Robins depot

At tæmme sig selv

2012-02-04T13:07:00.000+01:00

Når noget er blevet tamt, er det, fordi det er blevet underlagt menneskets kontrol, udvalgt til at have egenskaber, som passer til vores ønsker og behov. Men noget tyder på, at visse arter også kan tæmme sig selv, og at vi mennesker er én af disse - med store konsekvenser for vores fremtidige udseende og adfærd.

I en interessant ny artikel i fagbladet Animal Behaviour har antropologen Brian Hare fra Duke University sammen med Victoria Wobber og Richard Wrangham fra Harvard sammenlignet chimpanser med bonobo-aber. På trods af deres nære genetiske slægtskab (99,6 procent ens), har de meget forskellige adfærdsmønstre. Mens chimpanserne ofte er aggressive og i krig med hinanden, kysser og krammer bonoboer hele tiden, uagtet køn eller rang. Hare og kolleger mener, at årsagen til bonoboers sympatiske 'medabelighed' er et resultat af 'selvdomesticering': Den naturlige udvælgelse har langsomt selekteret aggressiviteten bort, lidt ligesom vi mennesker har gjort det med hunde, heste og alle mulige andre dyr. Årsagen til bonoboernes lavere aggressivitet er uklar, men den menes at være blevet hjulpet på vej af dannelsen af Congo-floden for 1,5-2 millioner år siden. Den adskilte aberne i to grupper, og gjorde sydsiden (bonoboerne) mindre afhængig af konkurrencen om mad.

Læs videre med kommentarer på ing.dk

Sammenligner man bonoboer med andre domesticerede dyr, viser der sig flere fællestræk, siger Hare. Et smallere kranium, mindre tænder og hår, en legende adfærd og en generel tendens til at bibeholde juvenile træk langt ud i voksenlivet - noget man også kalder 'neoteni' eller 'paedomorphosis'. Idet tæmning hovedsageligt handler om at fravælge aggressiviteten, men alligevel medfører så mange kropslige og adfærdsmæssige forandringer, må aggressivitet være koblet til en hel gruppe af genetiske kendetegn, siger forskerne. Det er også overraskende, hvor nemt det er at fremme tamme varianter af en art. Da den russiske genetiker Dmitri Beljajev ynglede på vilde sølvræve i 1950, havde han kun brug for cirka 20 generationer for at få domesticerede rævehvalpe, der havde mistet stort set al deres aggressivitet.

Brian Hares artikel er blevet modtaget positivt, men enkelte evolutionsbiologer og psykologer, heriblandt etologen Franz de Waal, mener dog, at der er brug for flere eksempler end bonoboen, inden man kan sige, at selvdomesticering er en reel evolutionær kraft og ikke bare et 'freak of nature'. Men måske skulle Franz se sig selv i et spejl: Vi mennesker er det bedste eksempel på en juvenil variant af vores forfædre: Vi har mindre hår, parallelt stående tommelfingre og storetæer, lille kæbe, er mere legende, undersøgende, og så videre. I en særdeles velresearchet og rost bog, 'The Better Angels of Our Nature', viser den evolutionære psykolog Steven Pinker desuden, at menneskets voldelighed er faldet, både i det lange historiske perspektiv og på kort sigt (på trods af to verdenskrige i løbet af de sidste 100 år).

Konklusionen er oplagt. Vi er ligesom bonoboen i fuld gang med at domesticere os selv. Vi sætter en civilisatorisk og dermed evolutionær præmie på mindre aggressivitet, fordi vi bruger vores højt specialiserede hjerner til at støtte hinanden i stedet for at konkurrere om føde og andre ressourcer. Der er selvfølgelig lejlighedsvise sammenbrud i den fortælling, og der er naturkatastrofer og mange kortvarige konflikter. Men de er midlertidige. I det store billede er vi i gang med en lang og lalleglad march mod sødladenhed og barnagtig latter, hvor vi iført joggingtøj som voksne teenagere med små kæber og store skaldede kranier løser konflikter ved at kysse og kramme hinanden.

Ansigtet er en åben bog om evolutionen

2012-01-22T08:30:00.000+01:00

Det er ikke tilfældigt, når primater har mange farver og mange hår i ansigtet. Hver eneste lille forskel har en dybere mening - og når der ikke er nogen forskel, har det også en årsag.

Syd- og mellemamerikanske aber har utvivlsomt de mest bizarre farver og ansigtsudtryk af alle levende primater, og biologer har længe undret sig over, hvorfor det mon er sådan. Hvordan kan det for eksempel være, at den hvidpandede edderkopabe (Ateles belzebuth) fra det nordøstlige Amazonas har så mange farver og en blanding af pels og bar hud i ansigtet, mens den dæmonisk udseende røde uakari (Cacajao calvus), som lever langs floderne i det vestlige Brasiliens regnskove, har et meget bart og ensfarvet ansigt?

Ifølge et paper, som er udkommet i fagtidskriftet Proceedings of the Royal Society B, skyldes den store variation i de syd- og mellemamerikanske abers, de såkaldte vestabers, ansigter ikke kun deres mange forskellige miljøer og fødekilder, men i høj grad også deres forskelligartede sociale omgangs- og kommunikationsformer. Om de lever i store flokke, har et finmasket hierarki eller har ganske få interaktioner med hinanden, så står det skrevet i ansigtet på dem.

Læs mere på ing.dk.

Gærceller giver forskerne svaret på evolutionen

2012-01-21T22:09:00.000+01:00

Jeg har skrevet en lille artikel om hvordan almindelige gærceller kan opføre sig som multicellulære organismer. Ganske imponerende forskning. Tjek det ud her - med video!
http://ing.dk/artikel/125961-gaerceller-giver-forskerne-svaret-paa-evolutionen

Mars og Venus: hvor stor er afstanden mellem kønnene?

2012-01-16T14:10:00.000+01:00

Jeg har skrevet en artikel om, hvordan man bedst måler de psykologiske afstande mellem kønnene, som viser, at de gamle målemetoder havde tendens til at sløre kønsforskellene, som i virkeligheden er ret store (hvis man altså bruger den rette metrik).

Reaktionerne på ingeniøren debatsider har været meget specielle. En hær af sure mørkemænd har kaldt forskningen for "voodoo", "gamilatias", "voldtægt", "new age", "ynkeligt", "bovlamt", osv. dog uden at kvalificere kritikken på nogen måde. Jeg ved ikke rigtig hvad der står bag disse dumme og arrogante udfald, om det bare er trolls, der laver ballade, eller om det er et udtryk for en ægte harme. Jeg ved kun at de alle sammen er mænd, en observation som jeg allerede gjorde mig for ti år siden, da der skete det samme, efter at jeg havde offentliggjort en artikel om den biologiske forskning i kønsforskelle til Information ("Hårdt at være handyr").

I et kapitel til bogen "Hvordan Mand", forsøgte jeg at forstå paradokset. Jeg skrev:

"Da jeg for eksempel på et tidspunkt skrev en artikel om emnet på videnskabssiderne i et dagblad (dvs. om nye resultater inden for den sociobiologiske forskning, hvor artiklen fik titlen Hårdt at være handyr) fik jeg flere forargede læserbreve. Jeg blev straks sat i bås med de forskere jeg skrev om, som om jeg var deres bestilte lakaj. Det for mig overraskende i den sammenhæng var egentlig ikke de kedsommelige beskyldninger om, at jeg var reduktionist, socialdarwinist og alt muligt andet, men at læserbrevene var skrevet udelukkende af mænd.
Og her kommer jeg så til et virkelig mærkeligt problem, synes jeg: Hvorfor er så mange af de fremtrædende forskere inden for dette forskningsfelt, åltså den evolutionære psykologi og miljøantropologien, kvinder, og hvorfor er dette felt et af de mindst mandsdominerede områder overhovedet, mens de fleste kritikere er mænd? Og på det mere personlige plan: Hvorfor kom alle ros for mine spage journalistiske forsøg med emnet fra kvinder (og en enkel bøsse), mens der ikke kom en eneste fra det maskuline heteroseksuelle lag?
Mine personlige forsøg på at forstå dette paradoks peger i retning af, at de kvinder, som forsker i de biologiske aspekter af den menneskelige adfærd er de ægte emanciperede kvinder. Det er kvinder, som ser bort fra domme og fordomme, og som vil forske i områder, der virkelig interesserer dem. Mændenes forbehold er, tror jeg, en generel usikkerhed over for emnet, fordi det så nemt kan misforstås som et forsøg på at beholde overmagten."

Jeg ved ikke om analysen stadig holder, men noget mærkeligt er da på færde, når almindelige rationelt tænkende mænd flipper sådan ud.

Her de første par afsnit af den nye artikel. Klik videre forneden for at læse resten (og debatten!) på Ingeniørens hjemmeside.

Forskere kaster benzin på kønsdebatten: Der er længere fra Mars til Venus, end vi troede

En ny statistisk analyse af gamle data afslører, at det, som akademikere troede var små psykologiske variationer mellem mænd og kvinder, i virkeligheden er en kæmpe kløft af forskelle. En ny kønsdebat kan hermed skydes i gang.

I et nyt paper i fagbladet PLoS One udfordrer en forskergruppe den i feministiske kredse fashionable antagelse, at de psykologiske forskelle mellem mænd og kvinder er minimale, og at vi derfor som udgangspunkt må gå ud fra, at vi er mere ens, end vi er forskellige.

Et videnskabeligt belæg for denne antagelse blev først udviklet i 2005, hvor den amerikanske professor i psykologi og kvindestudier Janet Hyde undersøgte 46 metastudier og konkluderede, at mænd og kvinder er ens i de fleste, men ikke alle, psykologiske variable. Hun kaldte det 'the gender similarity hypothesis' og er ifølge Google Scholar siden blevet citeret over 800 gange.

Nu har psykologen Marco Del Giudice fra universitetet i Torino sammen med psykometrikerne Tom Booth og Paul Irwing fra Manchester Business School i England kigget lidt nærmere på Hydes metode og fundet den mangelfuld. I stedet for at bruge Hydes standardiserede målemetode, der har tendens til at udviske forskelle, har de brugt en mere sofistikeret statistisk metode, der kigger på flere karaktertræk i de samme data, der blev samlet allerede i 1993, og byggede på 5.137 kvinder og 5.124 mænd.

Forskerne kunne pludselig vise, at forskellene mellem kønnene faktisk er enorme i forhold til de normale psykologiske standarder. Kun cirka 18 procent af mænd og kvinder overlapper i deres psykologiske profil, mens resten, dvs. 82 procent af alle mænd og kvinder, har meget forskellige psykologiske sammensætninger som ikke matcher det andet køn. De største forskelle kunne forskerne finde i variablene sensitivitet, varme, og ængstelse (højest blandt kvinder) samt emotionel stabilitet, dominans, regelbundenhed og vagtsomhed (højest blandt mænd).

læs videre her...

Kan uvidenhed fremme demokratiet?

2012-01-07T09:50:00.000+01:00

En informeret offentlighed er afgørende for et velfungerende demokrati, siges det. Men nu mener en gruppe forskere, at også ignorance har sin plads: Uvidenhed er det, der sikrer flertallet mod, at ekstreme synspunkter overtager styringen.

Læs hele artiklen med kommentarer på ing.dk

Som det er tilfældet med så mange af menneskets aktiviteter, kan dets handlinger bedst beskrives videnskabeligt ved hjælp af meget simple mekanismer, der ikke har noget at gøre med den frie vilje, klogskab eller andre højt besungne dyder. Psykologer har længe vist os, at ubevidste drifter er afgørende for individets valg og fravalg, og adfærdsbiologer har vist os, at vores interesser stort set kun styres af, hvad andre synes er interessant. Det er derfor næppe opsigtsvækkende at høre en gruppe fysikere sige, at også tv-seeres politiske valg bedst beskrives ved en flok kvæg, ved en fiskestime eller ved en fugleflok. Deres meninger bevæges som funktion af to kendetegn: efterabning og en smule støj.

Mere interessant er det, at forskerne nu også udfordrer en gængs antagelse om demokratiets funktion, nærmere betegnet antagelsen om, at flertallet er modtageligt over for manipulationer, og at demokratiet derfor har brug for velinformerede borgere for at kunne virke ordentligt. Det omvendte er tilfældet, siger Iain Couzin fra Princeton University og hans kolleger i deres artikel i fagbladet Science den 15. december: Et vitalt element i den demokratiske beslutningsproces er, at der kun er få, der ved, hvad der tales om.

Ja, det er rigtigt, og man behøver heller ikke at forstå det, for at det virker. Godt nok har forskerne kun undersøgt små fisk af arten Notemigonus crysoleucas (også kaldet den gyldne shiner), men forskellen er måske kun en teknikalitet. Ligesom stemmekvæget i et moderne demokrati er fisk med lav interesse i et specifikt udfald afgørende for, at hele fiskestimen kan opnå en flertalskonsensus om at svømme i samme retning. Dermed udgør de en vigtig modvægt mod magtfulde minoriteter, der ellers ville dominere hele populationen.

Fisk med holdninger
Den gyldne shiner har en forkærlighed for farven gul. Den signalerer mad, og når fiskene ser noget gult i vandet, har de derfor tendens til at svømme i den retning. Ikke altid, men ofte. Forskerne konditionerede derfor først en gruppe af gyldne shinere til altid at finde mad i retning af noget blåt i stedet, indtil fiskene havde lært, at den blå farve var god til at blive mæt af. Derefter konditionerede de en anden gruppe af fisk til altid at finde mad i det gule hjørne. Det understøttede deres naturlige drifter og gjorde dem mere målrettede end den blå gruppe. På den måde fik forskerne skabt tre grupper af fisk med forskellige grader af ‘holdninger’: Den første gruppe var overbevist om, at den blå farve var lig med mad, den anden gruppe var stensikker på, at den gule farve var lig med mad, og den sidste, naturlige og ‘ikke-konditionerede’ gruppe havde ikke nogen voldsom overbevisning om noget som helst, andet end at den gule farve nok var mere tillokkende.

læs mere her...

Shit will happen

2012-01-06T09:37:00.000+01:00

Det var en lærerig ironi, at videnskaben om ikke-ligevægt, kaos og komplekse systemer for alvor tog fart samtidig med, at idéhistorikeren Francis Fukuyama skrev bogen ’Historiens afslutning og det sidste menneske’, hvori han påstod, at verdens nationer efter Murens fald ville udvikle sig til deres logiske og stabile endepunkt – det liberale demokrati – og at vores civilisation langsomt ville gå en mere stille fase i møde. Hvad Fukuyama opfattede som et henfald til en stabil ligevægtstilstand var i virkeligheden en dynamisk opbygning hen imod en kritisk tilstand, der ligesom laviner, masseuddøen, børskrak og jordskælv vil indhente os og ændre alt, hvad vi troede var stabilt, fordi sådan er naturen bare.

En af de vigtigste lektioner fra det år, der nu er gået, må være netop dette: At kompleksiteten i vores civilisation for alvor er blevet sat på dagsordenen. Ifølge Philip Ball, som skriver for fagbladet Nature, er vi tæt på en række mætnings- og bifurkationspunkter, økonomisk, klimatisk, politisk og socialt, og vi må forvente kritiske sammenbrud på flere niveauer. Vi begyndte at se det med de såkaldte ’Twitter-revolutioner’ i Tunesien og Egypten, hvor urolighederne og demonstrationerne hurtigt spredte sig ved hjælp af de sociale medier. Om det var en gadesælger i Tunis eller en afhopper i Kairo, der startede det, er i princippet underordnet. Det var de systemiske forudsætninger såsom en større adgang til information, stigende fødevarepriser, finansiel deregulering (se ing.dk/k#ab4s), politisk dødvande og en mere effektiv spredning af nye ideer, der gav dråben sin berømte evne til at få bægeret til at flyde over.

Selvorganiseret kritikalitet – SOC – kaldte fysikeren Per Bak det. SOC-systemer ligger langt væk fra en fysisk ligevægt ved at være i konstant friktion med omgivelserne, indtil de opbygger en kritisk tilstand, hvorefter skalainvariante sammenbrud opstår på komplet uforudsigelige måder. Life SOC’s until shit happens er den nye filosofi, og det er en helt anden indsigt end den klassiske tro på civilisationernes gradvise fremskridt. ‘Den vestlige model for økonomisk liberalisme, demokrati og sekularisme, som mange antog som uundgåelig, kan miste sin glans’, skrev USA’s National Intelligence Council i et notat efter finanskrisen i 2008, og efter at man nu har indført demokratiske undtagelsestilstande i Grækenland og Italien og til stadighed læser om, hvordan den statsregulerede aggressive kapitalisme i Kina klarer sig fint, er mange begyndt at tvivle på de evigtgyldige vestlige værdier (se også ing.dk/k#ab4u).

læs videre her...

Også klimaet er et komplekst system, der lige nu perturberes i retning af højere temperaturer og ukendte konsekvenser. Vi ved ikke præcist, hvilke bifurkationer og pludselige sammenbrud der er i vente, ej heller hvor. Vi ved kun, at de vil komme. Sandsynligvis er klimaet mere robust end vores sociale og økonomiske væv, fordi Jordens økosystem trods alt har været igennem mange lignende omvæltninger tidligere, men til gengæld er troposfæren vores eneste bolig, og hvis den pludselig beslutter sig for at skifte fase, bare en lille smule, er vi for alvor i knibe.

‘Komplekse systemer kan ikke styres som en bus’, siger Dirk Helbig fra det teknologiske institut ETH i Zürich. Han har skrevet en bog om, hvordan komplekse systemer kan administreres. Ikke top-down, hvor man forsøger at pålægge systemet en bestemt struktur, men bottom-up, ved hjælp af vejledende regler, der giver komponenterne tid til at udvikle deres egen stabile konfiguration. I stedet for at planlægge fremtiden må vi fokusere på robusthed, et fleksibelt design og en større afkobling mellem subsystemerne, således at de kan modstå mange typer af chok og undgår kaskader af sammenbrud. Klassiske ingeniøropgaver med andre ord.

Den molekylære gastronomi har mistet sin yndlingsteori

2011-12-16T11:16:00.000+01:00

En analyse af over 56.000 madopskrifter fra forskellige kulturer viser, at mens det nordamerikanske køkken typisk kombinerer fødevarer, der smager ens, foretrækker det asiatiske køkken ingredienser, der smager forskelligt.

Læs hele artiklen med kommentarer og infografik på ing.dk

Friske råvarer og gode madlavningsteknikker er vigtige for et godt måltid mad. Men det, der i sidste ende adskiller fin kogekunst fra den almindelige madlavning, er kokkens evne til at kombinere ingredienser på en sublim og ofte overraskende måde.

Den kreative proces af kulinariske kompositioner har derfor altid været central for de mest ambitiøse køkkenchefer. Men på trods af årtusinders erfaringer findes der ikke nogen definitiv 'videnskabelig' teori for, hvorfor visse kombinationer af fødevarer virker bedre end andre.

Dette må føles utilfredsstillende for en branche, der i stigende grad ser sig selv som en (føde)videnskab, bruger begreber som 'molekylær gastronomi', og repræsenteres af seriøse køkkenchefer i hvidt arbejdstøj.

Den eneste velkendte teori på området kaldes 'the foodpairing hypothesis', og den går ud på at antage, at ingredienser med mange smagsstoffer tilfælles, passer bedre til hinanden end ingredienser, som har ingen eller få smagsstoffer tilfælles. Bacon og ost passer derfor godt til hinanden, mens svampe og nødder ikke passer sammen - i hvert fald ifølge denne teori.

læs mere her..

Tragedien om den overdrevne selvtillid

2011-11-27T21:26:00.001+01:00

På trods af gentagne krige, krak og katastrofer er overdreven selvtillid et fast kendetegn ved den menneskelige psyke. En matematisk model viser hvorfor: Vi får en fordel i konkurrencen med hinanden og er fløjtende ligeglade med resten.

Læs hele artiklen med kommentarer på ing.dk.

Det nye oligarki

2011-11-19T11:00:00.000+01:00

Et lille antal af 147 multinationale banker og virksomheder kontrollerer verdensøkonomien, viser en ny netværksanalyse. Nu er tiden måske kommet til at omsætte den økonomiske kontrol til politisk magt.

(Dette er en uredigeret version af artiklen "Det nye oligarki sidder på verdensøkonomien" i Ingeniøren den 18. november 2011. Læs den med flot grafik og læserkommentarer på ing.dk.)

