Kategorier
Film Kultur Vetenskap

Tvivelaktig vetenskapsfiktion

Film och litteratur är underhållning snarare än vetenskap eller dokumentär, och ibland – oftast – måste den konstnärliga friheten gå först. Vi köper det resonemanget, och vi kan även lätt bortse från banala invändningar som kommer för en under betraktande av vetenskaplig fiktion.

Exempelvis kan man ganska enkelt motivera absurd teknik (som «warp drive») med att mänskligheten bara är i begynnelsen av sin förståelse för naturen och den tekniska tillämpningen därav, och att en mer avancerad civilisation – eller en framtida mänsklig – kanske har löst problemen och därmed möjliggjort teknik vi trodde omöjlig.

Noga räknat kan man inte helt utesluta en sådan utveckling, vilket möjliggör en lucka för vild spekulation i fiktionen. Icke desto mindre kan man ändå estimera sannolikheten för att en viss teknik kan realiseras, och i en del fall kan vi även utesluta möjligheten helt och hållet även med den ringa kunskap vi besitter om naturens väsen.

Ett exempel på det senare är tidsresor, som är ett populärt tema i science fiction. Man skildrar då gärna hur en person reser bakåt (eller famåt) i tiden, varvid komplikationen vanligen ligger i att man då kan påverka det förflutna så att den egna existensen upphör eller «framtiden» ändras.

Man tycks då föreställa sig rumtiden som en serie filmrutor som man godtyckligt kan traversera fram och tillbaka, och att allt som har hänt och kommer att hända bildar enskilda universa som föreligger statiskt, det vill säga att du finns i en fix uppsättning för varje plancksekund av ditt liv, från späd ålder till en avlägsen framtid på ålderns höst, och att samma slags tillstånd då gäller för varje annan person, objekt och enskild partikel under universums hela existens.

I verkligheten finns dock bara ett enda kontinuerligt och omedelbart nu, och tiden är en funktion av rummets förändrade tillstånd, en mänsklig konstruktion om man så vill. Det finns ingen sparad konfiguration av universum som det förelåg för ett ögonblick sedan eller för tusen år sedan, och därför kan man inte heller «resa» mellan dessa tänkta konfigurationer. Av samma skäl föreligger ingen framtid som redan har hänt.

Den enda resa i tiden man kan företa är relativ, det vill säga att färdas längs en annan tidslinje i accelererat tillstånd under en längre tid, varvid man åldras saktare än referenspersonerna i den ordinarie tidslinjen. Detta är tvillingparadoxen i relativitetsteori, och den är nog så svårbegriplig, men kanske ändå ganska tråkig. Det är ändå ett vanligt tema, som i Interstellar (2014) eller Lightyear (2022).

Ett betydligt vanligare motiv är invasion av en främmande interstellär styrka, som i Independence day (1996) eller War of the worlds (2005). Här kan man som sagt rent hypotetiskt föreställa sig en alternativ energikälla till vårt primitiva raketbränsle, men den fysikaliska grunden kvarstår, att det krävs utomordentligt massiva mängder energi för att möjliggöra interstellär rymdfart av den magnituden, och därtill att det kräver omfattande tid och erbjuder andra slags resursproblem att det i praktiken är en högst osannolik händelse.

Den i Star trek populariserade teleporteringen av människor genom molekylär sönderdelning och sammansättning är en annan teknik som i verkligheten stöter på hårt motstånd, och det har att göra med den bandbredd som krävs för att replikera den konfiguration som en människas varje enskilda cell har, motsvarande 10¹⁰ bitar per cell för varenda en av de 3·10¹³ celler en människa består av.

Beräkningar visar således att det kräver motsvarande 2.6·10⁴² bitar för att spara data på något medium som medger den kapaciteten, och att det skulle ta 4.85·10¹⁵ år i anspråk att överföra en sådan datamängd med en bandbredd om 30 GHz, eller motsvarande 350 000 gånger universums hittillsvarande ålder.

