsingu á ferlum náttúrunnar. Fyrir mörg kerfi gefur hún því eðlilega sömu svör og sígilda eðlis- fræðin. En lítum aðeins nánar á ástæðurnar fyrir uppgötvun skammtafræðinnar. Við erum vönust því að menn þurfi á henni að halda til þess að lýsa smásæjum hlutum eins og atóm- um og öreindum, en þá gleymum við því að í rauninni urðu eiginleikar stórsærra kerfa til þess að hún varð til. Varmarýmd efna eða hluta eins og málm- búts segir til um það hve mikinn varma (orku) þurfi til þess að hita bútinn um til dæmis eina gráðu. Varmarýmdin er háð upp- hafshitastiginu sem við byrjum með. Ef við skoðum inn í málmbútinn komumst við að því að varminn er geymdur sem aukinn titr- ingur kristallsgrindarinnar og aukinn hraði frjálsu rafeindanna sem geta færst um krist- allinn og stjórna meðal annars rafleiðni hans. Fyrir rúmlega einni öld tókst mönnum að kæla efni allt að því niður að alkuli og gátu því mælt varmarýmd efna frá alkuli og langt upp fyrir herbergishita með hitun. Í ljós kom að varmarýmd margra efna eins og til dæmis málma minnkaði á sérstakan hátt við lágt hitastig. Einfalt var að gera líkan af krist- allsgrind málmsins samkvæmt sígildri eðlis- fræði og reikna út varmarýmd hans sam- kvæmt líkaninu. Til viðbótar var hægt að lýsa rafeindunum sem gasi og reikna varma- rýmd þeirra einnig. Í ljós kom að varma- rýmd málmsins samkvæmt þessu sígilda lík- ani minnkaði ekki við lágt hitastig. Þegar málmbútur er hitaður getur hann farið að glóa, það er að segja að hann geislar orku sinni út í umhverfið. Eðlisfræðingar komust einnig að því fyrir rúmlega einni öld að sígilda eðlisfræðin gat ekki skýrt þessa varmaútgeislun á réttan hátt. Síðan bættist við fjöldi annara hrifa sem menn geta ekki skýrt út frá hefðbundinni eðlisfræði, til dæm- is rafleiðni hálfleiðara og ofurleiðara, ljós- geislun einstakra atóma og ísog ljóss í gasi. Á um það bil þremur fyrstu áratugum síð- ustu aldar tókst eðlisfræðingum hins vegar að skýra þessi fyrirbæri og þróa nýja lýsingu á náttúruferlum sem við köllum skammta- fræði. Nafnið fékk hún vegna þess að sumar mælistærðir kerfanna, eins og orka og hverf- iþungi, geta ekki alltaf tekið hvaða gildi sem er. Þær eru strjálar eða skammtaðar. Hafa ber í huga að ekki er hægt að lýsa eiginleikum skammtakerfis með hugtökum sígildrar eðlisfræði. Margar sígildar spurn- ingar eins og nákvæm staðsetning og svo framvegis hafa enga merkingu lengur. Skammtafræði er í raun og veru ekki endi- lega flóknari en sígild eðlisfræði, heldur ein- faldlega öðruvísi og framandlegri við fyrstu kynni. Hún er notuð á flestum sviðum eðlis- og efnafræði nú á dögum. Rétt eins og hreyfifræði Newtons og varmafræðin var undirstaða iðnbyltingarinnar er skammta- fræðin undirstaða upplýsingabyltingarinnar. Með skammtafræði höfum við öðlast skilning á eiginleikum efnis og síðan hagnýtt þessa þekkingu í rafeindarásum og efnisfræði. Um þessar mundir eru vísindamenn, eðlis- fræðingar, efnafræðingar og líffræðingar að beita skammtafræði til þess að þróa nanó- tækni sem svo er kölluð og mun nýtast okk- ur á fjölmörgum sviðum á þessari öld. Segja má að með henni sé skammtafræðin og sér- kenni hennar hagnýtt með enn markvissari hætti en nokkru sinni fyrr til þess meðal annars að meðhöndla örfá atóm eða sam- eindir á yfirborði kristalls í margs konar til- gangi. Viðar Guðmundsson, prófessor í eðlisfræði við HÍ. Er einhver erfðafræðilegur munur á mönnum og öpum? SVAR: Af mannöpunum standa simpansar næst manninum og eru prótín simpansa og manna flest nauðalík. Oft er því slegið fram að erfðafræðilegur munur á þessum teg- undum sé ekki nema 1%, en nákvæm vitn- eskja um þennan mun fæst ekki fyrr en búið er að raðgreina genamengi apans og bera saman við genamengi mannsins. Líkams- bygging simpansa og manns er býsna ólík. Hún ræðst eflaust að miklu leyti af starfsemi gena. Ekki er víst að genin sem þar skipta máli séu gjörólík hjá apa og manni. Mismun- andi stjórnun á starfsemi líkra gena gæti ráðið úrslitum. Annað sem augljóslega skilur á milli manns og apa er hæfileiki mannsins til hugs- unar langt umfram það sem þekkist hjá öp- um eða öðrum dýrum. Nánast ekkert er vit- að um erfðafræðilegan grundvöll þessa mismunar. Að líkindum er um að ræða mis- mun á genum sem sérstaklega starfa í tauga- frumum eða á tjáningu