Noget er i gærde i europæisk politik. Da George Papandreou måtte gå af som premierminister den 3. november, efter at have dristet sig til at foreslå en folkeafstemning om EU’s redningsplan, blev en tidligere bankmand, som ikke er medlem af parlamentet, indsat som nyt statsleder i Grækenland. Det besynderlige ved processen var, at manden, der hedder Lucas Papademos, blev udvalgt, fordi man forventede, at finansmarkederne ville reagere positivt på ideen. Da man et par dage inden foreslog almindelige politikere, opstod der angst for at finansmarkederne ikke ville acceptere den slags. Det må kaldes bemærkelsesværdigt at aktiemarkedet kunne gøre på fire dage, hvad hundredetusinder af demonstranter ikke har formået at gøre i flere år.

Turen gik hurtigt videre til Italien, og politikerne var igen voldsomt i defensiven, efter at usynlige kræfter på markedet havde rottet sig sammen og angrebet de 10-årige italienske statsobligationer. Ligesom i Grækenland holdt parlamentet sine hastemøder fredag nat (og i løbet af weekenden) af angst for børsernes åbningstider. Men helt ærligt: hvad er det for et demokrati, der kun tør holde sine møder i nattens mulm og mørke?

Nogle mennesker vil måske trække på skulderen af den slags. Men det kan meget vel være, at der er en mening med galskaben. Ikke i form af en hemmelig sammensværgelse, der planlægger at overtage verdensherredømmet, men som en naturlig konsekvens af, at den økonomiske magt i de sidste 10-20 år har samlet sig omkring færre og færre hænder. Og når man har fået tilpas meget økonomisk magt, vil det som regel også føre til større politisk magt. De første videnskabelige tegn på, at dette faktisk er tilfældet, er nu blevet givet af en gruppe fysikere med speciale i komplekse systemer på det teknologiske institut i Zürich, Schweiz.

Du er ejet og kontrolleret
’The Network of Global Corporate Control’ hedder det nye paper, som blev offentliggjort den 26. oktober 2011 i fagbladet PLoS One, forfattet af Stefania Vitali, James B. Glattfelder og Stefano Battiston. Det er en analyse af ejerskabet i 43.060 multinationale virksomheder.

For at udrede ejerskabsforholdene, definerede forskerne naturligt nok ejerskab i form af aktionærer. Hvis et firma A ejer 50 procent i virksomheden B’s aktier, og B til gengæld ejer 50 procent af virksomheden C’s aktier, så kontrollerer virksomheden A indirekte 25 procent af virksomheden C. Den type koblinger kan analyseres i uendelige dybder på tværs af landegrænser, og ikke helt overraskende tegner der sig et meget centraliseret billede af, hvem der ejer hvad og hvor meget.

Ville man forestille sig netværket som en bunke spaghetti i en skål, viser det sig at den største sammenhængende klump består af 1.318 virksomheder. Den kan betragtes som netværkets kerne, i fagsproget kaldt en ’strongly connected component’, SCC, fordi de andre virksomheder i netværket enten danner parvise enheder eller kun har meget få forbindelser ind eller ud af kernen (strukturen kaldes en butterfly, se grafik).

Ifølge Mark Newman fra Santa Fe Instituttet i New Mexico, USA, er den type netværk meget almindelige. De findes i internettet, på wikipedia og i sociale netværk. Men mens størrelsen af kernen i disse naturlige netværk er af en størrelsesordenen på 30-80 procent af det hele, er kernen i dette økonomiske netværk ekstrem lille.

Det interessante ved er dog ikke kun, at den centrale kerne repræsenterer tre procent af hele netværket, eller at den står for 20 procent af de globale handelsindtægter. Det mest interessante er, at de centrale aktører i denne kerne faktisk har aktie-majoriteten i de virksomheder, der står for den reelle produktion af varer – altså den ’reale økonomi’ af blue chip- og produktionsvirksomheder, som i alt står for 60 procent af handelsindtægterne på verdensmarkedet.

Kernen har med andre ord en høj grad af kontrol over resten af den globale handel; meget højere end hvad man ville kunne læse ud af indtægtsfordelinger eller andre økonomiske nøgletal. Det er ganske overraskende. Man burde have forventet at ejerskabet af disse centrale virksomheder er distribueret bredt blandt aktieejere rundt omkring på kloden. Men det er absolut ikke tilfældet. Majoriteten forbliver i hænderne på den samme gruppe.

En anden overraskende opdagelse er, at virksomhederne i kernen har et højt antal af forbindelser til hinanden. Faktisk så højt at ¾ af ejerskabet forbliver i hænderne på de samme aktører. I gennemsnit har de 20 forbindelser til hinanden, men meget færre til andre. Denne type struktur havde hidtil kun været observeret i meget små økonomier som mafiastrukturer og den slags, og forklaringen menes ifølge den amerikanske økonom Oliver Williamson at være en anti-overtagelses-strategi, reduktion af transaktionsomkostninger, risiko-deling og stigende tillid blandt medlemmerne. Den eneste velkendte negative effekt af den slags er, at det ødelægger konkurrencen.

En ’super-entity’
Når man ejer 51 procent af aktierne i et firma, har man i princippet 100 procent kontrol over det. Med den regel i hånden har de schweiziske forskere prøvet at finde ud af, om uligheden i indkomstfordelingen er sammenlignelig med fordelingen af kontrollen. Det viser sig, at 80 procent af værdierne i de 43.060 virksomheder er i hænderne på kun 737 aktører. Det er en enorm koncentration af magt, som betyder til at disse 737 virksomheder har ti gange mere kontrol over verdenshandlen end hvad man kunne forvente ud fra deres rigdom.

Da forskerne prøvede at dykke dybere ned i kontrolnetværket, fandt de en endnu større magtkoncentration: 147 virksomheder viste sig at være mere sammenfiltrede end resten, og de kontrollerer 40 procent af den totale rigdom i netværket. De fleste virksomheder i denne ’super-entity’ er finansinstitutioner som Barclays, JP Morgan, Goldman Sachs og andre velkendte storbanker, som, ret betragtet, slet ikke bidrager til værdiskabelsen i samfundet, men kun fungerer som intermediære serviceinsitutioner. Regeringer og privatpersoner står meget længere nede på listen (se top 50 i tabellen).

”Vi har målt rigdommen i form af de globale indtægter på tværs af transnationale virksomheder, og det viser sig, at 147 virksomheder ejer 40 procent af disse indtægter,” sagde Stefano Battiston i et radiointerview i sidste uge. ”Indtægterne er en god tilnærmelse til den globale velstand, men lidt noget andet end verdensøkonomien som sådan.”

Da undersøgelsen er den første af sin art, kan forskerne ikke sige noget om, hvordan strukturen er blevet skabt. Noget tyder på at det er et relativt nyt fænomen, udviklet i løbet af de sidste 10-20 år som følge af globalisering og liberaliseringer på finansmarkedet. Ifølge en artikel af Simon Johnson i Monthly Review havde de seks største banker i USA (JPMorgan Chase & Co., Bank of America, Citigroup, Wells Fargo, Goldman Sachs og Morgan Stanley) værdier svarende til 17 procent af GDP i USA i 1995. I midten af 2010 var værdierne steget til 64 procent.

Grund til bekymring
Det åbenlyse spørgsmål alle kommentatorer og journalister nu stiller sig er, om vi er midt i - eller på vej mod et rigmandsvælde, et plutokrati eller oligarki, der kan spise nationalstater til dessert, hvis de har lyst. Stefano Battiston kan eller vil ikke svare på det, men mener at sagen er slem nok som den er:

”Det er uklart, i hvor høj grad disse centrale aktører bruger deres økonomiske magt til politiske formål, men selv hvis det ikke var tilfældet, burde alene det faktum, at disse mennesker potentielt set har en så stor magt, være grund til bekymring, og til at se på hensigtsmæssigheden af en sådan struktur. Det er meget sandsynligt at i hvert fald nogle af disse personer vil bruge deres magt, og man burde måske erstatte den fare med noget bedre.”

Det ville være en overdrivelse at tale om en sammensværgelse, mener Battiston. Man burde i stedet diskutere, hvorvidt en sådan centraliseret handelsstruktur undergraver de frie markedskræfter, og hvorvidt den øger eller mindsker stabiliteten af det finansielle system. ”Et aspekt er dog tydeligt,” siger Battiston. ”Det viser sig at der blandt de 50 største aktører næsten kun er banker. Deres viden om, at de er så store, kan skævvride markedssystemerne, fordi de ved, at hvis de koordinerer deres aktioner, og noget går galt, så er de samlet set alt for store til at kunne gå bankerot. De er ’too big to fail’, og det skaber en usund situation, fordi ejerne kan tage store risici uden at frygte nogensinde at skulle bøde, hvis det går galt.”

Og her kommer vi så tilbage til krisen i Grækenland og Italien. Såkaldte usynlige markedskræfter angriber statsobligationerne på det, der betragtes som ’svage regeringer’, som straks står skoleret, og tilmed stiller deres svaghed til skue ved at holde møder i weekenden. Regeringerne falder, og teknokrater som Mario Monti og bankmænd som Lucas Papademos overtager ledelsen af landet.

Det er ikke en sammensværgelse. Det er kun en naturlig konsekvens af netværket, for ingen er bedre til at rydde op efter bankkrisen end bankmænd. Deres mission er at levere giftsprøjten til det græske og det italienske folk, så netværket kan bestå. Os småfolk hernede på gulvet kan kun vente på at de begår en fejl en dag, og angriber lande som f.eks. Frankrig. De glemmer nemlig, at franskmændene stadig har guillotinen!

’Very unlikely’

2011-11-18T12:10:00.000+01:00

I løbet af denne uge sad regeringsrepræsentanter for FNs klimapanel (IPCC) til møde i det varme Kampala i Uganda for at file på de sidste formuleringer i en rapport om risikoen for ekstremt vejr som følge af den globale opvarmning. Rapporten bliver offentliggjort i dag, fredag, men en journalist på BBC fik af uransagelige årsager fat i et udkast allerede lørdag. Udkastet indeholder endnu ikke nogen politisk korrekte (om)formuleringer fra regeringsrepræsentanterne, og kan derfor med god tilnærmelse betragtes som videnskabens bedste bud på, hvad vi ved og kan forvente.

Det overraskende er, at teksten er meget forsigtig i sine prognoser. Den opremser mange flere ukendte faktorer end kendte, og skråsikkerheden synes i det hele taget at være mindre end i de forrige rapporter. Der er ”low confidence” for at tropiske cykloner er blevet mere hyppige. Der er ”begrænset-til-medium evidens” for, hvorvidt klimatiske faktorer har ændret frekvensen af flodbølger, og der er ”low confidence” for om frekvensen er steget eller faldet. Bemærk at IPCC har meget strikse retningslinjer for brugen af risiko-ord: ”virtually certain” betyder 99-100 % sandsynlighed for at det vil ske, ”very likely” 90-100 %, ”about as likely as not” 33-66 %, ”likely” 66-100 %, ”unlikely” 0-33 %, ”very unlikely” 0-20 % og ”exceptionally unlikely” 0-1 %.

På den anden side siger panelet, at det er ”very likely” at hyppigheden af kolde dage og nætter er faldet, og at hyppigheden af varme dage og nætter globalt set er steget. At årsagen til dette må findes i menneskets indflydelse dømmes til at være ”likely”. Desuden står det klart, at de menneskelige og økonomiske omkostninger ved det ekstreme vejr er steget. Udkastet giver også en ganske ædruelig beskrivelse af, hvor svært det er at adskille vejr og klima: ”Usikkerheden ved forudsigelser om klimatiske ekstremer over de kommende to til tre årtier er relativ stor, fordi signalerne for klimaforandringer antages at være relativt små i forhold til den naturlige variation.”

Reaktionerne i blogosfæren har været blandede, men Roger Pielke, Jr. fra University of Colorado mener at det er godt, at forskerne endelig tager de (usikre) videnskabelige data alvorlige efter at have været lidt for selvsikre i de tidligere rapporter. ”Intet af dette er en overraskelse for mig. Men det er bestemt tilfredsstillende at klimaforskningen [i ekstremt vejr] endelig er ved at få styr på emnet.” Pielke mener også at det er rigtig godt, at udkastet er blevet lækket til offentligheden inden rapporten er blevet formuleret færdig. Alle forsøg på at ændre formuleringerne i retning af en mere eller mindre sensationalistisk beskrivelse af fremtidens ekstreme vejr vil kunne ses med det samme.

Spørgsmålet bliver nu om de nye, videnskabeligt korrekte og politisk mere tandløse formuleringer vil bidrage positivt eller negativt til de kommende forhandlinger i Durban i slutningen af måneden. Koyoto-protokollen udløber i 2012, og det er håbet at regeringerne vil kunne blive enige om nye bindende mål for udledningen af drivhusgasser i en ny traktat. Hvis man lytter lidt til stemningen blandt politikere og kommentatorer rundt omkring i verden, må en videnskabelig korrekt vurdering af chancerne for at dette vil ske, desværre formuleres som 'very unlikely'.

På vej mod den personlige gencomputer

2011-11-11T11:27:00.000+01:00

Til næste år vil læger kunne aflæse deres patienters dna for under 5.000 kroner. I starten vil de ikke kunne bruge teksten til meget andet end horoskopagtige forudsigelser. Men der tegner sig interessante perspektiver.

(Dette er en uredigeret version af en artikel i Ingeniøren 11. november 2001. Læs den med kommentarer på ing.dk).

Om ganske få år vil en komplet aflæsning af vores dna være et lige så normalt led i et behandlingsforløb som et røntgenfotografi eller en MR-scanning. Ifølge Jonathan Rothberg, opfinderen af de nye hurtige gensekventeringsmaskiner af anden generation, vil man inden længe kunne tilbyde et komplet scan af alle de seks milliarder bogstaver i et menneskes dna for mindre end 1.000 dollars.

Hvad der umiddelbart lyder som et slaraffenland for læger på jagt efter en effektiv behandling af alverdens sygdomme, kan dog vise sig at være et ufremkommeligt landskab af kviksand og blindgyder. I modsætning til de fleste andre medicinske test tilbyder en genetisk sekvens nemlig ikke andet end et kæmpe dump af data, der er enormt svært at fortolke.

Mange vil opdage, at deres dna ikke fortæller meget om deres aktuelle sygdom, men til gengæld fortæller en masse om noget, de ikke ønsker at vide – for eksempel om deres risiko for Alzheimers, deres tendens til at blive skallede som 40-årige eller om deres hemmeligholdte slægtskab med en ukendt brasiliansk halvbror.

Til en vis grad viser problemet sig allerede i den igangværende nedtur inden for bioteksektoren: Mange firmaer må dreje nøglen om, fordi tingene ikke er så nemme endda, og fordi markedet udebliver. Langt de fleste sygdomme er livsstilssygdomme, dvs. stærkt afhængige af miljø, ernæring, opvækst og livsstil. Det kan ikke aflæses af generne. Desuden er det nødvendigt at lave tusinder af komparative studier af mennesker med én genetisk sammensætning og sammenligne dem med mennesker med en anden genetisk sammensætning for at finde en sammenhæng.

Det er den berømte nål i en høstak – som består af seks milliarder nukleotider. Disse såkaldte associationsstudier vil selvfølgelig kunne gøres hurtigere, jo flere mennesker, der har fået sekventeret deres dna, men det viser sig stadig, at korrelationen mellem en sygdom og et bestemt basepar sjældent er entydig. Langt de fleste mutationer i dna’et øger eller mindsker risikoen for en sygdom med kun ganske få procent, og jo flere undersøgelser, der bliver lavet, jo mere mudret synes billedet ofte at blive (se tabel).

Spørgsmålet er derfor, om ikke de største forandringer vil ske på en lidt anden måde, end genetikerne havde forestillet sig. Først når maskinerne er billige og demokratiserede nok, og især når de ikke kun læser, men også skriver dna, vil den sande revolution indfinde sig.

»Min opfindelse af de nye, hurtige næstegenerationsmaskiner er det, der har gjort den syntetiske biologi mulig,« siger Jonathan Rothberg til Ingeniøren:

»Det har givet folk mulighed for at skrive og redigere i dna.«

Oraklet har talt

Personligt tog jeg som en af de første i Danmark en gentest hos det islandske firma decodeMe og skrev om det i Ingeniøren for over tre år siden (se http://ing.dk/artikel/88587-genetisk-hype - samt http://blog.robinengelhardt.info/2010/05/me-my-genes-and-us-personal-experiences.html og artiklen i Information http://www.information.dk/164062). Testen aflæste en million af mine tre milliarder basepar, og viste mig, hvad der gør mig genetisk unik, hvor jeg har arvet hvad fra mine forældre, og hvordan mit dna adskiller sig fra andre menneskers dna. Siden er der løbende kommet opdateringer af mine risici for forskellige sygdomme (se tabel).

Maj, 2008 Marts, 2009 Maj, 2010 Okt, 2011

Aldersrelateret makuladegeneration 1.35 1.57 1.57 1.57

Basal celle carcinoma 1.73 1.54 1.54

Blærekræft 1.12 1.23 1.89

Crohns Sygdom 0.92 0.88 1.41 1.42

Multipel sclerose 0.52 0.52 0.39 0.61

Prostatakræft 0.85 0.74 0.71 0.87

Type 1 diabetes 0.82 0.82 1.73 1.50

Det viser sig at jeg i mange tilfælde lige så godt kunne have spurgt oraklet i Delfi, fordi mine relative risici ændrer sig på en ret tilfældig måde, alt efter om der er kommet nye resultater fra kliniske associationsstudier eller ej.

Jeg har måttet lære, at ufuldstændige data kan føre til helt forkerte konklusioner om min helbredstilstand. Jeg har også lært at association er noget helt andet end kausation: Bare fordi der findes en statistisk sammenhæng mellem et gen og en sygdom i befolkningen, betyder det langt fra at dette også gælder for mig. Faktisk kan jeg indtil videre ikke bruge informationerne til ret meget andet end at forsøge at imponere læseren af disse linjer med at have turdet at blive genscannet.

	Maj, 2008	Marts, 2009	Maj, 2010	Okt, 2011
Aldersrelateret makuladegeneration	1.35	1.57	1.57	1.57
Basal celle carcinoma		1.73	1.54	1.54
Blærekræft		1.12	1.23	1.89
Crohns Sygdom	0.92	0.88	1.41	1.42
Multipel sclerose	0.52	0.52	0.39	0.61
Prostatakræft	0.85	0.74	0.71	0.87
Type 1 diabetes	0.82	0.82	1.73	1.50

Lidt historie
Lad os lave en analogi til den personlige computer. Da den blev introduceret på markedet i 1970’erne, blev den opfattet som lidt af en niche, fordi normale mennesker jo ikke har brug for at beregne noget af betydning.

Når man en dag vil skrive genetikkens pendant til pc’ens historie, vil man naturligvis skulle starte med James Watson og Francis Crick, de to molekylærbiologer, der i 1953 opdagede, at arvemassen var en slags lynlås, hvis form i sig selv gav en opskrift på, hvordan genetiske informationer lagres og kopieres.

Men hvis Watson og Crick var biologiens svar på computerpionerer som Charles Babbage og Alan Turing, må genomikkens svar på opfindelsen af transistoren være briten Frederick Sanger, den eneste nulevende person som har modtaget nobelprisen to gange.

Sanger udviklede en teknik til at aflæse den genetiske kode ved at sætte radioaktive markører ind i et virus, lægge det på en gelplade og skrue op for den elektriske spænding hen over pladen. I 1976 kunne han afkode alle 5.375 bogstaver fra et virus kaldet phi-X174, hvilket han fik nobelprisen for i 1980. Processen kaldes elektroforese, og i midten af 80’erne blev den automatiseret af folk som Lloyd M. Smith og Leroy Hood ved hjælp af selvlysende (fluorescerende) labels på nukleotiderne. Teknikken blev brugt i det store Human Genome Project, som brugte 3 mia. dollars og over 10 år på at afkode en såkaldt konsensussekvens af den menneskelige arvemasse. En anden metode, som blev brugt af den amerikanske genforsker og forretningsmand Craig Venter, kostede 900 mio. dollars og tog 2-3 år.

Genomikkens svar på Steve Jobs må være Jonathan Rothberg. I 1999 fik han følgende idé: I stedet for automatisering af eletroforesen i Henry Ford-agtige kæmpefabrikker burde gensekventeringen gøres mindre, ja mikroskopisk. Når integrerede strømkredse kan krympe fra brødristerstørrelse til nanometerstørrelse på 60 år, så kan gensekventeringsmaskiner vel også. Rothberg udviklede konceptet bag den såkaldte high throughput sequencing, og kunne via firmaet 454 Life Sciences i 2007 offentliggøre det første komplette genom for et enkelt menneske (naturligvis blev det James Watson).