Samma slags bandbreddsproblem föreligger för övrigt även för tidsresor enligt ovan, och för tanken om parallella «multiversa». De senare antas bildas varje gång en kvanthändelse sker, varvid universum «klyvs» i två delar och bildar en snarlik uppsättning av vardera universat.

Tanken här är att allt som någonsin kan hända då också händer i något av dessa universa, och att det bland dessa nära nog oändligt många universa alltid kommer att finnas några konfigurationer som möjliggör vår typ av universum, med gynnsamma naturlagar för mänsklig och annan existens.

Frågan om hur universum omedelbart «klyvs» i två nära nog identiska uppsättningar har dock aldrig fått något tillfredsställande svar, och det torde bara vara möjligt om rumtiden är renodlad information, det vill säga att det vi upplever som en fysisk värld med utsträckning och tidsförlopp i själva verket är en illusion.

Men även under sådana omständigheter måste alltså universums varje enskilda atomära tillstånd kopieras, i likhet med mänskliga celler under teleportering, vilket är en så informationsmässigt kostsam procedur att den inte är möjlig ens i teorin. Härav kan vi utesluta att multiversa finns, i vart fall av den typ som regelbundet fissioneras av kvantförlopp – existensen av kausalt skilda universa är förstås hypotetiskt möjlig, men också vetenskapligt meningslös, eftersom hypotesen inte går att pröva.

Bäst sci-fi är nog den som visserligen bryter mot fysikaliska principer, men som är svår att omedelbart peta hål på. Tidssnurror som i Edge of tomorrow (2014) och Arrival (2016) likväl som retrokausala skildringar som Tenet (2020) kan visas vara fysikaliskt omöjliga (i makrovärlden), men är ändå intellektuellt kittlande och inte uppenbart kontraintuitiva.

Föreställningen om en simulerad värld som i The Matrix (1999) är än svårare att bryta ned, men den faller egentligen på samma argument om bandbredd som ovan, en omständighet som man i filmen förbigår med viss humor: There’s way too much information to decode the matrix. You get used to it, though. Your brain does the translating. I don’t even see the code. All I see is blonde, brunette, redhead.

Kategorier
Hälsa Vetenskap

Läkande fasta

Att emellanåt utsätta sig för kontrollerad energirestriktion medelst längre eller periodisk fasta är inte bara ett utmärkt verktyg för att motverka och reversera välfärdssjukdomar som metabolt syndrom, diabetes, fetma, cancer, högt blodtryck med flera, utan även en metod för att förlänga såväl livs- som hälsospann, nämligen i saknad av sådana sjukdomar.

Till yttermera visso kan fasta nyttjas för att läka skador och sår snabbare, likväl som att skydda mot strålning och kemiska skador, exempelvis vid cancerbehandling – även om man naturligtvis bör använda fasta för att undvika att utveckla cancer överhuvudtaget (fasta motverkar övervikt och metabolt syndrom, som är förstadier till cancer).

Men om man väl hamnar i den situationen kan fasta hjälpa till att dels bromsa det vidare förloppet, nämligen genom att svälta cancerceller på erforderligt glukos från socker och kolhydrater i kosten (Warburgeffekten), och dels förnya stamceller och därmed vässa förmågan att återbilda skadad vävnad.

Strålskadade möss dog inom en vecka, förutom de som hade fastat.

Försök med möss har visat att tjugofyra timmars fasta skyddar vanlig vävnad mot strålning av Hiroshima-klass, eller 11.5 Gy (gray). Alla möss som inte hade fastat dog inom en vecka, medan samtliga möss som hade fastat överlevde. Ett dygn för en mus motsvarar ungefär en vecka för en människa.

Motsvarande experiment med kemterapi gav exakt samma resultat av samma orsak, nämligen att kroppen snabbt kunde återbilda och ersätta skadad vävnad genom stamceller. Det är häpnadsväckande.

Även kemskadade möss dog inom en vecka, förutom de som hade fastat.

Men mekanismen är giltig även för mer vardagliga skador, som benbrott, frakturer och sårbildning. Vid fasta växlar kroppen från ett katabolt eller nedbrytande stadium till ett anabolt uppbyggande. Utan föda finns inget externt material att bearbeta, varvid cellerna söker återvinna byggstenar från skadade celldelar för den vidare ämnesomsättningen (autofagi, mitofagi).