þeirra. Það er alls ekki víst að um „ný“ gen sé að ræða hjá manninum. Þetta gæti snúist um breytingar á gömlum apagenum eða breytta tjáningu þeirra. Skipulag gena hjá dýrum og mönnum býður til dæmis upp á það að sama genið geti gefið af sér mörg mismunandi afbrigði prótína. Við þróun mannsins hefðu getað komið fram ný afbrigði mikilvægra tauga- prótína. Þetta eru ágiskanir en samanburður á taugaprótínum manna og apa á efalítið eft- ir að varpa ljósi á þann mismun sem máli skiptir. Ekki er þar með sagt að þessar rann- sóknir muni á neinn hátt skýra sjálfa hugsun mannsins. Hún lætur ekki stjórnast af gen- um þótt ákveðin genastarfsemi liggi henni til grundvallar. Hugsunin veitir manninum ein- mitt frelsi frá stöðugri afskiptasemi gena og afurða þeirra. Genin eru hins vegar ekki óhult fyrir hugsun mannsins. Guðmundur Eggertsson, prófessor emeritus. HVERNIG VARÐ SKAMMTA- FRÆÐIN TIL? Hvaðan kemur orðið ‘brussa’ um klaufskan kvenmann, hvað er tíska og hvað er langt milli Vopnafjarðar og Eyrarbakka í míkrómetrum? Þessum spurningum og fjölmörgum öðrum hefur verið svarað að undanförnu á Vísindavefnum og hægt er að lesa svörin á slóðinni www.visindavefur.hi.is. VÍSINDI Í sinn hefur frá aldaöðli tengst fimbulfrosti og norðangjósti, upphafi og heimkynnum jötna í norrænni goðafræði, enda vísar rúnin hugsanlega á illköld ísfljót sem féllu úr norðri í átt til brennandi elds Múspells í suðurálfu. Vera má að átt sé við eiturdropa Elivoga, en með eitri er vísað til efnis ískuldans; eitur var og er notað um bitrasta dauðkulda sem hægt er að hugsa sér. Í Snorra-Eddu er sagt að eiturkvikan hafi smám saman harðnað og orðið að ís, en úðinn sem fylgdi breyttist í hélu er hlóðst upp í lög klaka og hríms. Skriðu lög þessi út og suður á við uns þau mættu hitagusti, gneistum og síum úr Múspellsheimi, en þá bráðnaði hrímið, að sögn Snorra, og við það kviknaði mannslíkindi, nefndur Ýmir, hinn fyrsti jötunn og ættfaðir hrímþursa. Rúnin tengist samkvæmt því mótum dauða og lífs, frumsköpun lífræns efnis, auk þess sem Auðhumla varð til úr bráðnandi hrímdropum, sem fyrr getur, lifði af að sleikja hrímsteina og mynd- aðist við það kynlaus vera í mannsmynd, maður „fagur álitum, mikill og máttugur“, og hét Búri. Ísrúnin stendur að sumra áliti fyrir spjót, eft- irlætisvopn Óðins og Týs, en spjótið átti sér ýmis form, svo sem staf og sprota. Sé raunin sú þá býr Ís yfir karllægum krafti, valdi og forystu, en er jafn- framt knúinn af innri streitu eða baráttu. Þessi túlk- un þarf ekki að stangast á við umsögn rúnakvæð- anna sem kveða á um háska og dauða í tengslum við rúnina. „Ís er árbörkur/ og unnar þak/ og feigra manna fár“, stendur í íslenska rúnakvæðinu. Dregin er upp hlutkennd mynd af brothættri ísbreiðu. Goðfræðitengslin bjóða hins vegar upp á marga túlkunarkosti því þótt rúnin tengist augljóslega formleysi og dauða, fullkominni kyrrð eða spennu- leysi, þá felur hún jafnframt í sér krafta sem gera efnislega tilveru mögulega. Rúnin kann að hafa myndað andhverfu við Férúnina, þéttun og sam- drætti sé stefnt gegn vexti og útþenslu, en líf er samt óhugsanlegt án hennar; eitrið hreyfist og myndar hagl (Hagalsrún), frum-efni og frum-menni verða til fyrir samspil íss og elds. Ísrúnin er prima materia, hefur verið sagt, innhverft miðsóknarafl sem er nauðsynlegt skilyrði jafnvægis, hvort sem litið er til hugar eða náttúru, en skorti andstætt afl, miðflóttakraft eldsins, þá getur Ísinn leitt til storknunar, stöðnunar og lífleysis. RÚNAMESSA LESBÓKAR Morgunblaðið/Ómar „Í Snorra-Eddu er sagt að eiturkvikan hafi smám saman harðnað og orðið að ís, en úðinn sem fylgdi breyttist í hélu er hlóðst upp í lög klaka og hríms.“ ÍS RÚNALÝSING 9:16 M AT T H Í A S V I Ð A R S Æ M U N D S S O N hafði aldrei hugleitt minningagreinar morgunblaðsins þó hafi skrifað fáeinar fyrr en vaknaði einn morgun snemma til að skrifa minningargrein um mig sjálfan lá beinast við þar sem sjálfur þekkti ég mig best og minnst í dögunarskímunni sætti ég mig fús lega við að hverfa inn í prentsvertuna GEIRLAUGUR MAGNÚSSON Höfundur er skáld. MINNINGAR- GREINAR

x

Lesbók Morgunblaðsins

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Lesbók Morgunblaðsins
https://timarit.is/publication/288

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.