Ifølge New England Journal of Medicine indvarslede Rothbergs teknologi helt nye muligheder for den molekylære diagnostik. For eksempel kunne forskerne kort tid efter sekventere genomet for tre patienter, der var døde efter at have fået doneret et organ fra en donor. De fandt ud af, at donoren havde en dødbringende virus. Også resistensen over for bestemte medikamenter kunne pludselig aflæses via patienters genom.

Moores lov overhalet
Hastigheden, hvormed genetikere har kunnet kortlægge vores dna, er steget mere end eksponentielt i de sidste år. Faktisk viser det sig, at Moores lov, der siger at computernes beregningseffektivitet fordobles ca. hvert andet år, er håbløst langsom i forhold til genetikernes maskiner (se graf). Det skal dog tages med forbehold, fordi meget af den nyere genteknologi baserer sig på teknologier fra computerindustrien, og derfor kan man sige, at gensekventeringen er en slags snylter på Moores lov.

Hurtigere end Moores lov:
Grafen viser udviklingen i prisen for sekventeringen af dna'ets bogstaver, kaldt baser, eller nukleotider (blå kurve), sammenlignet med prisen for sekventering af større dna-sætninger, kaldt oligonukleotider (rød). Den gule kurve viser prisen for at skrive - dvs. syntetisere nyt dna. Ifølge Rob Carlson vil den sande genetiske revolution først komme, når denne gule linje er faldet ned til et niveau svarende til den blå, for så vil den syntetiske biologi være lige så billig og demokratiseret som den diagnostiske biologi.

De nyeste andengenerations gensekventeringsmaskiner baserer sig således på halvledere og bruger de samme teknikker som f.eks. digitale kameraer. Når et kamera eller en mobiltelefon tager et billede, opfanger de fotoner og laver dem om til en repræsentation af, hvad der kommer ind gennem glasset. I 2007 grundlagde Rothberg firmaet Ion Torrent for at afprøve samme princip for kemien. Firmaet byggede en halvleder, som i stedet for fotoner kunne se ioner, i dette tilfælde de positivt ladede hydrogenioner, der dannes, når nukleotider binder sig til hinanden i lynlåsen af dna’et. Det viste sig til deres store held, at man i 1970 allerede havde opfundet en transistor, som kunne måle den slags, og som nu om dage bliver brugt til at måle pH-værdier i kemiske opløsninger.

Den første chip, som kunne ‘se’ kemi, blev født på en fabrik i 2010, og siden 2011 har Ion Torrent haft den absolutte førerposition med deres andengenerations gensekventeringsmaskine, som koster 49.000 dollars og dermed er tæt på at kunne stå på enhver læges kontor. I juni 2011 kunne Ingeniøren berette (ing.dk/k#9y4h), hvordan Ion Torrent havde sekventeret den farlige E. coli O104:H4-bakterie fra Tyskland på under to timer, hvilket førte til, at forskere over hele kloden kunne deltage i opklaringsarbejdet om dens resistens og oprindelse, og de kunne desuden hurtigt udvikle et diagnostisk værktøj til at screene fødevarer for netop denne E. coli-bakterie.

Hændelsen var en ‘game-changer’. Hvad det humane genomprojekt havde gjort på 10 år, kunne nu gøres på få dage – og meget snart på få timer og endda minutter. Jonathan Rothberg præsenterer i en artikel i tidsskriftet Nature fra juli 2011 en gensekventering af Gordon Moore (manden bag den tidligere nævnte Moores lov). Her skriver han bl.a., at de nye halvlederchips med 1,2 mio. sensorer bestående af miniaturebrønde (se infografik på ing.dk/k#9y4m) hurtigt vil blive bedre og snart vil have op til én milliard sensorer hver.

Personlig behandling
Men hvordan vil en billig og personlig gencomputer hos enhver læge ændre vores verden? Ifølge Rothberg kan man allerede nu ane fremtiden ved at se på den måde, hvorpå aids-patienter bliver behandlet. Kombinationen af de mange antiretrovirale stoffer bliver nu om dage udvalgt specifikt for den enkelte patient på baggrund af patientens genetiske sammensætning og genernes respons på medicinen. Sådan vil det også være for f.eks. kræft, autoimmunitetssygdomme, hjerte-kar-sygdomme osv. Man vil variere doseringen af et bestemt medikament efter, hvilken genetisk sammensætning patienten har. Og mere specifikt vil der kunne udvikles skræddersyet medicin, der er optimeret i forhold til patientens genotype på baggrund af den viden, man løbende indsamler fra associationsstudier med andre kræftsyge patienter rundt om i verden.

Indtil videre er de eksisterende gentest, som man kan bestille over nettet, dog ikke meget mere end højteknologiske horoskoper. Så længe vi ikke ved mere om, hvordan vores dna udtrykker sig helt konkret i den levende krop, vil antallet af rigtige konklusioner, vi drager individuelt på baggrund af testresultaterne, sandsynligvis være lige så stort som antallet af forkerte konklusioner (‘lav risiko for lungekræft? Fedt – så kan jeg ryge noget mere!’).

Også socialt vil antallet af tvivlsomme anvendelser matche antallet af de gode anvendelser i et godt stykke tid. I sidste uge blev det f.eks. kendt, at en unavngiven engelsk fodboldklub havde besluttet at tvangsteste alle spillere for at se, hvem der har tendens til skader, og hvem der har den største udholdenhed. Det kan måske give god mening i en professionel liga, men hvad med lilleputten, der virkelig håber på at blive den nye Ronaldo, men bliver taget af holdet, fordi baseparet i hans SNP RS1815739 ikke er CC (der forudsiger gode sprinterevner), men det kedelige CT?

På den anden side vidste man i starten heller ikke, hvad pc’en kunne bruges til. Et par nørder lavede spil og begyndte at lære at programmere. De blev hurtigt rige og berømte på at lave god software. Det samme er ved at ske med de nye gensekventeringsmaskiner, især når man efterhånden lærer at skrive nye tekster. Det ville vitterligt være starten på en helt ny æra – den syntetiske biologis æra.

»Vores andengenerationsmaskiner tillader allerede at redigere i dna, og nogle grupper har endda brugt mine første maskiner til at udvælge den perfekte dna til deres syntetiske organismer,« siger Rothberg.

»Så du har ret. I løbet af ti år vil folk både skrive og læse på Ion-chips.«

Kan kvasikrystaller løse Riemanns hypotese?

2011-11-04T09:30:00.000+01:00

Mosaikker fra islamisk arkitektur, femfoldig symmetri i syntetiske metallegeringer og en over 150 år gammel hypotese om fordelingen af primtal ... Måske er der en sammenhæng, og kloge hoveder fra hele verden vil i en online workshop nu forsøge at afdække den.

(Læs hele artiklen med kommentarer på ing.dk)

Kvasikrystaller er forunderlige størrelser. Krystalagtige materialer, som nok har orden og symmetri, men som alligevel bryder med de regler, der gælder for ‘rigtige’ krystaller.

Videnskaben troede ikke, at de fandtes i virkeligheden, før den israelske krystallograf Daniel Shechtman opdagede deres femfoldige symmetri i en syntetisk metallegering i 1982. For en måned siden fik han så nobelprisen i kemi for sin opdagelse – og måske mest for sin standhaftige tro på sine øjne og sit elektronmikroskop snarere end på lærebøgerne og de fjendtlige kolleger, der mente, at Shechtman var blevet skør i hovedet.

Siden 1982 har krystallografer og metallurger lavet detaljerede analyser af kvasikrystallers egenskaber; matematikere har formuleret definitioner af kvasikrystaller som projektioner i flerdimensionelle hyperkubi og geokemikere har endelig – i 2009 – fundet den første naturligt forekommende kvasikrystal i en flod i de russiske Koryak-bjerge i det nordøstlige Sibirien.

Tidligere på året blev den første naturligt forekommende kvasikrystal fundet i det sydøstlige Chukotka i Rusland. Den er navngivet Icosahedrite, Al63Cu24Fe13, fordi den har en ikosaedrisk symmetri, som det kan ses i disse diffraktionsmønstre, a) et femfolds-, b) et trefolds- og c) et tofolds-mønster – der tilsammen giver den såkaldte Kikuchi-linje d), som viser orientationslinjerne i kvasikrystallen.

Men den nok mest fascinerende udvikling i den videnskabelige udforskning af kvasikrystaller er deres relation til primtallene og Riemann-hypotesen (se boks lidt neden under), og dermed deres relation til en hel jungle af uløste problemer inden for kvantefysik, kaotiske systemer, kryptografi, kortspillet solitaire og ikke mindst matematikken selv, hvor et utal af teoremer og formodninger ville blive løst i ét enkelt hug.

Måske kan kvasikrystaller hjælpe med at ‘bevise’ Riemann-hypotesen? Faktisk er flere forskere i gang med at undersøge sagen.

Primtal og kvantefysik
Historien begynder i 1972, hvor fysikkens grand old man, Freeman Dyson, bemærkede, at primtal og kvantefysik hænger sammen som ærtehalm.
I en samtale med talteoretikeren Hugh Montgomery opdagede Dyson, at hvis man sammenligner nulpunkterne i Riemanns zeta-funktion med de eksperimentelle resultater af energiniveauer i grundstoffet erbiums atomkerne, så ligner de to spektre hinanden til forveksling. Implikationerne ville være enorme.

For hvis man kunne lave en fysisk beskrivelse af atomkerners kvantemekaniske struktur, kunne man måske bruge matematikken til at løse Riemann-hypotesen?

Riemann-hypotesen

Riemann-hypotesen er nok det mest berømte uløste matematiske problem overhovedet. Plotter man begrebet ind i Amazons søgemaskine, får man over 500 hardcover-titler som resultat. Årsagen er vel nok, at Riemann-hypotesen er tæt knyttet til fordelingen af primtal i talrækken af de naturlige tal, og primtal er, det ved vi alle, hele matematikkens uudgrundelige legeplads.

Matematikere har i årtusinder forsøgt at finde orden i primtal, men forgæves. Der er ingen regler for, hvor de står i talrækken, og man har ikke fundet nogen formler, der fortæller, om et ukendt tal er et primtal eller ej. Måske er det ikke helt tilfældigt, at primtal er så uforudsigelige, da de jo pr. definition er det, der er tilbage, når man fjerner alle mønstre. Primtallene er det grundfjeld, der står tilbage, når talrækken er splittet op i sine bestanddele, divideret til bunds så at sige, og alle repetitioner fjernet.

Det er derfor heller ikke overraskende, at det er muligt at konstruere hele talrækken ud fra primtallene, og her er Riemann-hypotesens zeta-funktion central. Den blev faktisk formuleret første gang af Leonhard Euler og er ikke andet end en veldefineret sum af de naturlige tal. Mere eksakt: tag hvert enkelt naturligt tal fra 1 til uendelig, opløft det til potensen s, tag den inverse af dette, og læg det hele sammen:

Summen zeta er endelig, hvis s er større end 1, og uendelig, hvis s er mindre end 1. Euler viste at denne sum er ækvivalent med produktet af alle primtal, hvor opskriften nu er: Tag hvert primtal fra 2 til uendelig, opløft det til potensen s, og efter lidt mere aritmetik ganges de alle sammen:

Det er ganske slående, at en sum over alle positive heltal og et produkt af alle primtal kan være så tæt forbundet, og Riemanns revolutionerende indsigt var, at hvis man erstatter det reelle tal s med et komplekst tal af formen a + ib, hvor i er kvadratroden af -1, og undersøger funktionens nulpunkter, vil man få et godt bud på fordelingen af primtallene blandt de naturlige tal. Riemann-hypotesen siger formelt, at alle ikke-trivielle nulpunkter i zeta-funktionen er komplekse tal med en realdel på ½.

Hvis hypotesen er rigtig, vil det betyde, at naturen har fordelt primtallene på en meget rundhåndet måde, lidt ligesom gasmolekyler i et stort rum – man vil måske ikke vide helt præcist, hvor primtallene er, men alligevel være sikker på, at der ikke er vakuum i ét hjørne, og overfyldt i et andet. Hvis Riemann-hypotesen derimod er falsk, så vil primtallene være langt mere mærkeligt fordelt, end vi tror, og en masse matematiske teoremer, som baserer sig på Riemann-hypotesen, vil ikke holde.

Desværre viste det sig ikke at være så nemt endda. Statistikken over energiniveauerne i atomkerner er lige så tilfældig som egenværdierne i en tilfældig symmetrisk matrix. Og hvordan formulerer man lige en årsagskæde ud fra en tilfældig talrække? I de følgende 30 år fandt forskerne mange tegn på, at zeta-funktionen kan forstås og måske endda løses via fysiske systemer. Men først i 2006 lykkedes det at finde yderligere støtte til ideen.

Inden for zeta-funktionsforskningen findes en vigtig sekvens kaldet ‘moments of the Riemann zeta function’, der relaterer sig til hullerne mellem nullerne. For at beregne disse momenter skal man kende en besynderlig koefficient, kaldet g_k. Siden 1910 har man vidst, at det første moment g_1 = 1, og siden 1926 at g_2 = 2. I 1995 påstod Conrey og Ghosh at g_3 så sandelig var lig 42 (Douglas Adams vinker).

Inden de to matematikere kunne bevise deres påstand, havde Jon Keating og Nina Snaith fra University of Bristol beregnet alle koefficienter ved hjælp af kvanteenerginiveauerne i kaotiske systemer. Et hurtigt tjek viste, at g_3 vitterlig er 42 og at g_4 = 24.024. Kvantefysikken kunne altså forudsige et resultat inden for talteorien.

Kvasikrystaller i arkitekturen
Pointen er altså, at matematikken kan få nye ideer fra helt andre fagområder, og her er kvasikrystaller en kandidat på grund af det slående faktum, at hvis Riemann-hypotesen er sand, så vil nulpunkterne i zeta-funktionen danne en kvasikrystal i én dimension.

Ud fra definitionen af kvasikrystaller kan de eksistere i en, to eller tre dimensioner. De er kendetegnet ved at have en form for orden i deres struktur uden at være periodiske. Man kan altså ikke knække kvasikrystaller over og få lige dele, som er ens. Der vil altid være en lille forskel – lige meget hvor ofte man brækker dem over – og forskellen skyldes ikke urenheder i krystallen, men en fraktal-agtig ‘selvsimilaritet’, der repeteres udi det uendelige uden at være periodisk. Der findes kun en begrænset mængde af kvasikrystaller i den virkelige verden af tre dimensioner, og her er de alle sammen associerede med et ikosaeder, dvs. et 20-sidet polyeder, som i øvrigt er det legeme, som Platon (og Pythagoras) anså som det mest hellige og perfekte legeme, der findes.

De todimensionelle kvasikrystaller er der flere af, og de er associerede med flere typer af polygoner på en flade. Undergruppen med pentagonal symmetri blev opdaget af Roger Penrose i 1973, og de kaldes Penrose-tegl. Man fandt senere ud af, at også islamisk arkitektur og dekorationskunst havde kendt til kvasiperiodiske mønstre i over 700 år.

På grund af islams billedforbud var arabisk arkitektur og dekorationskunst stærkt abstrakt og baseret på avanceret geometri. Blandt andet kunne man lave kvasiperiodiske mosaikker ved at bruge et sæt bestående af fem såkaldte girib-tegl. Her ses en kvasiperiodisk struktur fra en buegang i den ottomanske grønne moske i Bursa, der nu ligger i Tyrkiet, fra 1424. Foto: W.B.Denny

Her nedenunder ses Bursa-mosaikken i skematisk afbildning. Den matematiske kompleksitet i disse kvasiperiodiske strukturer blev først (gen)opdaget af den engelske matematiker Roger Penrose med det såkaldte Penrose-tegl fra 1973. Illustration. P.J.Lu and P.J. Steinhardt: ‘Decagonal and Quasichrystalline Tilings in Medieval Islamic Architecture’, Science, (2007)

De endimensionelle kvasikrystaller er der mange flere af end tre- eller todimensionelle kvasikrystaller, fordi der ikke er begrænsninger fra rotationssymmetrien. Og det er dem, der er så interessante for matematikerne. Ifølge Dysons definition kan kvasikrystaller beskrives som en distribution af diskrete punktmasser, hvis Fourier-tranformation er en distribution af diskrete punktfrekvenser. Det vil sige, at en kvasikrystal er en ren punktdistribution med et rent punktspektrum.

At finde den rette kvasikrystal
I en tale i Berkeley i 2002 og senere i et essay kaldet ‘Birds and Frogs’ fra 2008 fortalte Dyson, at dette kunne betyde en hel ny tilgang til at løse problemet med Riemann-hypotesen. For hvis Riemann-hypotesen er sand, så danner nullerne af zeta-funktionen en distribution af punktmasser på en ret linje, og deres Fourier-transformation er ligeledes en distribution af punktmasser, placeret ved hver logaritme af et ordinært primtal og potenser af primtal. Hvis man derfor bare kunne finde den rigtige kvasikrystal, så ville den være hjemme:

‘Mit forslag er følgende. Lad os forestille os, at vi ikke ved, om Riemann-hypotesen er sand eller falsk. Lad os derfor gå til problemet fra den anden side. Lad os finde det komplette antal og den komplette klassifikation af alle endimensionelle kvasikrystaller. (...) Blandt myriader af kvasikrystaller leder vi efter én, som korresponderer med Riemanns zeta-funktion og én, som korresponderer med hver af de andre zeta-funktioner, som ligner Riemanns zeta-funktion. Forestil dig, at vi finder en kvasikrystal i vores optælling med netop de egenskaber, som identificerer den med nullerne i zeta-funktionen. Så har vi bevist Riemann-hypotesen,’ skriver Dyson.

Han indrømmer selvfølgelig, at alt dette er forfængelige drømme, og at problemet med at klassificere kvasikrystallerne er utroligt svært. I sin afslutning på artiklen opfordrer Dyson dog alligevel ungdommen til at tage over og smide al historisk ballast over bord:

‘Hvis vi ønsker at se på sagen ud fra et Baconsk perspektiv, så er matematikkens historie en historie om utroligt svære problemer, som bliver løst af unge mennesker, der er alt for uvidende om, at de er umulige at løse. Klassifikationen af kvasikrystaller er et værdigt mål og kunne endda vise sig at være opnåeligt.’

Stafetten blev for nylig taget op af den indiske matematiker Rohit Gupta i form af en online workshop med det formål at angribe Riemann-hypotesen frontalt, til offentlig skue, og med helt nye indgangsvinkler. Til at starte med er de inviterede ikke etablerede matematikere med indgående genskab til talteori, men amatører fra alle mulige mærkelige videnområder med lyst og energi til at tackle en af matematikkens største gåder. Det må kaldes et vanvittigt, men også kreativt projekt, der ifølge matematikeren Edmund Harriss mest af alt ligner Don Quixotes umulige togt.

Men hvorfor ikke? Riemann-hypotesen og primtallenes struktur har været forsøgt forstået i snart 2.000 år, og i stedet for at vente på, at en genial matematiker en dag dukker op fra kælderen med et bevis, efter i årevis at have gemt sig af angst for at andre kunne hugge hans ideer, så kan man vel lige så godt lægge kortene på bordet, lade de uvidende komme til, og forsøge at bevise hypotesen sammen. Fysikere har vist sig at kunne hjælpe talteoretikerne før – måske kan kemikere, biologier eller andre videnskabsfolk det også.

Kære nummer 7 mia,

2011-10-30T09:00:00.000+01:00

Kære du, tillykke med fødselsdagen. Lad mig indrømme med det samme, at jeg ikke kender dit navn endnu. FNs befolkningsfond vil offentliggøre det på mandag, den 31. oktober 2011, når du officielt fødes som menneske nummer 7.000.000.000 - cirka klokken to minutter over midnat et eller andet urohærget sted på kloden. Du vil næppe blive født i Danmark eller Japan, for FN har en mission om at skabe opmærksomhed om befolkningsvæksten, og om at hjælpe udviklingslande med at løse deres befolkningsproblemer. Jeg ved ikke om du vil blive født i Libyen, i Kirgisistan eller måske er så uheldig at poppe op i Somalien et sted. Men tro mig, der er mange der elsker dig allerede, endda inden du er født. Din mor, din far og resten af din familie.

Desværre er der mange mennesker, som er bange for at du bliver født. De er bange for overbefolkning og alle mulige katastrofer som følge deraf. FN er også lidt bange. Og de fleste danskere er bange. Men bare rolig. Når de tænker på overbefolkning, så tænker de ikke på dig, men på andre børn i andre lande. Frygtsomme menneskers projicerer altid deres angst over i det abstrakte, i døden, og derhen, hvor man ikke selv har nogen kontrol over tingene længere. Det er kun naturligt, og du skal ikke tage det personligt. Der er mange som elsker dig.

