I dagarna för hundrafemtio år sedan ställde ryssen Mendelejev upp en tabell över de då kända kemiska elementen på grundval av dess egenskaper. Han fann därvid att det borde finnas ytterligare element i luckor som bildades, och förutspådde således existensen av dessa i en vetenskaplig triumf av rang.
Periodiska systemet tillkom ett antal decennier innan atomens inre struktur beskrevs, och Mendelejev hade därför ingen aning om att det är atomnumret i form av antalet protoner i kärnan som avgör elementets rangordning. Inte heller elektroner var kända, och därmed inte de nivåer som ger upphov till elementens struktur.
Sedan ett halvsekel tillbaka vet vi att protoner och neutroner inte är elementära, utan komposit uud respektive udd av upp- och nedkvarkar förenade av stark kärnkraft via förmedling av gluoner. I princip är upp- och nedkvarkar tillsammans med elektroner all materias byggstenar (mörk materia är en annan femma).
Kvarkar och elektroner föreligger visserligen i ytterligare två generationer, men de är uppskruvade energilägen som inte är stabila och därför inte naturliga. Det samma gäller alla övriga underliga partiklar som kan byggas av kvarkar.
Alla partiklar har även en antipartikel, men antimateria är också en anomali i universum. Den vanliga materian vann under baryogenesen i den stora smällen på grund av någon asymmetri i naturen. Vidare finns neutriner, fotoner och intermediära vektorbosoner som W och Z, men de hör inte till den egentliga materian utan är förmedlare av olika slag. Det samma gäller den skalära higgsbosonen, en i stort virtuell partikel som uppstår i det allestädes närvarande higgsfältet som en excitation eller krusning.
Det är alltså riktigt att säga att din kropp (och allt annat på jorden och i solsystemet) består av upp- och nedkvarkar förenade i protoner och neutroner tillsammans med elektroner, så kallade nukleoner som bygger de molekyler kroppen består av. Tre enstaka element bygger all materia, ungefär som tre toner bygger en väldig symfoni.
Mendelejev och hans samtida kolleger hade fått kalla kårar av att känna till den kunskapen, och hade blivit än mer förundrade av att veta att alla grundämnen utöver väte och en del helium produceras i fusionsprocesser i stjärnor, supernovor och neutronstjärnekollisioner. Att vi är byggda av aska från en döende stjärna skulle förefalla makabert för 150 år sedan.
Saken demonstrerar hur människans kunskap accelererar, trots att det ofta känns som att vi står still i utvecklingen. Astronomi i någon form har existerat i tio tusen år sedan civilisationens begynnelse, eller under tre procent av människans existens. De antika grekerna fann ut att jorden är ett klot för tre tusen år sedan, och europeiska vetenskapsmän fastställde att jorden går i en elliptisk bana runt solen för bara fyra hundra år sedan.
Att det finns fler galaxer än Vintergatan har inte varit känt i mer än knappt hundra år, eller 0.03 % av människans existens. Mendelejevs upptäckt och den vidare dissekeringen av atomkärnan, framväxten av kvantmekanik och relativitetsteori och slutligen applikationer i form av datorer, GPS:er och rymdfarkoster har samtliga skett inom denna korta tidsrymd, motsvarande tre femtioåringars liv.
Mendelejev verkade i samma era som Maxwell, då elektricitet var en akademisk underlighet som i dag kanske motsvaras av kvantdatorer. Människor levde under stearinets och fotogenets ljus, och kamera, bio och telefon fanns ännu inte – man hade andra nöjen. De hade inte en aning om att jorden är fyra miljarder år gammal eller att människan har utvecklats ur andra arter i successiva led, utan trodde på en gud som skapade jord och människa för några tusen år sedan, så långt som det civilisatioriska minnet sträcker sig.
Vi har alltså kommit oerhört långt på en kort tidsrymd, men förstår inte att uppskatta det, utan tar det för givet, om vi ens förstår det. För de flesta är vetenskap en tråkig materia, även om man gärna nyttjar dess tillämpningar.
Fenomenet går under benämningen accelererande förändring, och har ungefär samma innebörd som Moores lag vad avser tillväxten av transistorers storlek och kapacitet. Vårt vetande och vår tekniska förmåga inte bara tilltar, utan accelererar exponentiellt. Någon gång i utvecklingen når vi ett stadium då vi uppfinner en maskin som är bättre än oss på att uppfinna och upptäcka, den så kallade teknologiska singulariteten, då artificiell intelligens tar överhanden.
Av olika skäl kan man emellertid förmoda att singulariteten ligger längre bort än vad utvecklingskurvan hittills har visat. Kurvan är nämligen i avtagande, på samma sätt som Moores lag sedan en tid tillbaka. Det skulle krävas ett nytt paradigmskifte – kanske realisering av kvantdatorer – för att åstadkomma nästa fas i accelerationen. AI är under alla omständigheter inte i närheten av att ersätta den tänkande människan, utan är dumma programsnuttar som måste tränas explicit för sitt ändamål att plocka rätt kategori.
Men det finns ytterligare en fråga av intresse, nämligen hur mycket som går att upptäcka och veta. Vi har börjat nå gränsen för både det stora och det lilla universum, och vi känner dess början och slut samt i stort alla dess detaljer. Mörk materia, mörk energi och andra platshållare för ännu oförklarade fenomen låter vänta på en förklaring, men det är förmodligen inte något som dramatiskt kommer att förändra vår världsbild.
I dag sker inte nya upptäckter av enskilda vetenskapsmän som på Mendelejevs tid, utan det krävs i regel stora lag med stora anslag. För partikelfysik motsvaras dessa av mindre nationers statsbudgetar. Att borra än djupare kommer således att kräva än mer resurser.
Matematiken, som har stött på motsvarande patrull, är sedan hundra år en i stort färdig materia i dess grundvalar. Nya spännande sidogrenar tillkommer ständigt, men de är inte fundamentala för matematiken. Men den fundamentala matematik som har utarbetats kan samtidigt hjälpa oss att inse gränserna för vårt vetande.
Kurt Gödel bevisade 1931 att det inte går att konstruera ett både fullständigt och motsägelsefritt axiomsystem, utan varje sådant system har utsagor som inte går att bevisa eller motbevisa. Det går djupare än så, och har en motsvarande fysikalisk innebörd, nämligen att vi som en delmängd av naturen aldrig kan nå en sådan grad av introspektion att vi kan förstå hela det system som vi är en del av. Ett givet system kan inte till fullo förstå sig självt, uttryckt i abstrakta termer.
Begränsningen gäller inte bara människor, utan varje form av intelligens, även i form av maskiner, oavsett kognitiv kapacitet. Singulariteten kanske inträffar, men den har under alla omständigheter ett abrupt slut efter vilket inget mer väsentligt går att veta. Vi har då nått gränsen för det vetbara, och får nöja oss med att spekulera i filosofi och religion – de så kallade yttersta frågorna får aldrig ett nöjaktigt svar.