Saknad av föda orsakar metabol stress, varvid kroppen förbereder för maximal tillväxt då näring åter finns tillgänglig. Det sker genom ymnig produktion av tillväxthormon och föryngring av stamceller, samt inte minst genom att prioritera reparation av defekt material, inklusive skador av olika slag – ur evolutionär synpunkt är det mekanismer som maximerar ett skadat djurs överlevnadschans.

För egen del råkade jag härförleden ut för en stressfraktur i båda fötterna, efter att alltför snabbt ha ökat den dagliga distansen i spåret. Jag borde naturligtvis ha vetat bättre, men hade faktiskt inte en aning om att belastningen var så hög.

En stressfraktur är en typ av förslitningsskada i vilken sprickor uppstår i de små ben som utgör mellanfoten eller angränsande partier, och det finns inget ingrepp man kan göra för att läka tillståndet. En regionanställd medicinman skulle förmodligen rekommendera vila med en chipspåse i ett par månader, men det är naturligtvis ingen hållbar lösning.

Fem dagars fasta, plus vitamintillskott med kalcium, inklusive lättare träning, gjorde dock susen, och även om det kommer att ta ytterligare tid att helt läka sprickorna, går det alldeles utmärkt att kuta på som vanligt. Värken har nästan helt försvunnit, från att tidigare ha varit helt handikappande – en djävulsk smärta.

Även det är häpnadsväckande, men alltså ett påtagligt bevis för fastans läkande effekter. Fastans regenerativa fas har på bara några dagar inte bara i stort reparerat sprickbildningen, utan även gjort fötterna starkare, en process som vanligen tar åtta veckor. すごい!

Kategorier
Asien Europa Kina Politik Teknik USA Vetenskap

Mineralkriget

Jänkarna har tills vidare stoppat all leverans av flaggskeppet F-35, nämligen för att en komponent i stridsflygplanet innehåller en legering tillverkad i Kina. Det rör sig om en samarium-kobolt-magnet (SmCo₅) i ett pumpsystem, och vart och ett av de drygt åtta hundra plan som har tillverkats innehåller det fruktade kinesiska mineralet.

Det är kanske inte så att man tror att metallklumpen i fråga plötsligt ska få liv och börja spionera, utan det är mer en fråga om att följa ett nytt regelverk som svartlistar tusentals kinesiska företag och produkter, dels för att undertrycka kinesiskt näringsliv, dels för att säkerställa tillgång i logistikkedjan och dels för att värna inhemsk försvarsindustri.

Med den ambitionen lär denna den nya tidens paranoida mccartyhism komma att innebära våldsamma problem för USA, då Kina är världsledande i gebitet, mer eller mindre har monopol på raffinering av jordartsmetaller och framförallt är på god väg att etablera dominans i materialfysik och besläktade områden.

Minst hälften av en F-35 består förmodligen av komponenter med någon koppling till Kina, nämligen för att det är dit man har förlagt världens tillverkning av plast, elektronik och mineraler av olika slag, och för att den ordningen har resulterat i att Kina är världens logistiska nav för allsköns produkter från magneter till halvledare. Det amerikanska militärindustriella komplexet kan därför komma att få det svettigt framöver.

USA:s vilja att försöka frikoppla landet från Kina är i övrigt meningslös, givet hur sammanflätade de båda länderna är med varandra och med resten av världen. Kina är framförallt inget hot mot USA, utan bygger sin rikedom på handel med landet, i ömsesidig vinst.

Däremot är Kina ett «hot» mot USA:s hegemoni och roll som världens enda supermakt, och Kina kommer inte att nöja sig med att spela andrafiolen i Asien. Det är av detta skäl USA i allt större utsträckning försöker isolera och skada Kina med handelskrig, pakter, sanktioner och NGO-förmedlat förtal om Xinjiang, Hongkong, Tibet och så vidare, och det är också därför man biter sig fast i Taiwan.