Jeg skal fortælle dig en hemmelighed. Problemerne med klimaforandringer, ressourcemangel, masseuddøen af arter og alle de andre menneskeskabte katastrofer er så omfattende, at de efterhånden kan klare sig selv - uden os. Vi mennesker er teknisk set ikke længere problemet. Faktisk er jeg ret sikker på, at vi er den eneste art på denne planet, der kan løse problemet! Du kommer derfor som kaldet.

Jeg vil bede dig om at gøre mig en tjeneste. Når du en dag er kommet dig over det faktum, at livet er hårdt, at vi alle skal dø, og alt det der, så vil du sikkert begynde at tænke over løsninger på de problemer vi har. Og med løsninger tænker jeg ikke på at udvælge, hvem der må leve, og hvem der ikke må leve, eller at begrænse menneskers ønske om at blive lykkelige på deres egen måde, hvad enten det er med materielle goder eller skøre religioner. Den slags ’løsninger’ er jo kun noget som trætte mænd finder på, når de ikke længere har fantasi nok til at forestille sig en fremtid anderledes end den, de bliver afledt med i dårlige science-fiction film.

Mørke mænd skal du ikke bekymre dig om, og også underholdningsindustrien elsker dig. Med løsninger tænker jeg på smartere måder at gøre mennesker glade på. Jeg tænker på varige og bæredygtige ideer, og på en mere afkoblet verden, hvor der er plads til at fejle, uden resten lider under det. En verden, hvor mangfoldigheden er reel, og friheden til at vælge ligeså. Jeg er sikker på at du vil finde på en hel masse løsninger, som vi gamle slet ikke har fantasi til at forestille os. Jeg har tillid til dig.

Du er ikke noget uheld. Igen, jeg kender dig ikke, men ser frem til at møde dig en dag. Som ven. Hvad du end forstår eller aner lige nu, som ufødt barn, så ved du endnu ikke, hvor skønt det er at være i live i kød og blod. At grine af dårlige jokes og kysse sin kæreste, for eksempel. Vi burde danse af glæde i stedet for at se fødsler som selvdestruktive handlinger, for vi er alle en del af solen, ligesom dine øjne er den del af os. Der er intet i os mennesker, som er alene og absolut, mindst af alt vores inderste tanker og følelser, som blot er solens refleksioner på vandet, der bæres videre, forstås, forvandles, og fødes på ny.

(Læs også artiklen med kommentarer på ing.dk)

At nudge eller ikke at nudge, det er spørgsmålet

2011-10-28T21:48:00.001+02:00

Ideen med at hjælpe mennesker med deres beslutninger ved hjælp af såkaldte nudges debatteres livligt for tiden. Vi har spurgt ophavsmanden bag ideen og en dansk ekspert, hvorfor nudging er en god idé.

(Dette er den uredigerede version. Læs den publicerede artikel med kommentarer på ing.dk)

Nudge, nudge; wink, wink - vi kender vist alle den lille antydning og det venlige puf, der skal få os til at ændre adfærd og se absurditeten i en uhensigtsmæssig handling. Ordet ”nudge” er efterhånden blevet synonym med denne påmindelse, også på internationalt dansk, efter at adfærdsøkonomen Richard H. Thaler og jurist Cass R. Sunstein udgav en bog med samme titel i 2008.

Bogen fik hurtigt stor indflydelse. Den blev kåret som årets bog i The Economist, og medførte her i avisen en stor baggrundsartikel, hvor vi beskrev de adfærdspsykologiske teorier og filosofien bag (se artiklen her).

Nudging kan måske bedst oversættes med ’valg-arkitektur’, der i sin essens blot handler om at gøre livet lettere for os alle. I stedet for at tackle hinanden med regler og advarsler, er det mere givtigt at designe samfundet på en mere smart måde, som udnytter kendskabet til vores psykologi, uden at give køb på friheden til at vælge at gøre tingene anderledes. På den måde kan ’vanedyret menneske’ faktisk hjælpes på vej til at træffe de rigtige valg for sig selv. I stedet for forbud, forskrifter og alle mulige interventioner, er det nemlig ofte nok at bruge små tricks og tilbyde de rigtige valgmuligheder fra start (se eksempler i bokse).

Siden bogen udkom for tre år siden er der sket en masse. Den har solgt over 800.000 eksemplarer, primært i USA, England og Sydkorea. Cass Sunstein er blevet hyret af Obama-administrationen som ’Regulation Czar’ til at omsætte nogle af ideerne til praksis, og i England har David Cameron nedsat en Nudge Unit, der forsøger det samme. I Danmark har man først fået øjnene op for ideerne efter at Pelle Guldborg Hansen, postdoc ved Syddansk Universitet og co-director af det danske Initiative for Science, Society & Policy, ISSP, har etableret et nudging-netværk bestående af offentlige aktører og ngo’ere, der søger at anvende nudging som et alternativt styringsværktøj.

Hvad er et nudge?
I sidste uge besøgte Richard Thaler så Danmark, og holdt et foredrag på Professionshøjskolen Metropol samt en offentlig høring i regi af tænketanken DEA, hvor bl.a. Kræftens Bekæmpelse og en masse andre ngo’ere deltog. Planen var at præsentere nudge som en ny ledelsesfilosofi ’uden pisk og gulerod’, og eventuelt at overtale danskerne til at bruge mere nudging inden for en lang række områder, der kunne spænde fra affaldshåndtering over pensionsopsparing og kantinedesign, til at finde på alternativer til fedtskatten, som alle syntes at være enige om, ikke er særlig nyttig for andet end statskassen.

”Jeg har ikke opfundet nudging,” indrømmer Thaler med det samme, da Ingeniøren møder ham og Pelle Guldborg Hansen for at spørge lidt ind til, hvad et nudge er - og ikke er, og især for at høre, hvordan de to akademikere havde tænkt sig at gøre nudging mere populær i Danmark.

Eksempel: Trafik
I stedet for vejbump, kan man arbejde med visuelle markører, der får bilisten til at tro, at han eller hun kører hurtigere end det er tilfældet. Eksempel: Ved et farligt sving på Lake Shore Drive i Chicago gjorde myndighederne netop det ved at tegne tværgående streger på kørebanen med stadig kortere afstand. Bilisternes naturlige instinkt er at sænke farten.

”Til en vis grad lykkes det mig at gøre nudge til et globalt teknisk udtryk,” siger Thaler. ”Alle oversættelser af bogen har den samme titel. Det er godt, men det er også rigtigt, at ikke alle nudges er gode nudges. Et afgørende kriterium må være at være transparent i brugen af nudges. Når en regering beslutter sig til at bruge et nudge, må de sørge for, at processen er gennemskuelig. Man burde ikke gøre det, hvis man ikke vil annoncere det,” siger Thaler.

Ifølge Pelle Guldborg Hansen er et nudge fuldstændig veldefineret, i hvert fald i teorien.

"Et nudge er et forsøg på at påvirke menneskers valg og adfærd i en forudsigelig retning uden at begrænse deres valgmuligheder eller ændre afgørende ved handlingsalternativernes omkostninger, hvor omkostninger forstås som økonomi, tid, besvær, sociale sanktioner og lignende," siger han, men indrømmer også, at der i praksis alligevel er en del forvirring omkring om, hvad der kan betragtes som et nudge, og hvad ikke.

At lære af et nudge
Hvis man vil forstå, hvor et nudge kan bruges skal man ifølge Thaler og Guldborg Hansen tænke på boliglån og skatteregler. Der er så mange aspekter af livet som er stort set umulige at gennemskue selv, så det er kun godt, at man får hjælp. I visse situationer kan det godt være at man bliver lidt dummere til en masse unødvendige småting, men så til gengæld har mere tid til at blive klogere på mere væsentlige ting.

Findes der en typologi af nudges?
Pelle Guldborg Hansen: ”En nudge dannes ved en eller flere psykologiske effekter, og der findes utallige af dem. Derfor bliver man nødt til at vurdere etikken bag et nudge individuelt. For eksempel kende vi alle i Danmark til PBS-systemet. Det er et nudge, der har automatiseret indbetalingen af vores regninger, så vi undgår rykkere. Det er en god ting. Men der er også en dårlig ting ved PBS-systemet. Folk mister overblikket over deres egen økonomi. De ved ikke længere hvor deres penge forsvinder hen, fordi de ikke går ned på posthuset længere. PBS-nudget er altså den type af nudge, hvor man uddelegerer sin hukommelse og sin beslutningsmagt. Mange synes at det er forfærdeligt, og svarer lidt til indførelsen af lommeregneren i skolen eller stavekontrol i word. Dansklæreren og matematiklæreren vil måske synes at det fører til dummere elever, fordi de mister fornemmelsen for stavning og regning. For hvert enkelt nudge af denne type bliver vi altså nødt til at overveje, hvilke negative konsekvenser, der kan opstå.”

Eksempel: Urinalet
Aad Kieboom var økonom i Schiphol Lufthavn i Amsterdam. Han havde et rengøringsproblem med mænds dårlige sigte på toiletterne, så han fik tegnet en flue i hvert urinal, som mændene kunne sigte efter. Og det gør mænd jo. Fluen var tilmed placeret så strategisk, at tilbagesprøjtet fra kummen blev minimeret. Det samlede spild faldt med 80 procent.

”Men så er der en anden type af nudges, som for eksempel fluen i urinalet (se boks, red.). Her delegerer man ikke sin beslutning ud til en anden instans. Tværtimod bliver man oplyst om sin handling og dens konsekvenser. Hvis mantraet bag et nudge er ”at gøre det let”, så er det vigtige spørgsmål om man taber noget ved det? Svaret er, at det kommer an på, hvilken type nudge vi taler om. Med PBS-systemet taber vi noget, og ved fluen i urinalet vinder vi noget. Vi lærer af det.”

Hvem vælger dine valg?
Nudges har desværre et andet problem, og det er at de bliver udvalgt af nogen. Det vil sige, at de altid allerede indeholder en værdidom i forhold til de valgmuligheder, der bliver lagt frem for modtageren af et nudge. Man kan derfor aldrig være sikker på at handle i folks egen bedste interesse. Ifølge Thaler er problemet til at leve med så længe flertallet er happy.

”I gennemsnit vil man helt sikkert gøre noget, de fleste mennesker er glade for,” siger Thaler. ”Selvfølgelig vil der altid være mennesker som hader, at nogen andre hjælper dem med deres valg, men i det store hele vil det være til fordel for alle. Hvis du spørger mig hvad mine krav ville være for en statslig nudging-strategi, så ville det være 1) ingen tvang, 2) en høj sandsynlighed for, at antallet af mennesker, som bliver hjulpet, overstiger antallet af mennesker, som bliver skadet, samt 3) at en eventuel skadelig virkning er meget begrænset.” Lad mig som eksempel tage ’Save More Tomorrow’, et projekt om pensionsopsparinger, som jeg har arbejdet med. Nogle af mine kolleger mener, at jeg har fået nogle mennesker til at spare for meget op til deres pension. Jeg svarede ’ja, det kan da godt være. Men det er ikke det værste, der kunne være sket.’”

Eksempel: Organdonation
Et vigtigt eksempel er organdonation. I lande som Danmark, hvor organdonation aktivt skal vælges til af borgerne, ligger antallet af organdonationer langt under lande som Spanien og Frankrig, hvor man har 'formodet samtykke', dvs. hvor man aktivt skal fravælge organdonation. Antallet af organdonationer i disse lande er 3-4 gange så højt som i Danmark.

OK, her et større problem jeg ser for nudge: Under policy-mødet, hvor en masse danske institutioner og frivillige organisationer kom og lyttede til dit foredrag, og bagefter selv fortalte om deres små forsøg med at implementerer nudging i deres organisation, viste det sig at nogle af dem fuldstændig misforstod, hvad det går ud på. Jeg citerer en medarbejder fra Kræftens Bekæmpelse: ”Vi vil gøre det nemmere for folk at gøre det, vi vil have dem til at gøre!” Hvorfor sprang I ikke op med det samme og råbte af ham, og fortalt ham at han har misforstået det hele?
Richard Thaler: ”Ja, det var jeg heller ikke glad for, og jeg kan fortælle, at jeg har haft en lignende situation, da jeg skulle vejlede den britiske regering med at åbne en nudge-enhed i Downing Street. Jeg kom i slagsmål med en af David Camerons rådgivere, som ville navngive enheden ”Behavioural Change Unit”, og jeg sagde at hvis I vælger det navn, så siger jeg op. Selvom jeg ikke var lønnet var truslen alvorlig nok til at de ændrede navnet til ”Behavioural Insight Team”.

Men I kunne have råbt op, da det skete, og sige, at det er en fejlagtig opfattelse?!
…
Pelle Guldborg Hansen: ”Jeg har oplevet det samme fænomen. Så sent som i går læste jeg et indlæg på mindblog.dk, hvor man mente at nudging handler om at ”øge sandsynligheden for at mennesker frivilligt gør det, som vi gerne vil have dem til at gøre”. Jeg svarede høfligt at dette ”vi” skal erstattes med et ”dem”, således at det handler om at hjælpe mennesker til at gøre det, de selv ønsker at få ud af livet.”

Eksempel: Opsparing
Man ville kunne få folk til at spare flere penge op ved at udbetale deres lønninger hver 14. dag i stedet for hver måned,af den simple grund, at der mindst to gange om året vil komme en ekstra lønningspose ind ad døren.Tilbagebetalinger fra skat ville også kunne bidrage til en større opsparing, hvis de blev udbetalt på specielle konti.

Eksempel: Pension
Langt de fleste mennesker orker ikke at se på deres pensionsopsparing, med det resultat, at den ordning, som de har fået automatisk (default-optionen), ikke er den bedste for dem. Hvis staten indsamler og bruger flere informationer om personen, ville den kunne tilbyde en langt mere optimal ordning for den enkelte som 'default'.

Hvis misforståelsen sker så hyppigt som det ser ud til, er nudging-begrebet så ikke blot et fripas til at alle mulige pampere kan pådutte os andre deres egne synspunkter? Er nudging så ikke bare en akademiseret variant af hvad reklamefolkene i tv-serien Mad Men gjorde mod betaling i 1960’ernes USA?
Richard Thaler: ”Ja, så ville de ikke have brug for mig. Så kunne de lige så godt have hyret en fyr fra Madison Avenue [som er reklameindustrien højborg, red.]. Nej, hvad jeg forsøger at gøre, er at finde et alternativ til de gammeldags forbud og regler. Når man i Danmark f.eks. laver en fedtskat, så kan vi alle blive enige om, at den er stupid og ikke vil virke. Den er trods alt bedre end et forbud f.eks. mod at spise ost, men et ægte alternativ ville være en lang række nudges, der får folk til at leve sundere uden hverken forbud eller usynlige skatter.”

Nudge-kongen Antanas Mockus:
Nudge-kongen over dem alle er columbianeren Antanas Mockus. Han var borgmester i Bogota mellem 2001-2003 og iværksatte blandt andet en kampagne med at hyre 420 pantomimekunstnere, som skyggede fodgængere, der ikke overholdt trafikreglerne eller smed affald på gaden. Hvis en fodgænger opførte sig forkert, efterlignede pantomimekunstneren hans bevægelser og gjorde grin af ham til glæde for de forbipasserende.
Da der var vandmangel i byen, stod Mockus frem på tv, mens han tog et bad. Hans slukkede for vandet, hver gang han sæbede sig ind og opfordrede seerne til at gøre det samme. Efter kun to måneder brugte Bogotas indbyggere 14 procent mindre vand, og folk opdagede også, at de kunne spare penge ved det. Vandforbruget er i dag 40 procent mindre end dengang.
Mockus printede også 350.000 kort med to tegn: tommelfinger op og tommelfinger ned. Kortene blev distribueret i befolkningen, som brugte dem til at anerkende eller misbillige medborgernes handlinger. Mange begyndte at bruge dem fredeligt på gaden.

Richard Thaler: ”Det er rigtigt, at der er mange, som er velmenende og tror, at de ved bedre. Men se, jeg gør det også en gang i mellem. Nogle af de ting, som jeg har kæmpet imod er for eksempel forsøg på at tvangsfodre amerikanske lønmodtagere med virksomhedsaktier i stedet for reelle pensionsopsparinger. Det er tæt på kriminelt, synes jeg. Det er den slags jeg kæmper imod, og jeg accepterer ikke denne kritik. Alt hvad jeg gjorde, var at skrive en bog. Nogle af ideerne, f.eks. den med ’promted choice’, har jeg svært ved at se ulemperne ved. Jeg tror at jeg med lidt held vil kunne redde tusinder af menneskeliv i løbet af de næste årtier. Uden ekstra omkostninger! Så hvorfor skulle jeg ikke gøre det?”

Én kritik ville være at sige, at gode ideer kun er gode ideer til det punkt, hvor de går hen og bliver dårlige ideer, enten fordi de bliver misbrugt eller misforstået. Så man burde måske nok være interesseret i at raffinere ideen på en sådan måde, at de gode aspekter holdere længere.
Pelle Guldborg Hansen: ”Misforståelserne kan også gå den anden vej. Der kan opstå en usund kritik, som gør at folk bliver unødvendigt skeptiske over for nudging. For eksempel er jeg bange for at hype, dvs. en alt for stor og ensidig positiv omtale af nudging i medierne, kan få folk til at reagere imod det, og begynde at misforstå nudging som et politisk program eller sådan noget. Det ville være uheldigt, for i virkeligheden handler nudging som regel bare om lavpraktiske designerspørgsmål, der gør livet lettere for folk.”

Pelle Guldborg Hansen: ”Når en ngo'ere vil de som regel nudge alt og alle til at agere i overensstemmelse med deres billede af en perfekt verden - spise sundere, tage trapperne, skifte til el-pærer eler købe færre forbrugsgoder. Men så siger jeg til dem, at de stadig har brug for at acceptere, at folk har lov til at tage deres egne frie valg. Det skal være ”gode” nudges, der leder folk derhen, hvor de selv vil være. Når det kommer til offentlige institutioner og politiske beslutningstagere som kommunen eller lignende, så er deres ansvar endnu større. De skal være legitime facilitatorer, der respekterer folks ønsker. Derfor er der for mig også vigtigt at understrege, at der er forskellige former for nudges. Der er dem, der er transparente i situationen, som for eksempel fluen i urinalet i Shiphol lufthavn, hvor man kan se, hvad der sker, og kan reagere på det. Så er der dem, hvor man ikke umiddelbart kan se det, men de er anbragt i god tro.”

Eksempel: Supermarkeder

Det er af afgørende betydning, hvor man placerer hvilke varer i et supermarked eller i en studenter kantine.
Hvis slik og fed mad står centralt, kan man være sikker på, at kunderne får langt dårligere madvaner end hvis frugt og grønt er i centrum (typiske forskelle på over 25 procent).

Pelle Guldborg Hansen: ”Vi ved, hvordan man skal implementere en ny lov. Vi ved hvordan man opkræver nye skatter. Det indgår i en stats formelle system. Men med hensyn til nudges har vi endnu ikke udviklet mekanismer til at gøre det ordentligt. Og vi har heller ikke noget formelt klagesystem, hvor en uhensigtsmæssig valg-arkitektur kan udfordres. Det kræver, at alle involverede ved, hvad du taler om, og ved hvad intentionerne var, da man valgte et nudge frem for et andet. Som demokratisk repræsentant for befolkningen betyder det, at man må være eksplicit i valget af nudges og transparent i udførelsen.”

Findes der også dårlige nudges, som man i samfundet af gammel vane endnu ikke har skaffet sig af med?
»Forskning viser, at det parti, der står øverst på stemmesedlen i et landevalg, i gennemsnit får to procent flere stemmer, alene af den grund at det står øverst,« siger Richard Thaler. »Det er, hvad man i psykologien kalder en rækkefølge-bias, og det findes utallige steder. Det er et eksempel på et nudge, der burde fjernes, ligesom man har gjort det i visse stater i USA ved at randomisere eller rotere positionerne i stemmesedlen. Så her er en idé til, hvordan de danske Socialdemokrater (med bogstavet A øverst på listen) kunne blive mine nye helte: de burde indføre randomiserede stemmesedler, hvor partier og kandidater opstilles tilfældigt på hver enkel stemmeseddel. Det ville vitterligt være en førsteklasses handling.«

Servicestrategi: ”nudge, nudge!”

2011-10-26T21:58:00.000+02:00

Mennesker er vanedyr, der hader love, regler og fedtskatter. Et nyt værktøj for den offentlige sektor, baseret på adfærdspsykologiske erkendelser, viser dog, at man kan komme langt i at tæmme dårlige vaner via små designer-tricks, og ved at tilbyde det rigtige fra start.

(Dette er en sammenklippet og uredigeret version af baggrundsartiklen om nudge til kommunikationsforum. Se den færdige version her.)

Det har længe været god tone i liberal økonomisk politik at maksimere folks valgmuligheder. Det handler om at tage mennesker alvorlige som frie og selvbestemmende individer. Vi kan selv - det er filosofien.

En gruppe psykologer og adfærdsøkonomer har dog i løbet af det sidste mange år udfordret denne grundfilosofi med en række slående fakta. Vi vælger sjældent optimalt i forhold til vores egne ønsker og behov. I supermarkedet køber vi det, der står forrest, og ikke det, der er sundest. På kontoret sidder vi ned dagen lang, i stedet for at stå op en gang i mellem. Og derhjemme har vi stadig hverken smidt fjernsynet eller smøgerne ud af vinduet, selvom vi har tænkt på det hundreder af gange.

Vi mennesker tænker ikke særlig meget over vores valg og handlinger. De fleste af dem er i forvejen automatiserede, og dermed ubevidste. Derfor er det som politiker, som offentlig servicemedarbejder og som forældre nødvendigt at tilskynde os borgere til at tage de rigtige valg med små tricks, der tager højde for vores mangelfulde biologi og fornuft, og som kan lede os i den rigtige retning.

Det kaldes valgarkitektur, eller ’nudge’, efter at adfærdsøkonomen Richard H. Thaler og politilog Cass R. Sunstein udgav en bog med titlen ’Nudge - Improving Decisions About Health, Wealth, and Happiness’ i 2008.

Siden da er der sket en masse. Bogen har solgt over 800.000 eksemplarer, primært i USA, England og Sydkorea. Cass Sunstein er blevet hyret af Obama-administrationen som ’Regulation Czar’ til at omsætte nogle af ideerne til praksis, i Frankrig har regeringen etableret et forskningsprogram i neuropolitik under ledelse af hjerneforskeren Olivier Oullier, og i England har David Cameron nedsat en Nudge Unit, der forsøger det samme.

I Danmark har man først fået øjnene op for ideerne efter at Pelle Guldborg Hansen, postdoc ved Syddansk Universitet og leder af det danske Initiative for Science, Society & Policy, ISSP, har etableret et nudging-netværk bestående af offentlige aktører og ngo’ere, der søger at anvende nudging som et alternativt styringsværktøj.

I sin essens handler nudging blot om at gøre livet lettere for os alle. I stedet for at tackle hinanden med regler og advarsler, er det mere givtigt at designe samfundet på en smartere måde, som udnytter kendskabet til vores præferencer, vores mangler og vores svagheder, uden at give køb på vores frihed til at vælge at gøre tingene anderledes. På den måde kan vi faktisk hjælpes på vej til at træffe de rigtige valg for os selv.

Et klassisk eksempel: Aad Kieboom var økonom i Schiphol Lufthavn i Amsterdam. Han havde et rengøringsproblem med mænds dårlige sigte på toiletterne, så han fik tegnet en flue i hvert urinal, som mændene kunne sigte efter. Og det gør mænd jo. Fluen var tilmed placeret så strategisk, at tilbagesprøjtet fra kummen blev minimeret. Det samlede spild faldt med 80 procent, og han kunne spare på udgifterne til personalet.

Et mere alvorligt eksempel er organdonation. I lande som Danmark, hvor organdonation aktivt skal vælges til af borgerne, ligger antallet af organdonationer langt under lande som Spanien og Frankrig, hvor man har 'formodet samtykke', dvs. hvor man aktivt skal fravælge organdonation. Antallet af organdonationer i disse lande er 3-4 gange så højt som i Danmark.

Psykologiske mekanismer
Valgarkitektur er en vigtig ny erkendelse. Økonomer og politikere har tradition for at nøjes med forskrifter og anbefalinger, men måske findes der en nemmere vej til målet. I Thaler og Sunsteins bog vises det, at ethvert udbud af valgmuligheder jo allerede indeholder en prioritering, fordi alle mennesker har en 'status quo bias' - dvs. en automatisk præference for det umiddelbare og givne. Ved at designe denne status quo mere fornuftigt, vil man kunne hjælpe mange mennesker.

Andre psykologiske faktorer, der kan føre til dårlige beslutninger, er vores tendens til at minimere personlige tab (f.eks. er den vrede, folk føler ved at tabe 100 kroner, dobbelt så kraftig som den glæde, de føler, hvis de vinder 100 kroner), til at se mønstre i al ting (tænk, hvor stor en indflydelse lottotal, planetpositioner og almindelig overtro har), og i at have alt for stor tillid til mavefornemmelser frem for fakta og statistik (f.eks. at tage bilen til München i stedet for flyet fordi man er dødsangst).

Thaler og Sunsteins arbejde kan ses som en videreførelse af nobelpristagerne Daniel Kahneman og Amos Tverskis banebrydende arbejde fra 1973, hvor de viste, at mennesket netop ikke er en rationel maskine, denne Homo Economicus, der altid er den bedste til at vælge optimalt for sig selv. Men der er også mange andre psykologiske forskningsresultater fra de sidste 100 år, som har vist, i hvor høj grad mennesker kan adfærdspåvirkes ved hjælp af meget simple psykologiske mekanismer. Det er ifølge direktøren for det franske nudge-program 'Neuroscience and Public Policy', Olivier Oullier, derfor på tide at bruge denne viden mere konstruktivt i samfundet, i stedet for at overlade den til propaganda- og reklameindustrien alene. Også staten burde kunne bruge den slags metoder, så længe den vil os det godt, og er transparent i sin brug af nudges.

Moderne hjerneforskning underbygger disse psykologiske studier, der viser, hvorfor mennesker ikke er så rationelle, som vi går og tror, og hvordan vi gang på gang tager beslutninger, som dybest set er dårlige for os selv. Årsagen er, at de forskellige dele af hjernen kommunikerer med hinanden, og i scanningerne kan man se, hvordan mere fornuftsbetonede områder konstant debatterer med de mere emotionelle områder. Denne sammenblanding mellem de forskellige instanser i hjernen fjerner den gamle dikotomi mellem det rationelle og det irrationelle. Vi indeholder et spektrum af drifter, ønsker, domme og beslutninger, der konstant debatterer i vores hoved, og kommer derfor frem til forskellige resultater på forskellige tidspunkter. Ifølge hjerneforskerne er dette virvar dog meget kontekstbetinget. Og hvis man ved, hvilken kontekst, der er nødvendig for at fremelske et bestemt udfald, bliver det yderst interessant for alle, som ønsker at få os til at gøre ting som vi ellers ikke ville have gjort.

Nudge, nudge; wink, wink!
I et interview med Richard Thaler og Pelle Guldborg Hansen i Ingeniøren på fredag forklarer Guldborg Hansen, at der faktisk findes flere forskellige former for nudges. Nogle gode, og nogle mere problematiske.

”En nudge dannes ved en eller flere psykologiske effekter, og der findes utallige af dem. Derfor bliver man nødt til at vurdere etikken bag et nudge individuelt. For eksempel kender vi alle i Danmark til PBS-systemet. Det er en nudge, der har automatiseret indbetalingen af vores regninger, så vi undgår rykkere. Det er en god ting. Men der er også en dårlig ting ved PBS-systemet: Folk mister overblikket over deres egen økonomi. De ved ikke længere hvor deres penge forsvinder hen, fordi de ikke går ned på posthuset længere. PBS-nudget er altså den type af nudge, hvor man uddelegerer sin hukommelse og sin beslutningsmagt,” siger Guldborg Hansen.

Mange synes at det er forfærdeligt, og svarer lidt til indførelsen af lommeregneren i skolen eller til stavekontrollen i word. Dansklæreren og matematiklæreren vil måske synes at det fører til dummere elever, fordi de mister fornemmelsen for stavning og regning. Men for de fleste er den slags nudges en velsignelse, der gør at man har mere tid til mere væsentlige ting.

”Men så er der en anden type af nudges, som for eksempel fluen i urinalet i Schiphol Lufthavn,” siger Guldborg Hansen. ”Her delegerer man ikke sin beslutning ud til en anden instans. Tværtimod bliver man oplyst om sin handling og dens konsekvenser. Hvis mantraet bag en nudge er ”at gøre det let”, så er det vigtige spørgsmål om man taber noget ved det? Svaret er, at det kommer an på, hvilken nudge vi taler om. Med PBS-systemet taber vi noget, og ved fluen i urinalet vinder vi noget. Vi lærer af det.”

For hvert enkelt nudge bliver altså man nødt til at overveje, hvilke positive og negative konsekvenser, der kan opstå. Ifølge ophavsmanden til nudge-begrebet, Richard Thaler må der derfor være nogle krav, som er opfyldte, før en stat vælger at bruge nudging som ledelses- og servicestrategi: 1) ingen tvang, 2) en høj sandsynlighed for, at antallet af mennesker, som bliver hjulpet, overstiger antallet af mennesker, som bliver skadet, samt 3) at en eventuel skadelig virkning er meget begrænset.

Desuden kræver en eventuel implementering af nudging i offentlige institutioner en lang række kontrolmekanismer, som først skal udvikles.

”Vi ved, hvordan man skal implementere en ny lov. Vi ved hvordan man opkræver nye skatter. Det indgår i en stats formelle system. Men med hensyn til nudges har vi endnu ikke udviklet mekanismer til at gøre det ordentligt,” forklarer Guldborg Hansen. ”Og vi har heller ikke noget formelt klagesystem, hvor en uhensigtsmæssig valgarkitektur kan udfordres. Det kræver, at alle involverede ved, hvad du taler om, og ved hvad de tænkte, da de valgte én nudge frem for en anden. Som demokratisk repræsentant for befolkningen må man altså være meget eksplicit i valget af nudges og meget transparent i udførelsen.”

Nu er der også hul i ozonlaget over Skandinavien

2011-10-14T09:30:00.000+02:00

Paradoksalt klima: Den globale opvarmning gør troposfæren varmere og polernes stratosfære koldere. Det vil føre til ozonhuller over Danmark de næste 10 til 20 år, siger klimaforsker.

(Læs hele artiklen med kommentarer på ing.dk)

Det første egentlige ozonhul, siden man begyndte at måle på den slags i 1979, er nu ankommet til Danmark. I slutningen af marts og i begyndelsen af april 2011 var ozonlaget i 18-20 kilometers højde cirka 80 procent svagere end normalt, og denne udtynding havde bredt sig over hele Skandinavien – med en markant højere ultraviolet stråling på jordoverfladen og risiko for hudkræft til følge.

Det bekræfter en ny artikel i sidste uges udgave af fagbladet Nature, som den danske klimaforsker Niels Larsen fra Danmarks Meteorologiske Institut har været medforfatter på.

Niels Larsen har sammen med 28 andre forskere fra 18 institutioner i 9 forskellige lande undersøgt ozontabet på Nordpolen ved at analysere en lang række målinger fra Nasas satellit Aura, Nasa/CNES-satellitten Calipso samt balloner. Derefter har de sammenlignet målingerne med de meteorologiske data og atmosfæremodeller.

»Ozonen bliver nedbrudt inden for det, vi kalder polarhvirvelstrømmen, der typisk er sådan en pølse, der plasker rundt i vintermånederne og i de tidlige forårsmåneder,« siger Niels Larsen til Ingeniøren.

»Polarhvirvelstrømmen ligger ikke fuldstændig fast, og den svinger somme tider ind over Danmark. Det specielle ved denne hvirvelstrøm er, at luften er isoleret fra opblanding med anden luft fra de lavere breddegrader. Det er inden for denne hvirvelstrøm, at der er koldt, og det er her, den kemiske nedbrydning af ozon finder sted. Når sollyset vender tilbage om foråret brydes hvirvelstrømmen op. Så blandes den ozonfattige luft over polarområdet med luften fra de lavere breddegrader, og ozonmålingerne over Danmark går op igen.«

Svært ved at komme sig
Problemet med ozonhullet burde jo egentlig være løst, var der mange af os, der troede. Men desværre er det ikke tilfældet endnu, og det er der mindst tre grunde til.

For det første tager det lang tid for de ozonnedbrydende stoffer at forlade atmosfæren, sådan som det også er beregnet ifølge Montreal-protokollen, som er den internationale traktat, der siden 1987 har forbudt produktionen af de ozonnedbrydende CFC-gasser (som består primært af chlor- og bromforbindelser). For det andet er der opstået en illegal handel med disse gasser, som det internationale samfund ikke har lært at tackle endnu.

For det tredje er klimaet en kompliceret størrelse. Den øgede mængde af drivhusgasser gør den nederste del af atmosfæren, kaldet troposfæren, varmere, fordi varmen ikke kan slippe væk lige så godt som før. Men omvendt bliver luftlagene over troposfæren – kaldet stratosfæren, mesosfæren, termosfæren og så videre – koldere, fordi varmestrålingen fra drivhusgasserne i disse lag godt kan slippe væk, men ikke kompenseres med nok varme nedefra.

Alt det fører til, at ozonlaget har svært ved at komme sig.

»Vi ved, at den kemiske nedbrydning af ozon er stærkt afhængig af temperaturen. Jo lavere temperatur i polarområderne, des større nedbrydning af ozon,« siger Niels Larsen, og tilføjer at den større ozonnedbrydning kun gælder for polarområderne. Det skyldes de såkaldte polarstratosfæriske skyer, hvor chlor bliver omdannet til en form, der kan nedbryde ozon, når lyset vender tilbage i de tidlige forårsmåneder. På lavere breddegrader fører lavere temperaturer i stratosfæren faktisk til mindre ozonnedbrydning.

»Det betyder, at vi i situationer, hvor vi har ekstremt kolde vintre i Norden, vil have et egentligt arktisk ozonhul, og vi kan ikke udelukke, at situationen vil opstå igen – i hvert fald i løbet af de kommende 10-20 år, indtil koncentrationerne af de ozonnedbrydende stoffer er blevet bragt ned på det niveau, som de var på, inden problemerne begyndte at opstå,« siger Niels Larsen.

Varmt forneden, koldt deroppe
Ifølge forskerne har vi altså at gøre med to modsatrettede virkninger, der vil være på spil i de næste 10-20 år: Klimaforandringerne, som gør tingene værre, og Montreal-protokollen, som gør tingene bedre.

Hvordan dette hænger sammen, og hvad det vil betyde for ozonlaget over Danmark, er ikke helt nemt at vide, endsige forklare, og synes at involvere avancerede klimamodeller og endnu mere avancerede vekselvirkninger mellem gasser, strålingseffekter og en øget atmosfærisk tæthed – et fænomen, som visse klimaforskere med en kraftig overdrivelse har sagt betyder, at ‘himlen er ved at falde ned i hovedet på os’.

For at tage den positive side af historien først, så er Montreal-protokollen så småt begyndt at virke, og det vil alt andet lige være godt for ozonlaget og godt for os.

»Siden midten af 1990’erne er koncentrationerne af freon og de andre halongasser i atmosfæren stagneret, og for visse er den begyndt at falde. Det vil føre til en genopretning af ozonlaget,« fastslår Niels Larsen.

Over Nordpolen er klimaet meget mere variabelt. Vi har vintre, hvor det er meget koldt, og så har vi nogle vintre, hvor det ikke er særlig koldt. Denne vinter, årgang 2010/2011, har vi været udsat for nogle meget lave temperaturer i en lang periode, og her fortæller klimamodellerne, at det meget vel kan hænge sammen med, at temperaturen i stratosfæren aftager, efterhånden som klimaet forandrer sig.

»Det virker måske lidt paradoksalt, men forøgede drivhusgasser i atmosfæren vil føre til højere temperaturer i den nederste del af atmosfæren, altså det vi kalder troposfæren, men omvendt fører det faktisk til lavere temperaturer i stratosfæren, fordi der er en større udstråling fra gasserne til verdensrummet,« siger Niels Larsen.

Vi kan derfor forvente, at temperaturerne i stratosfæren over Arktis vil blive koldere, efterhånden som klimaforandringerne øger den globale gennemsnitstemperatur.

Skrækscenariet Venus
At forklare, hvordan den globale opvarmning resulterer i en stratosfærisk nedkøling, sådan rent fysisk-kemisk, er ikke nogen nem formidlingsopgave.

Den simpleste forklaring ville være at bruge en analogi til vores søsterplanet Venus, der ifølge geofysikeren James F. Kasting fra Penn State University i USA for flere milliarder år siden var dækket af et kæmpe ocean af vand. En stigende mængde CO2 i Venus’ atmosfære førte til, at der blev dannet mere og mere vanddamp, der i sig selv er en drivhusgas. En drivhuseffekt gik med andre ord i selvsving (også kaldet positiv feedback), indtil alt vandet var kogt væk fra overfladen.

I dag består den nederste del af atmosfæren på Venus af 96,5 procent CO2. Den vejer 92 gange mere end Jordens atmosfære, og har en solid temperatur på 460 grader celsius. Det overraskende er dog, at de højere lag i Venus’ atmosfære, der svarer til Jordens stratosfære, er 4-5 gange koldere end hos os på Jorden.

De fleste forskere er enige om, at Jorden aldrig vil kunne lide den samme skæbne som Venus, fordi Solen ikke er kraftig nok til at få en drivhusgasinduceret feedback-effekt til at løbe løbsk hos os. Men rent dynamisk er mekanismen den samme:

Drivhusgasserne i troposfæren blokerer for den infrarøde stråling fra overfladen, og forhindrer de højere lag i at blive varmet op nedefra. Til gengæld afgiver kuldioxiden højere oppe varmestråling til verdensrummet, hvilket fører til et samlet tab af energi i alle de lag af atmosfæren, der ligger over tropopausen – overgangen mellem troposfæren og stratosfæren.

Ergo bliver disse lag koldere, hvilket på Jorden fremmer skydannelsen og nedbrydningen af ozon, hvilket fører til mindre absorption af Solens uv-lys, som medfører, at der er mindre solenergi, der bliver omdannet til varme, hvilket i sig selv bidrager til nedkølingen. Pyha ... og derfor resulterer den globale opvarmning i en stratosfærisk nedkøling og en øget risiko for dannelsen af ozonhuller i polarområderne.

I løbet af de sidste 30 år er temperaturen på Jordens overflade steget med 0,2-0,4 grader celsius, mens temperaturen i mesosfæren er faldet med 5-10 grader celsius. Endnu større nedkøling er målt i ionosfæren, hvilket har resulteret i en reduceret tæthed af partikler og påvirket satellitters omløbsbane, fordi de lige pludselig ikke længere møder så meget ‘luftmodstand’. Atmosfæren er altså vitterlig skrumpet.

Antarktiske forhold
Ifølge Niels Larsen fra DMI vil trenden med den stratosfæriske nedkøling fortsætte:

»Vi har lavet en undersøgelse af, hvordan meteorologien har udviklet sig over de arktiske områder i de seneste 50 år. Indimellem har stratosfæren kolde vintre, og indimellem har den vintre, som ikke er så kolde. Der er ikke noget, der tyder på, at der kommer et øget antal kolde vintre, men de kolde vintre, der er, vil blive koldere og længere.«

Og da der er rigeligt med chlor i atmosfæren til at udvikle et ozonhul både over Nordpolen og over Sydpolen hvert år, vil det afgørende være, om det er koldt nok. Denne vinter så vi i Norden temperaturforhold, der mindede meget om, hvad man ser over Antarktis, og derfor udviklede ozonhullet sig over Nordpolen. De næste mange år vil sandsynligheden for en gentagelse være relativt stor.

I august udgav WMO (World Meteorological Organization) under FN for eksempel en rapport om, at der igen er tegn på en stigende ozonnedbrydning over Sydpolen, sandsynligvis fordi der eksisterer en stor illegal handel med CFC-gasser. Men selv hvis Montreal-protokollen virkede efter hensigten, vil der gå mere end 50 år inden koncentrationerne af de ozonnedbrydende stoffer er kommet ned på et niveau, som det var før 1980.

Man kan kun glæde sig over, at det lykkedes at vedtage Montreal-protokollen så hurtigt, efter at Jonathan Shanklin og kolleger fra British Antarctic Survey opdagede ozonhullet i 1985. Som Shanklin for nylig har sagt til online-magasinet Planet Earth:

»Uden Montreal i 1987 ville vi helt sikkert have et globalt ozonhul nu. Næsten alle på planeten ville være påvirket. Mange mennesker ville have fået en eller anden form for hudkræft, og alle ville have skullet ændre deres adfærd. Det er bemærkelsesværdigt at tænke på den verden, vi har undgået.«

Trådløs fotosyntese i et glas vand

2011-10-08T12:00:00.001+02:00

En fotocelle med en belægning, der katalyserer vand til ilt og brint åbner mulighed for billigere brintproduktion.