Inget nytt under solen, utan det är så stormakter alltid har agerat. Man vill inte frivilligt släppa sin dominanta roll som herre på täppan, utan är beredd att i värsta fall gå i krig mot en ny uppstickare. Det måste inte sluta så, men det finns en viss historiskt betingad sannolikhet för att så ska ske.

En annan observation är att materialteknik har format historien, från stenålderns olika raffineringar av verktyg till bronsåldern och dess kollaps under järnets framväxt. Stål, cement och plast har byggt vår moderna civilisation, och det är ingen tillfällighet att Kina numera har en brutal dominans i dessa tre bärande element.

Men det finns också en mer högteknologisk sida, där jordartsmetaller, mineraler och legeringar av olika slag är definierande för moderna tillämpningar som mobiltelefoner, vindsnurror och för all del stridsflygplan. Även den verksamheten har förlagts till Kina, som därmed har skaffat sig spetskompetens och blivit den centrala logistiska knutpunkten.

Den nya rymdkapplöpningen mellan USA och Kina innebär på sikt en tävling om att utvinna mineraler även i rymden, och då inte bara mer av samma sort som finns på jorden, utan helt andra slags legeringar med extraterritoriellt ursprung och därmed unika egenskaper.

Betrakta exempelvis det nya mineralet chang’esit-(Y), ett fosfatmineral som fanns i den mängd rymdgrus Chang’e 5 (嫦娥五号) plockade med sig hem för något år sedan. Mineralet har den ideala formeln (Ca₈Y)◻︎Fe₂+(PO₄)₇, där Y betecknar yttrium eller annan jordartsmetall. För närvarande finns inget tillämpningsområde för just detta mineral, men händelsen illustrerar att det pågår en ständig forskning på nya material.

Här finns en berättigad rädsla för att utsättas för avbräck i tillgångsleden för produkter av olika slag, i allt från olja och gas till jordartsmetaller och halvledare. Både Europa och USA vill säkra egen produktion av halvledare och egen raffinering av mineraler och jordartsmetaller för att inte vara beroende av Kina och övriga Asien, och i Europa har man just insett att man inte kan lägga ned den egna stabila energiproduktionen och göra sig beroende av ett enstaka externt energislag som rysk gas.

Å andra sidan är det inte praktiskt möjligt att varje land ska ha en egen produktion av alla möjliga slags produkter, eftersom det inte bär sig ekonomiskt. I slutändan kommer marknadsekonomiska mekanismer att omöjliggöra europeisk chipstillverkning och amerikansk mineralutvinning, varför man är tillbaka på ruta ett.

Den globalisering som har möjliggjort den högteknologiska nutiden måste därför fortsätta ha sin naturliga verkan, och det enda sättet att undgå konflikt är att låta världen integreras så mycket som möjligt, så att alla är beroende av varandra. Det är samma tanke som för Europeiska unionen, men på global skala.

En given konsekvens härav är emellertid framväxten av en multipolär ordning, att Washington och Bryssel inte längre kan diktera för övriga världen som under kolonialismens tidevarv, utan att man måste respektera olika världsåskådningar och regionala skillnader, i Beijing och New Delhi, och även i Moskva.

Kategorier
Kina Politik Teknik USA Vetenskap

Fiaskot Artemis

Jänkarna tycks ha skaffat sig ett rekreationsfordon med destination månen, men det bar sig inte bättre än att uppskjutningen blev uppskjuten på grund av något vajsing med en av de fyra motorerna. Nästa försök lär ska ske på fredag.

Man får onekligen vibbar av rymdfärjan Challengers explosion 1986 på grund av problem med O-ringar, och av Marsklimatkretsarens destruktion i Mars atmosfär 1998 till följd av att man hade beräknat höjdnavigationen i pundsekunder per furlong eller liknande. Det «exceptionella» USA är som bekant ett av tre länder (tillsammans med Liberia och Myanmar) i världen som inte vill ansluta sig till den «regelbaserade världsordningen» under SI-enheter.