(Dette er en uredigeret version. Læs hele artiklen med kommentarer på ing.dk)

Når planter kan gøre det, så kan vi også, mener professor Daniel Nocera fra MIT. Sammen med sin tidligere studerende Steven Reece og forskere fra virksomheden Sun Catalytix har han udviklet et ‘kunstigt blad’, som med solens hjælp kan spalte vand til ilt og brint. Bladet består af en solcelle med en belægning, som katalyserer spaltningsprocessen af vand, lidt som fotosyntesen gør det i planter. Når systemet en dag er mere effektivt, kan det måske bruges som en alternativ energikilde i pH-neutrale omgivelser, uden at der er brug for nogen ledninger til at transportere elektricitet.

Nu er det ikke første gang, man har splittet vand i dets atomare bestanddele. I skolen har de fleste af os forsøgt os med at få lidt syre, et batteri og et par ledninger til at lave bobler i et glas vand. Det nye ved Noceras eksperiment er, at hele systemet er trådløst, hvilket gør det muligt f.eks. at udvikle mikrosolceller uden de dyre glaspaneler, som vil kunne tilsættes vandige miljøer og producere brint langt billigere end eksisterende standardteknikker. Desuden består katalysatoren af billige materialer som silicium, kobolt og nikkel.

»Det kan ikke blive mere bærbart eller trådløst. Det her er en letvægter,« siger Nocera i en pressemeddelelse.

En ledsagende video til artiklen i tidsskriftet Science fra 30. september viser, at solcellen bare skal placeres i et glas vand, hvorefter det begynder at boble.

På jagt efter planternes trick
Traditionelt har forhindringerne for en bæredygtig produktion af brint været dyre katalysatorer og en lav effektivitet i den elektrolytiske spaltning af vand til O2 og H2. Det periodiske systems første grundstof bliver i industrien derfor primært fremstillet via ‘steam reforming’ af naturgas, hvor CH4 reagerer med H2O ved høj temperatur. Men det producerer store mængder af kulmonooxid og kuldioxid, til skade for miljøet.

Forskere over hele verden har derfor længe forsøgt at aflure planters og algers evne til at bruge sol og vand som energi- og næringskilde. Den er bestemt bæredygtig, men ifølge professor Jesper Bendix fra Københavns Universitet slet ikke en simpel proces.

»Fotosyntesen er en såkaldt mange-elektron-reaktion, hvor fire elektroner og fire protoner skal fjernes fra to vandmolekyler, og samtidig skal der dannes en binding mellem de to elektronegative iltatomer,« forklarede Bendix i Ingeniøren i 2009 (se ing.dk/k#9pxz). Desuden skal to negativt ladede ender af vandmolekylet samles via en kompliceret proces, der involverer en klynge af mangan-ioner, proteinkæder, calcium- og klor-ioner, og man ved faktisk ikke helt, hvordan det præcist fungerer.

I fotosyntesen er det primære reduktionsprodukt heller ikke H2, men NADHP, og energien bliver opbevaret i ATP og ikke i (f.eks.) brændselsceller. Hvis forskerne derfor ville forsøge at få brinten til at reagere videre og danne noget, der ligner ATP, eller bruge CO2 og brint til at lave sukker eller andre energirige kemiske bindinger, så ville energitabet blive alt for stort til, at systemet kan blive en effektiv energiproducent.

Et grønt planteblad konverterer i gennemsnit kun én procent af solens ener gi til kemiske bindinger. Nocera og co.’s trådløse elektrolyse er oppe på 2,5 procent, og hvis man inkluderer ledninger, kan forskerne komme op på en effektivitet på 4,7 procent. Dette er stadig alt for dårligt i forhold til standardsolceller, som nu om dage er oppe på over ti procents effektivitet.

Men ifølge Jesper Bendix er det ikke desto mindre vejen frem:

»Jeg tror meget på den overordnede idé: at omdannelse af lysenergi til kemisk bindingsenergi er fremtiden,« siger han

Et hjernedump

2011-10-02T09:00:00.000+02:00

Hjerneforskere er ikke kun i fuld gang med at afkode vores visuelle system (se artikel til venstre) og genskabe de billeder, vi ser for vores indre øje. De er så sandelig også i stand til at få en tekstudskrift af vores tanker. En gruppe forskere fra Princeton University i USA har vist, at det er muligt at generere en tekst (eller snarere en tekst-sky af ord), der med høj sandsynlighed afspejler det sproglige indhold i en mental proces. Når en forsøgsperson derfor læser om og tænker over abstrakte kategorier som f.eks. arkitektur, dyr eller mad, kan forskerne genskabe den indre perception i hjernen i form af konkrete billeder og ord af gulerødder, huse, heste og lignende. Eksperimentet antyder, at man måske snart vil kunne lave et apparat, der bogstaveligt talt kan udskrive et hjernedump af mine tanker.

Forsøget, der er blevet publiceret i fagbladet Frontiers in Human Neuroscience, minder meget om Berkeley-forskernes computermodel til afkodning af hjerneaktiviteten, hvor forsøgspersoner først får en masse træningsdata i form af Hollywood-film, mens de ligger i en fMRI-scanner, som så bruges til at opbygge et ‘bibliotek’ af korrelationer mellem aktive voxels (funktionelle 3D-områder i hjernen) og diverse karakteristika i film, f.eks. blå kanter, runder former, etc. Efter forarbejdet var det muligt at klippe en kollage af 18 millioner sekunder af Youtubeklip sammen til et gennemsnit, der passer bedst til hjerneaktiviteten hos forsøgspersonen. Det betød, at forskerne kunne rekonstruere – og dermed ’se’ – hvad en person i en scanner tilfældigvis lå og kiggede på, bare ved at se på hjerneaktiviteten.

I Princeton-forskernes forsøg indeholder biblioteket også ord og højereordens semantiske koncepter i form af tekststumper. Teknikken er stadig yderst primitiv og giver indtil videre kun et praj om, hvilken emneklasse en person tænker på. F.eks. har tanker om ‘øjne’ og ‘fødder’ nogenlunde den samme neuronale aktivitet som tanker om andre kropsdele. I princippet vil teknologien dog gøre det muligt en gang i fremtiden at aflæse og tyde en hvilken som helst hjerneaktivitet. Indtil videre håber forskerne dog på, at de kan lære lidt mere om den neuronale basis for sprogforståelsen og om koblingen mellem lingvistiske processer og de mere komplekse (måske sprogløse?) tanker i menneskehjernen.

Et uafklaret teoretisk spørgsmål inden for sprog- og kognitionsforskningen er nemlig spørgsmålet om, hvorvidt vi kun tænker med ord, eller om vi også tænker uden for sproget. Dvs. om tanker er en funktion af sproget, eller om sproget er uafhængigt af tankerne (slå op: whorfianisme og Sapir-Whorf-hypotesen). Hvis det første er tilfældet, vil mennesker, der f.eks. ikke har nogen grammatisk datidsform i deres sprog, ikke kunne forstå emner som historie eller tidens gang. Hvis det andet er tilfældet, har vi en masse tanker, som vi aldrig – eller kun tilnærmelsesvist – er i stand til at formulere sprogligt. Sandsynligvis er mulighed nummer to mere rigtig, men det udelukker ikke, at der kunne eksistere en svag form for whorfianisme i den forstand, at sproget til en vis grad begrænser vores tanker og forestillingsevne.

Men hvordan ville et hjernedump se ud, sådan helt konkret, hvis man brugte et tankelæserapparat baseret på Princeton-forskernes teknik? Lad mig tage det på ... ja, sådan! Ja, det ville sikkert være vanvittig sexet, for så balder man ikke bruge fingre til sex som input, du ved, men direkte bryster til lir og sex. Jeg øl og fodbold stopper her og går på bar. Hej og hor så længe.

På vej mod tankelæser-maskinen

2011-09-30T09:00:00.000+02:00

Nu kan hjerneforskere genskabe den film, du kigger på, bare ved at måle dine neuroners aktivitet i en scanner. Det kan meget vel føre til, at vi en dag kan lave videoer af vores egne drømme og læse hinandens tanker.

Læs hele artiklen med kommentarer på ing.dk

Forestil dig en generel tankelæsermaskine, som kan rekonstruere en film af en persons visuelle oplevelser på et hvilket som helst tidspunkt. Sådan et apparat ville have mange videnskabelige og praktiske anvendelsesmuligheder. Man kunne for eksempel bruge det til at se, hvordan folk har forskellige måder at opfatte ting på. Man kunne aflæse hemmelige mentale processer og endda have adgang til andre menneskers drømme og fantasier.

Maskinen ville også kunne bruges til at kontrollere apparater – med det rette interface – således at vi i sidste ende ikke behøver at bruge vores stakkels arme eller ben til noget. Det vil være nok at bruge sine hjerneceller.

Forstil dig nu, at alt det er meget tættere på at blive til virkelighed, end du først troede. En gruppe hjerneforskere fra Berkeley har i grove træk kunnet genskabe indholdet af en film, som en forsøgsperson ser på, ved blot at kigge på personens hjerneaktivitet. Resultatet er både fascinerende og en lille smule uhyggeligt at se på (se videoerne på ing.dk/k#9mu8 og ing.dk/k#9mu9). Man kan endnu ikke genkende detaljer eller ansigter særlig godt, men i grove træk kan man godt ane, hvad filmen handler om.

Det vil helt sikkert ikke vare længe, før teknikken er modnet til et stadie, hvor man for alvor kan bruge hjernescanninger til følge med i, hvad en anden person kigger på.

»Vores mål er at forstå, hvordan menneskets visuelle system fungerer,« siger artiklens medforfatter, hjerneforsker Jack Gallant fra University of California, Berkeley, til Ingeniøren.

»Hjernen er faktisk en samling af flere hundrede selvstændige moduler, hvor hver enkelt af dem udfører en bestemt funktion. Hos mennesket fylder det visuelle system cirka en tredjedel af hjernen, hvilket svarer til 50-75 procent af modulerne. I dette studie har vi kun bygget en model for de mest basale moduler for de primære visuelle cortex. Der er derfor stadig meget arbejde tilbage.«

Sci-fi-scenarier
Perspektiverne er bestemt interessante, men også skræmmende og bekymrende. På den positive side vil man kunne forestille sig at kunne kontrollere computere med hjernen alene via et interface, der oversætter hjerneaktiviteten til konkrete instruktioner – såsom at køre en bil eller skrive en tekst. Det sidste kan man faktisk allerede i dag, men kun med stort besvær og kun ét bogstav ad gangen. Det er også oplagt at bruge teknikken til at hjælpe med diagnoser af sygdomme som f.eks. slagtilfælde eller demens,til at måle effekten af behandlinger og til at kontrollere neuronale proteser som cochlear-implantater, der overtager funktionen af et defekt indre øre.

På den mere tvivlsomme side kunne underholdningsindustrien være interesseret i visse personlige anvendelsesområder. Man kunne forestille sig, at vi ville kunne optage en video af vores hjerneaktivitet, mens vi sover og så gense drømmelandet på fladskærmen under morgenmaden. Hvis teknologien udvikles til mobile enheder vil man kunne ‘tankeoverføre’ aktivt, mens man samarbejder, og hvis teknologien kunne ‘pådutte’ os nye tanker, kunne vi lære ting lige så hurtigt som i filmen Matrix.

Men der er også en lang række problematiske perspektiver. Hvad med registreringen af ‘ulovlige tanker’? Vil der så være plads til den personlige længsel mod skibskatastrofer og mod hærværk og pludselig død? Og hvad med en eventuel teknik til aktivt at indprente ‘nye tanker’ i folk? Det tænder alle mulige advarselslamper om manipulation og menneskekontrol, som ingen ønsker at have noget at gøre med. Indtil videre er den tekniske formåen dog langt fra dette, men hvis man ser på udviklingen, er det ikke utænkeligt, at den slags bliver muligt om 30-50 år.

Rekonstruktion af film
Arbejdet med tankelæseren har været undervejs i flere år. I 2008 publicerede Jack Gallant sammen med sine kolleger en artikel i fagbladet Nature, hvor de viste, at de kunne få en computer til at gætte, hvad for et tilfældigt (statisk) billede, en forsøgsperson kiggede på, blot ved at se på forsøgspersonens hjerneaktivitet. Inden da havde de vist forsøgspersonen tusinder af billeder af huse, biler, katte, landskaber og alle mulige andre genstande, mens de scannede personens hjerne. Baseret på dette træningssæt af billeder og korrelerede hjernescanninger kunne Jack Gallant bygge en computermodel, der med høj sandsynlighed kunne gætte indholdet af et hvilket som helst andet billede, forsøgspersonen kiggede på.

Pludselig var computermodellen blevet lidt ligesom tryllekunstneren, der hele tiden vidste, hvilket spillekort du kiggede på.

Eksperimentet kort
Ved at bruge 18 millioner youtubeklip kan forskere rekonstruere den ukendte film, en forsøgsperson kigger på. A: fMRI-scanneren måler aktiviteten i cirka 1000 voxels (volumetriske pixels, dvs. små 3D kasser i hjernen) på en forsøgsperson. B: Alle youtubeklip rangordnes efter hvor godt de passer til modellen, C: De 30 bedste match. D: Det kumulative gennemsnit af de 100 bedste match svarer så til forskernes gæt på, hvad forsøgspersonen kigger på. Bemærk at jo større database, jo bedre kan rekonstruktionen blive.

Først får forsøgspersoner en masse træningsdata i form af Hollywoodfilm, mens de ligger i en fMRI-scanner, hvor forskerne monitorerer tusinder af områder (kaldt voxels) i den visuelle del af deres hjerne. Dernæst opbygges et bibliotek af korrelationer mellem aktive voxels og forskellige karakteristika af filmene, f.eks. blå kanter, runder former, etc.. Efter dette forarbejde er det nu muligt at samle en bunke ukendte videoklip (18 millioner indtil videre), som en computer bruger til at klippe en kollage sammen (og tage gennemsnittet), der passer bedst til et givet nyt scan af hjerneaktiviteten hos en person. Og vupti: forskeren kan ’se’ hvad personen perciperer via øjnene.

Et år senere, i 2009, offentliggjorde den samme forskergruppe en artikel i fagbladet Neuron, hvor de ikke blot baserede deres gæt på aktiviteten i den visuelle cortex, men også inkluderede semantiske og strukturelle markører i hjernen via de såkaldte voxels, som er en slags 3D-sektioner forskellige steder i hjernen. Genkendeligheden steg markant. Selvom den rumlige opløsning af en fMRI-scanning er acceptabel (ned til cirka en millimeter), så er den tid, der går fra neuronal aktivitet til ilttransport i blodet og dermed til signal i scanneren, oppe på cirka fem sekunder. Det er meget langsomt. Det betyder, at det hidtil har været tæt på umuligt at lave ordentlige dynamiske repræsentationer af hjernens aktiviteter, fordi neuroner arbejder meget hurtigere og dermed har en tendens til at udviske signalet fra iltmolekylerne.

Men i den kommende artikel i fagbladet Current Biologi har Jack Gallant udviklet en metode til at overvinde begrænsningen. Ved at beskrive de hurtige visuelle informationer og de langsomme variationer i iltkoncentrationen via to forskellige tidskomponenter, og bagefter fitte dem individuelt i separate dele af den tidlige visuelle cortex, kunne forskergruppen rekonstruere hjernens interne visualisering af en række Hollywood-film, som en forsøgsperson kiggede på, mens han lå i scanneren.

Selve rekonstruktionen kræver en række nødvendige trin: først bruges scanninger fra et antal test-Hollywood-film til at bygge en visuel ‘ordbog’, som gør, at man kan oversætte hjerneaktivitet til veldefinerede kanter, former, og bevægelser. Det kræver en masse matematiske beregninger af aktiviteten i tusinder af forskellige områder i den visuelle cortex. Dernæst bygges et stort bibliotek af 18 millioner af små Youtube-videoklip, der har de samme matematiske egenskaber som dem i ‘ordbogen’. Hvert af disse klip sendes gennem ordbogen, som så genererer en forudsigelse af hjerneaktiviteten. Dernæst udvælges de 100 klip, som har den aktivitet, der passer bedst til en given observeret hjerneaktivitet. Og til sidst kombineres disse klip til et visuelt gennemsnit, hvilket udgør rekonstruktionen.

Se din drøm til morgenmaden
Alt dette udgør selvfølgelig kun de allerførste spæde skridt mod en egentlig tankelæsermaskine. Fremtiden vil først og fremmest skulle bringe forbedringer af selve teknologien. FMRI-scanning er, ud over sine tonstunge magneter og moderate opløsning, begrænset af individuelle forskelle hos forsøgspersonerne. Afkodningen af hjerneaktiviteten afhænger desuden voldsomt af vores forståelse af, hvordan hjernen bearbejder og repræsenterer information. En dårlig teoretisk forståelse af, hvad der foregår, vil påvirke nøjagtigheden af computermodellen, som omvendt vil forringe kvaliteten af rekonstruktionen. Forskerne fra Berkeley har haft gode resultater med den visuelle del af hjernen, men de andre områder af hjernen har været svære at afkode, simpelthen fordi man stadig ved for lidt om informationsbearbejdningsprocessen i f.eks. parietal- og frontallappen. Når hjerneforskerne en dag ved lidt mere om dem, vil de også kunne repræsentere andre aspekter af den menneskelige bevidsthedsoplevelse end den rent visuelle perception.

Hjerneforskere antager generelt, at alle mentale processer har en veldefineret neurobiologisk basis. Så længe man har gode målinger af aktiviteten og passende computermodeller af hjernen, burde det derfor i princippet være muligt at afkode det visuelle indhold af drømme, hukommelse og andre typer af forestillingsevnen. Det er dog stadig uafklaret, hvorvidt drømme og fantasier realiseres i hjernen på samme måde som en udefrakommende synsoplevelse. Hvis det er tilfældet, vil der ikke være noget i vejen for, at man på et tidspunkt vil kunne afkode drømme og andre mentale billeddannelser, og rekonstruere dem tilbage til en eller anden form for film eller handling.

De potentielle implikationer
Vi har alle en fornemmelse af, at det, der foregår inde i vores hjerne, er en af de få ting, som stadig er absolut privat. Hvis man om 30 år vil kunne udvikle maskiner, som kan scanne vores tanker når som helst og hvor som helst, så vil det for alvor være slut med privatlivets fred. Så vil døren stå åben for, at man kan dele sine tanker og følelser på en langt mere umiddelbar måde. Men det vil også åbne døren for tankepoliti og det, der er meget værre. Det kan blive et seriøst problem, som vil kræve lovgivning.

Ifølge Jack Gallant er det ikke et helt utænkeligt scenarie. Det er derfor vigtigt, at vi allerede nu diskuterer de etiske implikationer af arbejdet.

»Den eksisterende teknologi til at afkode hjerneaktivitet er indtil videre primitiv,« indrømmer Jack Gallant.

»Computermodellerne er umodne, og for at danne en model for en persons visuelle system må personen ligge i mange timer i en stor og stationær magnetisk resonansscanner. Det er derfor usandsynligt, at teknologien vil kunne bruges i praksis de næste mange år.«

»Ikke desto mindre udvikler vores viden og vores teknologier sig ustandseligt, og det er derfor tænkeligt, at hjerneafkodningsteknologier om 30 år vil rejse alvorlige etiske spørgsmål. Vi mener, at absolut ingen mennesker må udsættes for nogen former for tankelæsning, skjult eller ufrivilligt, uden eksplicit informeret samtykke.«

Gad vide om det er nok. For hvis der i praksis ikke er langt fra en tankelæsermaskine til et tankeskifteapparat, så ville man kunne hente sig sit informerede samtykke uden de store problemer.

Spilteoretiker vil overflødiggøre krig og politik

2011-09-09T10:00:00.000+02:00

Hvorfor kæmpe sig igennem udmarvende forhandlinger og ødelæggende krige, når de rette informationer og avancerede computermodeller kan gøre det beskidte arbejde? Næsten, i hvert fald.

(Dette er en længere version af artiklen i Ingeniøren. Læs hele artiklen med kommentarer på ing.dk)

Bruce Bueno de Mesquita er en mand med en mission. I 18 år har han arbejdet på at bruge spilteori til at overflødiggøre krig og politik. Ja, kære læser, De læste rigtigt: Nu er det snart slut med at spilde sin tid på politik og krig! For hvis man ser nøgternt på det, så er krig og politik i deres overordnede funktion ikke meget andet end en gensidig forhandling om, hvilket standpunkt, der til sidst vil stå stærkest.

Hvis man i stedet indsamlede information om, hvilket standpunkt, der har flest magtfulde støtter, flest kanoner og giver mindst tab af status og desuden antog, at mennesker altid forsøger at opnå det, som de mener, er det bedste resultat for dem selv, så kunne man i princippet overlade det til en computer at simulere ‘forhandlingen’, og på den måde spare et par skattekroner og menneskeliv.

Tanken er besnærende og selvfølgelig komplet urealistisk. Men Mesquitas metode med at forudsige politiske og militære konflikter via spilteoretiske modeller fejrer en del sejre i disse dage. En måned inden COP15 begyndte i København i 2009, skrev Mesquitas en artikel til magasinet Foreign Policy, hvori han fremlagde resultatet af en simulering af de enkelte landes forventede forhandlingspositioner i forhold til konferencen. Resultatet viste, at multilaterale forhandlinger ikke vil føre til noget, ligegyldigt hvor meget FN’s ihærdige teknokrater påstod noget andet.

I februar 2008 forudså Mesquita som en anden Nostradamus, at Pakistans præsident Perves Musharraf ville forlade embedet, når sommeren var ovre. Han skred 18. august. I maj 2010 forudsagde Mesquita, at Egyptens præsident Hosni Mubarak ville miste sin magt i løbet af blot et enkelt år. Ni måneder senere var Mubarak sat af, og han sidder nu fængslet i Cairo og afventer en retssag om, hvorvidt han beordrede drab på demonstranter.

Hvordan gør han?
Spilteori vurderer, hvilken strategi en aktør bør benytte for at opnå det bedst mulige resultat i en konkurrence med andre aktører. I modsætning til traditionelle økonomiske analyser fokuserer spilteorien på, at den enkelte aktørs optimale strategi er afhængig af de andre aktørers strategier.

Spilteorien blev formelt formuleret for første gang af John von Neumann og Oskar Morgenstern i 1944. I løbet af 1950’erne var det især John Nash, der videreudviklede teorien. Allerede i 70’erne var den blevet et af de vigtigste redskaber i matematisk analyse, og i løbet af 80’erne og 90’erne udvidede dens anvendelsesområder sig til en lang række andre discipliner såsom økonomi, biologi (især i forhold til evolution), økologi, antropologi, psykologi og politisk videnskab.

Men selvom spilteorien er et relativt ungt forskningsfelt, har mennesker længe brugt den i praksis. Et berømt eksempel findes i den jødiske skriftsamling Talmud (se boks). Nu om dage er spilteorien med dokumenteret succes blevet brugt til at løse nationale sikkerhedsopgaver, til sportsanalyser og betting, til arbejdsmarkedsstridigheder og til at udvikle komplekse virksomhedsstrategier.

Talmud-forskrifter forudså den moderne spilteoriOmkring 500 år før vor tidsregning havde jøderne i Babylon faste regler for, hvordan en persons formue skulle fordeles blandt hans kreditorer i tilfælde af hans død. Havde han for eksempel efterladt tre kreditorer, der hver havde krav på henholdsvis 100, 200 og 300 dinar, så skulle formuen fordeles ligeligt blandt kreditorerne, men vel at mærke kun, når formuen var på 100 dinar eller derunder. Var formuen på 300 dinar skulle den fordeles i forholdet 1:2:3 (altså 50 til den som vil have 100, 100 til den som vil have 200 og 150 til den, som vil have 300). Det mærkelige ved denne ‘Mishna’ – som man kalder en lov i jødernes religiøse lovsamling – opstod i den situation, hvor den afdøde kun havde 200 dinar. Så skulle pengene fordeles efter den mærkelige formel 50:75:75, altså som en ligelig fordeling mellem de to store kreditorer, og lidt mindre til den sidste. Denne forskrift har forbløffet Talmud-eksperter i over 2.000 år.
I 1985 opdagede matematikeren og nobelpristageren Robert Aumann sammen med Michael Maschler, at Talmuds forskrifter og love om formuefordeling forudså resultaterne af den moderne spilteori (se ing.dk/k#9f24). Hver enkel forskrift svarer nemlig til en løsning i et spil, således at det minimerer dominansen af en hvilken som helst koalition blandt kreditorerne. Mere præcist er opdelingen af en formue ifølge Talmud et koalitionsspil, hvor man opdeler formuen blandt kreditorer på en sådan måde, at hvert par af kreditorer fordeler summen af det, de får samlet, på en sådan måde, at den anfægtede sum fordeles ligeligt.
Lad os tage det ovenstående eksempel med en formue på 200 dinar, der skal fordeles på tre kreditorer, der har hhv. 100, 200 og 300 dinar til gode. De to første kreditorer mener begge, at de har krav på i hvert fald 100 dinar, hvilket må kaldes den anfægtede sum. Ergo deles 100 dinar ligeligt imellem dem, og de får 50 hver. Lad os nu tage den sidste kreditor, som kræver 300 dinar. Han får også halvdelen af den anfægtede sum på 100, dvs. 50 dinar. Nu har hver kreditor fået 50 dinar. Til sidst tager vi parret mellem den anden og den sidste kreditor. De mener begge, at den tilbageværende anfægtede sum på 50 dinar (200 minus 150 dinar) tilhører dem. Derfor deles beløbet ligeligt imellem dem, og i alt har de hver fået 75 dinar, mens den første har modtaget 50 dinar.
Selvfølgelig kunne man også have valgt en anden fordelingsmodel, hvor man f.eks. altid deler ligeligt i forhold til formuen (1:1:1) eller proportionalt i forhold til gælden (1:2:3). Den slags er kulturelt bestemt. Men jødernes retfærdighedssans var måske en smule mere sofistikeret. Talmuds spilteoretiske løsningstabel indbefatter løsningerne fra de andre fordelingsmodeller i store områder af udfaldsrummet, men virker også retfærdig i mere komplicerede situationer.

Ifølge 2005-nobelpristageren i økonomi Robert Aumann har spilteorien især vist sig at være værdifuld til auktioner. Da licenserne for de amerikanske radiospektre f.eks. skulle udbydes i 2006, brugte professor Paul Milgrom fra Stanford University specialudviklet spilteoretisk software til at hjælpe et konsortium af klienter, som gerne ville have del i de 1.132 licenser i udbud. Ved at estimere de hemmelige værdibud fra konkurrenterne, kunne softwaren afsløre, hvilke licenser der var overvurderede, og hvilke ikke. Ved at byde på et spektrum af mindre og billigere licenser kunne to af Milgroms klienter, Time Warner og Comcast, ifølge en artikel i Economist spare 1,2 milliarder dollars.

Gode data er vigtige
Bruce Bueno de Mesquitas matematiske model er egentlig slet ikke så kompliceret, som det lyder. Han bruger det, man kalder ‘expected utility’ maksimering – en metode, der blev færdigudviklet af spilteoriens fædre John von Neumann og Oskar Morgenstern, og som går ud på at regne på folks prioriteringer i forhold til et ukendt udfald ved at have et nogenlunde godt datagrundlag af deres personlige præferencer samt deres aktiver, som de kan bringe med i spillet. Konkret arbejder Mesquita med fire faktorer:

1. Hvem har noget at skulle have sagt på området?
2. Hvad er det, de siger, at de vil opnå?
3. Hvor fokuserede er de på at gennemføre det?
4. Hvor megen indflydelse har de over andre?

Hvis vi kender de fire faktorer og desuden antager, at alle mennesker bekymrer sig om to ting, nemlig A) et godt udfald og B) at få personlig anerkendelse for udfaldet, så vil man kunne forudsige resultatet af en politisk forhandling med 90 procents sikkerhed. Det sidste punkt B er vigtigt og ofte overset, da de fleste mennesker ikke kun er rationelle aktører, der gerne ser deres ønsker gennemført, men også store egoer, der spejler sig i andres syn på dem selv. Hvis en person f.eks. er meget fokuseret på en sag, så kan det betyde lige så meget for ham eller hende at blokere et dårligt udfald som at gennemføre et bedre alternativ.

Der er også forskel på, hvor fast man er i kødet. Nogle mennesker vil stå ved deres standpunkt, indtil det sidste lys er slukket, og de selv er døde af udmattelse, mens andre hurtigt vil stikke en finger i vejret og tage et nyt standpunkt, når det gamle ikke længere har nogen chance for at vinde. Er man som spilteoretiker i stand til at vurdere, hvor aktørerne står i dette spektrum af politisk bøjelighed, vil man altså ikke kun kunne forudsige resultatet med astronomiske 90 procents sikkerhed, men også kunne udvikle strategier til at manipulere dem, og dermed påvirke udfaldet.

Mesquita får sine oplysninger ikke fra aviser eller fra internettet, men fra eksperter på området. I et video-oplæg til non-profit-organisationen TED.com om, hvorvidt Iran ville bygge atomvåben i nær fremtid, brugte han for eksempel Iranske eksperter til at kortlægge beslutningshavernes interesser og prioriteringer. Det viste sig, at magthaverne efter al sandsynlighed vil vise omverdenen, at Iran kan bygge atomvåben, hvis de ønsker det, men i sidste ende ikke vil gøre det i fuld skala.

Princippet om konvergens
Det er klart, at modellen kræver mange data af god kvalitet. Og det er også klart, at den hverken er perfekt eller alvidende. Men hvis man sammenligner metoden med den hidtidige praksis, hvor man måske inviterer et par ‘eksperter’ til at give deres syn på sagen eller bare håber på, at det vil gå godt, så er spilteoriens marginale fordele til at føle på.

Det er vigtigt at huske på, at forudsigelser er en statistisk videnskab, og at statistik intet har at gøre med absolutte visheder. Lige så snart en statistisk model ikke lever op til det forventede ‘magiske’ resultat (som f.eks. da Mesquita helt forkert forudsagde, at der sandsynligvis ikke ville komme nogen revolution i Libyen eller i andre olierige arabiske stater) så tænker folk straks, at det er en charlatan, der prøver at bilde os noget ind.

En sand statistiker ville aldrig tage munden for fuld. Hvis folk vidste, at kloge mennesker som Edward Thorp og hans grupper af MIT-studerende kunne tjene millioner ved at tælle kort ved blackjack-bordene i Las Vegas, blot ved at ændre på sandsynligheden for at vinde fra minus 2-3 procent til plus 1-2 procent, så ville der nok være flere, som ville begynde at bruge ordentlig matematik til at analysere sociale og politiske konflikter.

Det pudsige i denne sammenhæng er, at brugen af computere i sig selv ville kunne gøre stridigheder kortere og forhandlinger lettere. Bruce Bueno de Mesquita indrømmer, at udbredelsen af hans model ville ændre på udfaldene af forudsigelserne. Men det vil ændre på udfaldene på en god måde. Det ville nemlig få flere folk til at indse, at deres position er uholdbar, og de ville meget hurtigere vide, om de ville kunne komme til et fornuftigt kompromis eller til et sammenbrud uden at skulle igennem en masse udmarvende forhandlinger først.

Og det er her, ideen om at afvikle krig og politik – engang i en fjern, fjern fremtid – for alvor bliver interessant. Krig og politik holder nemlig op med at have et formål, når man ikke længere kan være uenige om hinandens relative styrke. At vi fortsat udøver vores indflydelse i kød og blod er i sin essens et resultat af en uenighed om hinandens relative styrker. Krigen slutter i det øjeblik, opponenterne har lært nok om hinanden.

Det kaldes ‘konvergensprincippet’ blandt konfliktforskere og går ud på at anse krig og politik som en forhandling, hvorigennem parterne opdaterer deres viden om hinandens styrker og svagheder, indtil der ikke er mere at opdatere og en fredsaftale bliver mulig. Der er mange uskønne aspekter ved at se tingene på den måde, for eksempel at tyranniske stater kun adskiller sig fra demokratiske stater i antallet af rygge, der skal klappes.

Men der er også et par gode aspekter. Potentielle krigsnationer kunne udveksle informationer om hinandens våbenarsenal (ligesom under den kolde krig), sætte deres hanekam til display og gale højlydt – men uden at gribe til våben. En computer ville så kunne udregne resultatet af en eventuel konflikt, som så kunne blive grundlaget for en acceptabel og ublodig aftale for alle.

Tal på demonstranter

2011-09-04T00:00:00.000+02:00

At tælle folkemængden til en demonstration er en kunst, de fleste behersker til egen fordel. Mens arrangørerne som regel sætter tallet meget højt, er der andre, som sætter det meget lavt, og politiets skøn er også ofte utroværdigt.

Helt ærligt – det er jo en skandale. Frie, fredelige og højlydte demonstrationer er en af demokratiets allervigtigste kommunikationskanaler, og demonstrationers størrelse er en vigtig parameter, som kan afgøre valg, få politikere til at ændre deres mening, og afsætte præsidenter. Så hvorfor har vi ikke for længst udviklet en pålidelig metode til at tælle antallet af mennesker til en demo?

Selvfølgelig ved jeg godt, at det netop er demonstrationernes politiske betydning, der gør, at folk helst ikke vil kende det rigtige tal og postulere et andet i stedet. Men det er stadig en skandale. At gemme vigtige fakta bag politisk spin er en uting, som burde bekæmpes med vandkanoner.

Jeg vil derfor foreslå, at det hverken er politiet eller arrangører af demonstrationer, der bør have retten til at tælle folkemængder. Det bør overlades til en uafhængig institution, der ikke har nogen politisk interesse i sagen. Institutionen kan for min skyld komme på finansloven eller bestå af en enkelt ombudsmandslignende person, for opgaven burde hverken være dyr eller svær.

Det vigtigste, en sådan institution må lære, er at tælle ordentligt. Den hidtil bedste metode på området bruger et simpelt estimat: Hvis der er en høj tæthed af mennesker, så tæl seks personer pr. kvadratmeter; hvis der er en mellemstor tæthed af mennesker, så tæl fire personer pr. kvadratmeter, og hvis der er en lavere tæthed end det, så tæl to personer eller mindre pr. kvadratmeter. Når man så måler det samlede areal, f.eks. ved hjælp af et luftfoto, og opdeler arealerne efter tæthed, vil man hurtigt kunne komme frem til et tal, der er så fornuftigt, at det ifølge matematiske eksperter kun afviger fra det rigtige antal af demonstranter med maksimalt ti procent.

Dette er dog kun en god metode, så længe demonstranterne står stille. Et nyt problem opstår, når de (som oftest) går fra et sted til et andet. Ifølge statistikerne Ray Watson fra Melbourne University og Paul Yip fra University of Hong Kong er den bedste metode til at tælle mobile demonstranter at placere to inspektionspunkter langs ruten. Punkterne skal være relativt langt fra hinanden, og det sidste punkt skal placeres tæt på rutens afslutning. Ved f.eks. at måle bredden af vejen og hastigheden af demonstranterne begge steder vil man let kunne få et godt estimat af demonstrationens størrelse.

Tallet vil nok stadig være en nedre grænse, da mange demonstranter kommer og går hurtigt, men det ville stadig være langt mere nøjagtigt end de skævvredne tommelfingermetoder, som arrangørerne benytter sig af ved at kigge fascineret hen over deres masser, eller som politiets helikopterpiloter bruger, når de flyver hen over et område og skal gætte, hvem der er demonstrant, og hvem der er en almindelig fodgænger.

Forskere har fundet Ebolavirus’ angrebspunkt

2011-09-03T00:00:00.000+02:00

Et protein i cellemembranen spiller en vigtig rolle, når Ebolavirus trænger ind i et menneskes celler. Det kan føre til en strategi mod verdens farligste infektion.

Læs hele artiklen med kommentarer på ing.dk

Ebola er så afgjort verdens mest ulækre virusinfektion og har været en oplagt ingrediens i en række mere eller mindre faktuelle skrækhistorier på film (‘Outbreak’) og i romaner (Richard Prestons ‘The Hot Zone’, anmeldt her).

Smittede personer lider af kvalme, feber, interne og eksterne blødninger, mentale forstyrrelser og komplet kropslig dræning. I løbet af få dage indeholder deres opkast en blanding af blod og virus. Efter ti dage falder brystkassen sammen. Organerne og kødet ‘smelter’ og bliver til en flydende budding bestående af sort-røde klumper.

Dødsraten er 70-90 procent, alt efter virustype. Virulensen er høj, og man estimerer, at over 160.000 mennesker er døde af Ebolavirus siden 2000.

I to nye artikler i fagbladet Nature har forskere fra Albert Einstein College of Medicine, U.S. Army Medical Research Institute of Infectious Diseases (USAMRIID), Whitehead Institute for Biomedical Research og Harvard Medical School prøvet at finde ud af, ved hjælp af hvilke proteiner Ebola kommer ind i de menneskelige celler.

Efter at forskerne havde testet tusinder af kandidater, viste et af disse cellulære proteiner – kendt som Niemann-Pick C1-proteinet (NPC1) – sig at være en interessant kandidat. Hvis en celle ikke producerer NPC1, kan Ebolavirus ikke trænge igennem. Proteinet NPC1 sidder normalt i cellemembranen, hvor det sørger for transporten af kolesterol mellem cellerne. Men hvis en genetisk mutation forårsager mangel på NPC1, vil personen udvikle Niemann-Pick-syndromet, hvor cellerne stoppes til med kolesterol, hvilket i sidste ende vil føre til fatal celledød.

Nu lyder det ikke som et udpræget fremskridt at dø af kolesterolforstoppelse i stedet for at dø af Ebola. Men forskerne har i det mindste fået et konkret angrebspunkt, hvorfra de kan udtænke nye antivirale strategier. Som en ekstra bekræftelse på, at opdagelsen holder, kunne et andet forskerteam fra USAMRIID i samarbejde med Brigham and Women’s Hospital og Harvard Medical School i USA vise, at Ebolavirussets glycoprotein binder til NPC1 for at komme ind, og at antivirale molekyler, der spalter bindingen, ville kunne hæmme virussets indtrængen i cellen med hele 99 procent.

Frugtflagermus som vært
Ebola er det, man kalder et trådvirus (filovirus), og det sætter sig især på celler langs blodkar, hvorefter det ødelægger cellevæggene og får blodkarrene til at gå i stykker. Virusset blev identificeret første gang i 1976 ved to udbrud i det sydlige Sudan og i det nordlige Zaire. De første tilfælde, der blev identificeret, stammede fra floden Ebola i Zaire – deraf navnet på virusset. Serologiske undersøgelser viste, at de to subtyper – Sudan og Zaire – var forskellige, og undersøgelser af mus og aber viste også, at de gav forskellige sygdomsbilleder.

Efter 1979, hvor der var et mindre udbrud i den samme by i Sudan, har der ikke været flere kliniske tilfælde blandt mennesker, indtil foråret 1995, hvor et stort udbrud i det østlige Zaire medførte 315 inficerede, deraf 244 døde. 75 af de omkomne var sygeplejersker eller studenter ved hospitalerne. Siden har der løbende været udbrud i Uganda og især i Den Demokratiske Republik Congo.

Den naturlige vært for Ebolavirus er ukendt. Oprindelig havde man en hypotese om, at det er et plantevirus, men i dag tror forskerne snarere på, at Ebolas naturlige vært er den afrikanske frugtflagermus. Udbrud af Ebola har også vist sig at være ansvarlig for reduktionen i antallet af chimpanser og andre aber i det centrale Afrika med hele 88 procent siden 2003.

Transmissionen af virus blandt chimpanserne ser ud til at ske via fortæring af kød, men ikke via berøring af kadavere. Myndighederne har siden 2003 brugt de lokale tilbagegange i antallet af chimpanser som en indikator for, at Ebola er på spil, og advaret befolkningen mod en eventuel smittefare.

Fra naturen til mennesker smitter Ebola meget sjældent, og kun via berøring af døde chimpanser, gorillaer eller de såkaldte duikere, som er en gruppe af mellemstore antiloper, der lever syd for Sahara. Hvis virus allerede er kommet ind i et menneske, kan det dog smitte via alle typer af kropsvæsker som f.eks. spyt og øjenvæske. Selvom filovira som Ebola normalt ikke spredes i luften, er de meget smitsomme og ville kunne indåndes via små dråber, og det er derfor Ebola er klassificeret som et biologisk våben i kategori A.

Lang vej igen
Men alt dette kan ændre sig i løbet af få år, hvis forskerne fra Harvard Medical School og deres kolleger har heldet med sig. Det første, de skal kunne, er at finde kandidater som kan ødelægge bindingen mellem NPC1 og Ebolavirussets glycoproteiner. Det kunne ifølge Kartik Chandran fra Albert Einstein College of Medicine i New York ske via gener, der påvirker lysosomerne, som er organeller, der tager sig af cellernes affaldsstoffer. Eller det kunne ske via andre små molekyler, som fungerer hæmmende på kolesteroltransporten hen over cellemembranerne. Men forskerne bag opdagelsen indrømmer også, at man må forvente, at der går en del år, inden man er klar til test på mennesker og en eventuel effektiv behandling mod Ebola.