Visserligen använder NASA SI internt, men underleverantörer nyttjar typiskt flytande uns, tum och fot, oftast i salig blandning med gram, millimeter och andra SI-enheter, eftersom «frihetsenheterna» är kolossalt otympliga att nyttja. Eftersom det kan gå fel, kommer det också att gå fel.

Månprogrammet Artemis (Apollons syster i grekisk mytologi) är ett hopkok av ett antal tidigare program, småningom införlivat genom dekret av forne US-presidenten Trump i syfte att ta upp kampen med Kina i en ny rymdkapplöpning. Den mer skruvade retoriken gör gällande att USA måste kolonisera månen innan kineserna paxar himlakroppen för egen del, även om Kinas inställning om fredlig samexistens i rymden är välkänd.

Ytterst dröjer det sig om utvinning av mineraler på månen och andra kroppar, likväl som vetenskaplig utforskning och förberedelse för en längre resa till Mars. Den militära aspekten har dock inte så mycket bäring utanför jordens omloppsbana, även om den politiska prestigen är stor.

Någon landning är dock inte planerad förrän 2025 med Artemis III. Den första obemannade Artemis I ska blott runda månen och placera satelliter i omloppsbana för att säkra framtida navigation (om man bara använder SI-enheter!), medan efterföljaren Artemis II är tänkt att utgöra en bemannad drive by shooting star runt månen.

Man har även lösa planer på en permanent månbas, även om inget närmare datum har spikats. Kina avser färdigställa en internationell forskningsstation på månen 2035, tillsammans med Ryssland, med konstruktion från 2026. Det är inte troligt att amrisarna kan matcha den ambitionen, särskilt som Artemis-programmet är kantat av frågetecken – däremot kan man komma att ha en rymdstation i omloppsbana runt månen 2028, om tidsschemat skulle råka hålla.

Programmet är osäkert på grund av de enorma kostnaderna, byråkratin, de många underleverantörerna och de ifrågasatta tekniska lösningarna, men även på grund av politiska faktorer av olika slag. USA har sent omsider fått för sig att ta fajten med Kina i precis allt från massiva infrastrukturprojekt och mineralutvinning till chipstillverkning och rymdkapplöpning, en spretig ambition som kommer att dränera landet på resurser, särskilt om man avser vidmakthålla sitt överdrivna militärindustriella komplex.

Det är för all del bara bra att USA kommer på banan igen, och konkurrensen får samtliga parter att skärpa sig – även om det amerikanska fulspelet är både ovälkommet och kontraproduktivt. Usonierna har alltjämt ett litet övertag i rymdtillämpningar, men även där är det bara en tidsfråga innan man blir akterseglade.

Den tidigare rymdkapplöpningen med Sovjetunionen vann man för att man då hade ett överlägset system, medan man inte längre har den fördelen. Kina har momentet, logistiken, den politiska stabiliteten, kunskapen och framförallt resurserna för att leverera, och man har en långsiktighet som det splittrade USA helt enkelt inte kan matcha – man ska därför inte bli förvånad om Artemis småningom läggs i malpåse, som så många tidigare projekt.

Kategorier
Hälsa Japan Kultur Vetenskap

卍 En myriad steg 卐

Myten har att man bör ta 10 000 steg per dag för optimal hälsa. Men är det verkligen en myt, eller finns det månne någon sanning i påståendet? Är alla steg likvärdiga, till exempel i gång eller löpning, och finns det skillnader för olika åldersgrupper?

Ursprunget till parollen kan spåras till 1960-talets OS-frälsta Japan, där läkaren 波多Hatano野義郎Yoshirō bekymrade sig över befolkningens allt mer stillasittande livsstil. I ett antal artiklar avhandlade han den regelbundna gångens betydelse för hälsan, och frågade bland annat vilken tid och avstånd 10 000 steg motsvarar (万歩man-po歩くaruku時tokiのno時間jikan・距離kyoriはwa?).

Det kinesiska tecknet 万 (wan; japanska man) betyder just 10 000, men är också en mer abstrakt figur för ett stort tal eller en ymnig mängd, och har i vidare mening denotationen lyckobringade. Det traditionella tecknet är 萬, men även varianttecknen 卍 och 卐 förekommer, där de buddistiska svastikorna närmast motsvarar vårt begrepp «myriad», som är en bildlig beteckning för ett stort tal, med ordagrann betydelse 10 000.