Det er Thomas Geisbert enig i. Han er professor ved Department of Microbiology and Immunology, University of Texas, USA, og ekspert i Ebolavirus.

»Det er yderst spændende arbejde, især forsøget på at forstå, hvordan disse vira interagerer med deres vært,« siger Geisbert til Ingeniøren.

»Men det er vigtigt at forstå, at dette stadig kun er en lille del af et stort puslespil. En af de væsentligste ting at overveje er det faktum, at der findes ganske mange stoffer, som har vist lovende resultater mod Ebola in vitro, og mange af dem har vist sig at kunne beskytte gnavere som mus og marsvin. Men der er meget, meget få, som har kunnet beskytte ikke-menneskelige primater som f.eks. rhesusaber. Så der er stadig lang vej igen fra at have et stof, som virker lovende i cellekulturer, til et medikament, som virker effektivt i primater,« siger han.

Australsk fysiker starter ny runde i forskerstrid om tyngdekraftens oprindelse

2011-09-01T23:14:00.000+02:00

En ny teori om tyngdekraften og universets beskaffenhed bliver skudt ned af en australsk forsker. Men teoriens fader, Erik Verlinde, siger, at kritikerne har misforstået pointen.

(Dette er en uredigeret og lang version af et interview med Erik Verlinde. Læs en redigeret version med kommentarer på ing.dk. En engelsk version findes her.)

Her på siderne har vi forsøgt at følge lidt med i en af de mest fascinerende debatter inden for den teoretiske fysik på det seneste, nemlig diskussionerne om en helt ny teori af den hollandske fysiker Erik Verlinde. Den handler såmænd om, hvordan alting her i universet er opstået af sig selv, og om at Big Bang, rumtid, partikler samt tyngde- og andre kræfter måske slet ikke er det, de ser ud til at være.

Da Verlinde offentliggjorde sit paper på arxiv.org i begyndelsen af 2010, spidsede mange kosmologer og højenergi-fysikere deres ører (læs også Ingeniørens artikel på ing.dk/k#9dae eller på bloggen her på http://blog.robinengelhardt.info/2010/12/erik-verlindedet-store-brag-og-en-ny.html). Verlinde var kendt som en stærk strengteoretiker og havde ydet vigtige bidrag til udviklingen af kvantefeltteorierne. Pludselig kom han og sagde, at vi burde droppe vores intuitive måde at tænke universet på.

I stedet for at se universet som en stor teaterscene, hvor kræfter og partikler vekselvirker med hinanden, burde vi se universets geometri, dets partikler og kræfter som tre forskellige manifestationer af én og samme underliggende ‘ting’. Hvad denne underliggende ‘ting’ eller ‘grunddynamik’ er for en størrelse, er dog mindre klart. Den må operere på en meget hurtig tidsskala og skabe rummets form og indhold på en måde, der kan sammenlignes med termodynamikkens love om energibevarelse og entropiens forøgelse, sagde han. Grunddynamikken er ifølge Verlinde også skyld i, at objekters inerti og tyngdekraft er, som de er – hvilket er to former for kræfter, som fysikere længe har haft svært ved at give en egentlig forklaring på.

Forslaget har sidenhen medført et hav af tankebølger på tværs af fysikerstanden, og mange har kritiseret Verlinde for at være alt for vag i sine argumenter og for at have misforstået dette eller hint. For nylig udgav den australske fysiker Archil Kobakhidze fra University of Melbourne for eksempel et paper, der siger, at tyngdekraften umuligt kan opstå som et resultat af entropi, og at tyngdekraften derfor ikke kan være en statistisk effekt på samme måde som f.eks. tryk eller temperatur er det.

Ifølge Verlinde er det dog blot endnu en misforståelse af hele pointen med hans nye tilgang til universet. Tyngdekraft opstår ikke som et resultat af det statistiske gennemsnit af et stort antal ‘partikler’, siger han i et svar til Ingeniøren.

»Intet sted i mit paper skriver jeg, at den underliggende dynamik kan beskrives ved partikler. Problemet er, at der ikke er mange mennesker, som kan forestille sig, at det er noget andet. Det skyldes en mangel på fantasi. Jeg ændrer paradigmet, der bruger partikler og kræfter og rumtid til at starte med. Alle disse begreber er tilnærmelser og må udledes ud fra en mere fundamental formulering, hvor begreberne endnu ikke har nogen a priori mening,« siger han.

Den almindelige brug af begrebet ‘entropisk kraft’ opstår i en termodynamisk situation, hvor der rigtig nok er mange partikler, der opfører sig på en statistisk forudsigelig måde. Men når man som Verlinde slet ikke arbejder med partikler til at starte med, kan det kun bruges som en analogi. Som en metafor. Selvom Verlindes ideer måske stadig mangler et fuldt matematisk fundament, er han dog ikke i tvivl om, at han har fat i den lange ende:

»En afgørende ny erkendelse, som endnu ikke er kommet på tryk – selvom jeg nævner den, hver gang jeg taler om det – er at der må eksistere en separation af tidsskalaer,« siger Verlinde og mener dermed, at dynamikken på det fundamentale niveau, hvor man endnu ikke kan tale om partikler og kræfter, er meget hurtigere end dynamikken på det makroskopiske niveau, som vi kan måle og se.

»Analogien svarer i disse situationer til en Born-Oppenheimer-kraft, snarere end til en termodynamisk entropisk kraft. Born-Oppenheimer-kræfter er f.eks. ansvarlige for molekylære bindinger. I en Born-Oppenheimer-situation er det kendt, at kvantekohærens ikke bliver tabt i de tunge kerner, selvom kraften mellem kernerne stammer fra det faktum, at deres position (men ikke deres hastighed, red.) har indflydelse på de mange elektroner, som omkranser kernen. Det princip, der gør sig gældende her, er det samme som for en entropisk kraft.«

I den teoretiske fysik er det normalt at organisere fænomener i relation til deres energiniveau eller deres afstande i forhold til hinanden. Hele teorien om renormaliseringsgrupper er baseret på den mulighed. Den såkaldt ultraviolette fysik, der virker på korte afstande, påvirker derfor ikke direkte de kvalitative egenskaber ved den infrarøde – dvs. langdistance – fysik.

Man kan derfor løse ligningerne for elektroner uden at bekymre sig om de langsomme atomkerner, der bare ser ud som stationære ting, ligesom man kan løse ligningerne for atomkerner uden at bekymre sig om de hurtige elektroner, der bare ser ud som en diffus sky på himlen.

»Denne afklaring er nødvendig for at forstå forslaget i mit paper,« siger Verlinde.

»Jeg ser det dog ikke som en mangel eller en fejl ved artiklen. Jeg fremsatte en revolutionerende idé, som jeg er overbevist om, er korrekt. Så der er ikke nogen sag her, og jeg er ikke bekymret over ræsonnementet i Kobakhidzes artikel,« siger Erik Verlinde.

Verden er din – og den er firkantet

2011-08-27T10:55:00.001+02:00

Computerspillet ‘Minecraft’ har taget spilverdenen med storm på trods af simpel grafik, ingen faste roller og ingen, der skal skydes.

Læs hele artiklen med kommentarer på ing.dk

En morgen vågner du og står midt i et landskab af kæmpestore pixels. Solen rejser sig firkantet i øst, og du finder ud af, at også græsset, sandet, træerne, fårene og resten af verden består af kvadratiske blokke, der kan hugges op, bearbejdes og placeres et nyt sted.

Med din firkantede pixelhånd skraber du lidt i en træstamme, og efter få sekunder har du noget træ, som du kan lave om til planker og pinde. Det er vigtigt, for nu kan du bygge dig en træøkse og en skovl og begynde at hakke i sten. Inden længe får du lyst til at bygge dig et hus af brosten, for når natten falder på, kommer monstre, ‘creepers’ og edderkopper, der har en utrolig stor trang til at spise dig.

Men så længe du ikke har vinduer i dit hus, er der mørkt, og du skal derfor finde noget kul i en mine for at lave fakler, som kan holde huset lyst og monstrene borte.

‘Minecraft’ er et fænomen inden for spilverdenen. Spillet er stadig ikke færdigudviklet, men har i en beta-version allerede solgt over tre millioner kopier. Det er aldrig sket før. Spillet er lavet af svenskeren Markus ‘Notch’ Persson. Han ville egentlig blot lave sig et lille sandkassespil, efter han stoppede som spiludvikler på king.com. Men efter at have frigivet en alfa-version af ‘Minecraft’ på nettet, begyndte tingene at rulle. Folk begyndte at foreslå forbedringer, lave alternative varianter af spillet og lægge film af deres spiloplevelser ud på Youtube. Spillet blev mere og mere populært, og i løbet af halvandet år havde Persson tjent flere hundrede millioner med et reklamebudget på nul.

Hvad kan man egentlig gøre?
Spiludviklere verden over er også begyndt at få øjnene op for spillet. Nogle af dem taler om revolution og paradigmeskift, og de spørger sig selv, hvad de har overset. Umiddelbart virker ‘Minecraft’ jo bare som et almindeligt kedeligt indiegame med særdeles dårlig grafik. Det har intet pointsystem, det er ikke en ‘first person shooter’, ikke et rollespil – ja, hvad kan man egentlig gøre her?

Persson selv siger, at en stor del af succesen skyldes heldig timing og en ydmyg tilgang til selve spiludviklingsprocessen, hvor man ligesom i open source-bevægelsen inkluderer brugerne fra start og lytter til deres ønsker. Men vigtigst af alt er nok det faktum, at ‘Minecraft’ åbner for en hidtil uset fleksibilitet, der giver spilleren en næsten absolut kreativ frihed til at kreere sin egen verden.

På en måde bliver spilleren til programmøren. Det betyder, at både familiefaren, der spiller sammen med sin søn, nørden, monsterdræberen, buildertypen og multiplayer-rollespilleren kan få sine lyster opfyldt. For det, man i virkeligheden gør, er at lave sit eget spil i spillet.

På Youtube kan man se den ene mere fantastiske konstruktion i ‘Minecraft’ efter den anden. Der findes folk, som i fællesskab har genskabt Titanic og rumskibet Enterprise i størrelsesordenen 1:1. Der er nørder, som har bygget 16 bit-computere ud af jordblokke og elektriske kontakter – som virker! Nogle bygger kæmpe rutsjebaner og enorme luftslotte, mens andre går under jorden for at finde guld, sølv og diamanter i spandevis. Og hvis man er til det hyggelige liv på landet, kan man også det og bygge sin egen bondegård, høste korn og ride på grise.

Visse spilanmeldere tillægger ‘Minecraft’ lige så stor betydning for evolutionen af computerspil, som de legendariske spil ‘Wolfenstein’ og ‘Doom’ havde det, efter de i begyndelsen af 90’erne transformerede genren i retning af first person shooters i en lækker 3D-grafik. Oplevelsen af at kunne bevæge sig rundt i en tredimensionel verden var trendsættende – en trend, der er fortsat til i dag, hvor man forsøger at skabe stadig større verdener i stadig mere lækker grafik og med stadig større frihed i den måde, man som spiller kan gå igennem historien på.

Kun begrænset af din egen tid
Kreativ og historiemæssig frihed i singleplayer-computerspil har længe været et efterstræbt mål blandt spiludviklere, men som regel er spiloplevelsen alligevel endt i en kreativ blindgyde, når det viser sig, at dialogerne begynder at gå i ring, og når spilleren har gjort alt det, der kan gøres på banen. I ‘Minecraft’ er der ikke nogen historie eller noget fast punkt at vende tilbage til ud over det, man selv går og finder på ud fra de materialer, man finder. Spillet er derfor vitterlig ’uendeligt’ og kun begrænset af den tid, du selv lægger i det.

‘Minecraft’ bryder derfor med det fremherskende computerspilsparadigme på flere måder. Fokus ligger ikke længere på grafikken og et prædesignet narrativ, men på manipulerbarheden af alle spillets komponenter. Grafikken kan nærmest betegnes som et ’tilbageskridt’, men er ifølge fans et intenderet element i en ny retrostil, der elsker skarpe kanter og pixels så store som et komfur. Ironisk nok kunne ‘Minecraft’ sagtens være blevet udviklet for ti år siden. Men det blev det ikke, måske fordi 3D-paradigmet har været så stærkt og skygget for det simple faktum, at hvis et spil er godt lavet og sjovt, skal det nok blive spillet, lige meget hvor simpelt interfacet ser ud. Med ‘Minecraft’ er computerspil vendt tilbage fra form til indhold.

Og musikken … musikken! Hvor ofte har man ikke skruet ned for musikken i et computerspil, fordi den bare var vildt irriterende. Ikke her. Musikken i ‘Minecraft’ er komponeret af en svensk electronica-fyr, der kalder sig C418, og lydene er så minimalistisk smukke og velplacerede, at kommentatorer på Youtube ofte bryder ud i gråd, når de hører dem, og pludselig husker tilbage til deres første dag i ‘Minecraft’.

Som f.eks. denne bruger, kaldet artuno1207, skriver på Youtube, da han hører sangen ‘Mice on Venus’:

‘Nogle gange kan jeg godt lide at føle mig som en mand og stå på toppen af mit fireetagers hus, som jeg har bygget med mine bare næver på mindre end syv ‘Minecraft’-dage. Og mens jeg sådan står på toppen af mit hus, ser jeg solen stå op, og sangen begynder pludselig at spille. Så har jeg en fornemmelse af, at ingen kan røre mig – lige meget hvor mange gange mit hus er blevet smadret af creepers. I ‘Minecraft’ er alt muligt, så længe du bare bliver ved … Og så går jeg ned og rider på en gris’.

Minecraft.net – spillet kommer efter sigende ud af beta 11. november 2011.

Stadigt højere fødevarepriser årsag til social uro

2011-08-26T10:04:00.010+02:00

Den væsentligste årsag til social uro rundt omkring i verden de seneste år har ikke været politiske modsætninger, men stigende fødevarepriser, siger forskere.

Klik på billedet for at se en større version.

Læs også artiklen med kommentarer på ing.dk

I de engelsktalende lande har man et ordsprog, der siger, at enhver civilisation aldrig er mere end tre solide måltider fra en revolution. En forskningsartikel, offentliggjort på arxiv.org, viser, at dette er mere end bare en tilfældig talemåde. Ved at kigge på data fra FN’s fødevareorganisation FOA kunne Marco Lagi, Karla Z. Bertrand og Yaneer Bar-Yam fra New England Complex Systems Institute i Cambridge, USA, tegne en simpel graf over udviklingen i fødevarepriser. Derefter indtegnede de på samme graf tidspunkterne for rapporterede folkelige oprør.

Grafen viser, at der eksisterer en stærk korrelation mellem fødevarepriser og antallet af opstande. Alene i 2008 var der mere end 60 optøjer i 30 forskellige lande, hvoraf der i ti af dem var adskillige dødsfald. Optøjerne i Nordafrika og Mellemøsten faldt som regel sammen med periodisk stærkt stigende fødevarepriser, og efter at priserne faldt i en kort periode, steg de igen i slutningen af 2010, hvilket førte til nye optøjer i f.eks. Mauretanien og Uganda samt til det, der under ét kaldes det arabiske forår.

Resultatet er måske ikke vildt overraskende, fordi man jo kan sige sig selv, at folk har brug for mad på bordet, og hvis et land ikke er i stand til at sørge for rimelige rammer for dette, vil der blive ballade.

Men forskernes analyse indeholder også et par mere subtile budskaber. De viser for eksempel, at der er en generel trend mod højere fødevarepriser, især på grund af dereguleringen af fødevaremarkedet og brugen af biobrændsel, og at det i sig selv vil føre til udbredte opstande i meget nær fremtid.

Undersøgelsen viser også, at selvom opstande kan skyldes mange ting, såsom etniske stridigheder og dårlige regeringer, er de høje fødevarepriser som regel den dråbe, der får bægeret til at flyde over. Med andre ord er det ikke nødvendigvis et forældet politisk system eller andre ideologiske forklaringsmodeller, der bringer forår til arabiske lande og får alverdens diktatorer til at frygte for deres fremtid. Det er den manglende evne til at betale for aftensmaden.

»Der er mange faktorer, som kan bidrage til uro,« siger professor Bar-Yam i et interview til ABC Science. »Men vi kan også se, at disse faktorer kan bestå i mange år, uden at der sker nogen former for protester eller revolutioner. Når fødevarepriserne så pludselig kommer op over et bestemt niveau, falder den sociale orden fuldstændig fra hinanden.«

Nye optøjer om et års tid
De to toppe i figuren viser, at der er et sammenfald mellem fødevarepriser og finanskriser, og at der i disse perioder har været (og er) mange optøjer på gaderne.

Kigger man på den gennemsnitlige fødevarepris, viser det sig, at den også er steget voldsomt. Hvis den nuværende udvikling fortsætter, siger forskerne, vil der ske substantielle optøjer i perioden mellem juli 2012 og april 2013, alt efter om man medregner inflationen eller ej. Og disse opstande vil vel at mærke ske, selv hvis der ikke var pludselige stigninger i priserne på grund af tørke eller lignende. Det er derfor afgørende, at politikere over hele verden begynder at handle i fællesskab, hvis de ikke ønsker at blive afsat inden længe, siger Bar-Yam.

Ved at bruge en statistisk test kan fysikerne desuden identificere en specifik tærskel for, hvornår optøjer vil blive sandsynlige. Det sker, når fødevareprisindekset stiger op over 210.

Den 13. december sidste år fortalte forskerne i et brev til den amerikanske regering om deres forskningsresultater og påpegede, at der er en stærk sammenhæng mellem fødevarepriser og social uro. Fire dage senere satte den tunesiske gadesælger Mohamed Bouazizi ild til sig selv i protest mod regeringens politik og mod at politiet igen havde konfiskeret hans varer, hvilket senere førte til revolutioner i mange arabiske lande.

To vigtige faktorer
De amerikanske forskere udpeger især to faktorer, som de mener, får fødevarepriserne til at stige uhensigtsmæssigt verden over. Den ene er børsspekulation, og den anden er fødevarebaseret ethanolproduktion.

Stigningen i den gennemsnitlige fødevarepris korrelerer først og fremmest med den forsatte deregulering af finansmarkederne. Især siden 2004 er børshandlen med madråvarer steget voldsomt. Det årstal falder sammen med det tidspunkt, hvor Hank Paulsen, dengang CEO for Goldman Sachs, med held lobbyede for en undtagelse i reglen om, at investeringsbanker skal have nok egenkapital til at dække deres eventuelle tab. Derfor kunne bankerne frigøre milliarder af dollars, som de blandt andet brugte til at spekulere i et allerede særdeles dereguleret råvaremarked. Ifølge det amerikanske kongresmedlem Bart Stupak skete der i perioden mellem 2003 og 2008 en stigning i spekulation med råvarer på 2.000 procent.

Den anden faktor er subsidier til udviklingen af biobrændsel, både i USA og EU. Ud over at majsbaseret produktion af biobrændsel ikke er særligt miljøvenligt, får det også priserne til at stige.

Sidste år brugte USA mere end en tredjedel af sin majshøst på 335 millioner metriske ton på at producere ethanol. Og ifølge projektionerne vil mere end halvdelen af majsproduktionen blive brugt til brændsel om fem år. Sideløbende er majspriserne i løbet af det sidste år steget med op til 154 procent, og prisen på kornsorten durra er steget med 240 procent.

Begræns spekulationen
For at undgå store sociale opstande i de næste par år er det ifølge Yaneer Bar-Yam afgørende at gøre to ting så hurtigt som muligt: at reducere mængden af majs, der konverteres til ethanol, og at genetablere de gamle restriktioner på at købe og sælge futures på råvaremarkedet, således at spekulanter udelukkes og kun bona fide hedgers (dvs. bønder, supermarkeder og andre stakeholders, som faktisk er afhængige af råvarerne) kan handle med dem og sprede deres risiko.

»Situationen er bekymrende,« siger Bar-Yam. »Problemet er, at alle samfund i verden har fattige og udsatte befolkningsgrupper. Social uro smitter. Jo mere vi ser det ske andre steder, jo mere sandsynligt bliver det, at det også spreder sig til steder, hvor man selv bor.«

»Som vi har set det i London for nyligt, kan selv velhavende mennesker blive fanget i omstændigheder, der fører til social uro og ledes til at udnytte situationen til fordel for bemærkelsesværdigt små gevinster,« siger Yaneer Bar-Yam.

»Det, vi ser, er, at de stigende fødevarepriser driver en kollektiv overgang mod stadig større social uro overalt i verden.«