Slagordet 一日tsuitachi一万ichiman歩po populariserades småningom, och fick 1965 en första kommersiell tillämpning i en pedometer eller stegräknare i regi av klocktillverkaren 山佐Yamasa時計tokei計器keiki. Man kallade produkten 万歩Man-poメーターmētā, det vill säga «tiotusenstegsmätare», men sedermera etablerades begreppet 万歩計manpokei med samma innebörd. I dag har man förstås typiskt stegräknare i telefonen.

10 000 är alltså i detta avseende en ungefärlig snittfigur som man bör sträva efter snarare än ett exakt mått. Studier av hur många steg människor verkligen tar ger en mer varierad bild, med vuxna bilåkande amerikaner i botten med 4–6 000 steg per dag, och ständigt omkringrännande barn med upp till 15 000 steg per dag.

Vuxna hamnar typiskt på 7–8 000 steg per dag, men det är i en modern tillvaro. Jägare-samlare landar på betydligt mer omfattande 16–17 000 steg per dag, medan elitlöpare kan tillryggalägga mer än så i träning som kan omfatta flera pass om dagen. Man finner i princip varken fetma eller hjärt- och kärlsjukdomar bland personer med så omfattande rörelsemönster.

Med utgångspunkt i WHO:s allmänna råd om fysisk aktivitet, nämligen minst 150–300 minuter av måttlig art per vecka, har man som måttstock 20–45 minuter promenad per dag, vilket dock bara motsvarar 2 500–6 000 steg i raskt tempo (125–133 steg per minut). Till detta kommer emellertid annan rörelse i vardagen, varför man kanske når 4–8 000 i medeltal, vilket uppenbarligen understiger 10 000 steg.

Forskning på området visar att antalet dagliga steg – eller noga räknat motsvarande intensitet i vilken som helst träning – har en invers korrelation med förekomst av välfärdssjukdomar, vilket är det förväntade. Gränsen för metabolt syndrom och moderna välfärdssjukdomar tycks här gå vid 15 000 steg, vilket är mer i linje med människans ursprungliga livsvillkor.

Utifrån dessa förhållanden kan man definiera en trappa i vilken 5 000 steg per dag – eller motsvarande aktivitet – motsvarar en helt sedentär livsstil, med stor risk för att utveckla fetma och folksjukdomar som diabetes, cancer, alzheimers och hjärt- och kärlsjukdomar, i vart fall om man inte anpassar kosten.

Låg aktivitet motsvarar 5 000–7 500 steg per dag, och modern normalaktivitet 7 500–10 000 steg per dag. En aktiv livsstil är i denna trappa mer än 10 000 steg per dag, och högaktiv räknas från 12 500 steg per dag. Detta gäller för vuxna, medan barn behöver röra på sig betydligt mer.

Tolkningen av dessa inbördes inkoherenta och motstridiga data är att 10 000 steg per dag i måttligt tempo – eller motsvarande aktivitet – är ett absolut minimum för att blott hålla sig vid liv, och att man helst bör sträva efter 15 000 eller fler steg i mer aktivt tempo, i vart fall motsvarande en rask promenad.

För egen del avverkar jag 20 000+ steg per dag i löpning i måttligt tempo, motsvarande 170–180 steg per minut, sex dagar i veckan. Det motsvarar ungefär samma mängd som jägare-samlare lägger bakom sig under en dag, och är inte så extremt som man gärna vill tro som modern soffpotatis – det är i sjäva verket den immobila livsstilen som är extrem, i vart fall i ett evolutionärt perspektiv.

10 000 förekommer även i en annan tillämpning med samma bildliga motsvarighet, nämligen hur många timmar man behöver träna för att bli riktigt bra på något. För att komma i hyfsat god form räcker det dock med avsevärt färre timmar i spåret, och kroppen anpassar sig väldigt snabbt till en ny normallast.