”I virkeligheten finnes det ikke noe bevis for atomteorien. Moderne fysikk er fullt forenlig med begreper om at materien i utgangspunktet ikke er atomisert eller elektrifisert. Atomfysikken kan forklares ved at bestemte prosesser atomiserer materien”.(Steinerskolens læreplan fra 2004, side 114)

Sitatet over har de siste ukene vært utgangspunkt for en interessant debatt på fritanke.no, Humanetisk Forbunds nettavis for livssyn og livssynspolitikk. Disse og flere andre setninger med et noe underlig innhold, ihvertfall sett med naturvitenskapelige briller, er funnet frem av kommunens representant i styret for Steinerskolen på Nesodden, og tatt opp i en redaksjonell artikkel 31.5.2010. Formuleringene er tatt ut av den gjeldende læreplanen fra 2007, men “det er (…) en del ting som behandles i den gamle planen som det ikke står noe om i den nye. Da trekker vi den gamle inn.” (Per Oden, pedagogisk leder, Steinerskolen på Nesodden.)

I en serie debattinnlegg på fritanke.no har både forskere, Steinerskolen og forfatteren av de aktuelle setningene uttalt seg. Mange har reagert med lett vantro på at slikt kan være skrevet i en norsk læreplan som er mindre enn ti år gammel, og Stenerskolen har selv uttrykt overraskelse over sin egen tekst.

Samtidig har Cand.real Arne Nicolaisen, forfatteren av linjene, forsvart formuleringene med referanse til “viktigheten av å skjelne mellom modell og virkelighet i fysikkundervisningen på videregående trinn”. Undertegnede blir i samme slengen kalt naiv realist, fordi jeg foreslår at bilder av atomer fra et elektronmikroskop er et greit bevis på deres eksistens. Jeg skal ikke her prøve å argumentere atomenes sak. Det har blant annet prof. Øystein Elgarøy ved UiO gjort på en utmerket måte allerede.

Jeg vil i steden ta tak i det som er utgangspunkt for diskusjonen, nemlig modellbegrepet i moderne fysikk. Nicolaisen har i sin forsvarstale en utmerket formulering om dette:

“I denne sammenheng er det viktig å være klar over at det i fysikken ikke er snakk om å bevise lover og teorier slik som i matematikken. En fysikalsk teori kan man verifisere i forhold til et eksperiment og et resultat funnet ad eksperimentell vei, ved å påvise at teorien predikerer det samme resultat, gitt eksperimentets startbetingelser. Men teorien er da bare verifisert i forhold til dette og tilsvarende resultater, og da med en nærmere angitt nøyaktighet. Historien viser at teoriene alltid har et begrenset gyldighetsområde.”

Med andre ord: Vi fysikere lager oss modeller av naturen, og tester om disse stemmer overens med eksperimenter. I denne sammenheng betyr “modell” en idé om hvordan ting henger sammen, for eksempel “to ting som har masse vil tiltrekke hverandre, og vi kaller denne tiltrekningen gravitasjon”. I tillegg må vi ha en matematisk formulering av sammenhengen, i dette tilfellet “kraften mellom tingene er proporsjonal med massene ganget sammen, delt på kvadratet av av avstanden mellom dem”. Det vi nå har beskrevet, er Isaac Newtons modell for gravitasjon eller tyngdekraft.

Fysikken later ikke som om den “vet” hvordan virkeligheten “er”. Vi er veldig klar over at alt vi gjør er relativt til den modellen vi jobber innenfor akkurat nå. Jeg tør påstå at det øyeblikket i studiene man skjønner det, og tar inn over seg dybden i modellbegrepet, der det øyeblikket man kan si at man har blitt en fysiker. Etter dette føles det helt naturlig å kunne endre litt på modellene ut fra ny kunnskap, for eksempel slik at “to ting som har masse vil tiltrekke hverandre” blir til “to ting som har energi vil tiltrekke hverandre”. Endrer man samtidig matematikken til en tensor-relasjon i steden for den enkle sammenhengen over har vi plutselig fått Einsteins Generelle relativitetsteori, som er dagens beste modell for gravitasjon. Newtons modell er slett ikke død, den er bare erstattet av en mer detaljert versjon med større gyldighetsområde.

Men! Dessverre er det faretruende lett å se seg blind på denne modellavhengigheten av forståelse. For er da alt usikkert? Nicolaisen skriver f.eks. “Det er sikkert ikke bare jeg som har opplevd respekterte fysikkprofessorer holde forelesninger om elementærpartikler som om disse var identiske med virkeligheten.” Uten å dra en direkte sammenligning så er dette en type holdning vi kjenner igjen fra klimaskepsis, deler av alternativ medisin, og kreasjonisme. Ideen blir skrudd til at “siden alt bare er modeller, så kan vi aldri vite noe sikkert”.

Faktum er at vi kan vite ting sikkert. Ihvertfall sikkert slik ordet blir brukt i dagligtale. Fagbetegnelsen blir “hinsides enhver rimelig tvil”. Min modell for virkeligheten sier meg at hvis jeg slipper noe så vil det falle til bakken. Kanskje har jeg i snitt mistet noe en gang om dagen hittil i livet, og i såfall har jeg testet denne modellen mer enn ti tusen ganger. Men vet jeg at det også vil skje neste gang? Nei, ikke med 100% vitenskapelig sikkerhet. Derimot vet jeg det hinsides enhver rimelig tvil, og med 100% sikkerhet i dagligtale.

Det samme gjelder for eksempel klimaforandringer. Vi kan ikke med 100% vitenskapelig sikkerhet si hverken hva som skjer eller hvorfor. Vi kan derimot hinsides enhver rimelig tvil si at noe skjer, og prøve som best vi kan å lage modeller - forklaring og matematikk - som passer med det vi ser.

Atomer kan jeg ikke se med øynene, og deri ligger nok litt av utgangspunktet for debatten over. For hvordan kan vi godta kunnskap vi ikke kan tilegne oss med øynene? Jo, ved å innse at våre egne sanser er en kunstig begrensning. Et elektronmikroskop, som bruker elektroner til å ta bilder der lys ikke lenger duger, og som så omgjør resultatene til lys som våre øyne kan se (også kjent som et digitalt bilde), er en slik utvidelse, og det er ingen grunn til å tvile på at mikroskopet forteller sannheten slik det ser den.

Det handler altså om å holde to tanker i hodet på en gang. Våre forklaringer er i bunn og grunn modeller, men selv kompliserte modeller kan bli så godt begrunnet, understøttet og bevist at det ikke er grunn til å ilegge dem rimelig tvil lenger. Da går de fra å være “bare teorier”, slik mange liker å hevde, til å bli en del av den kunnskap vi moderne mennesker trenger for å treffe avgjørelser om både egne liv og samfunnets utvikling.

Jeg applauderer Stenerskolens forsøk på å innføre modellbegrepet tidlig. Blir man tidlig vant til å forene de to tankene over, blir man raskt rustet til å forstå og leve i vår verden. Men jeg ser samtidig at modellbegrepet er noe av det vanskeligste stoffet vi lærer bort på universitetet, og at selv ferdige MSc- og PhD-kandidater kan ha problemer med det. Jeg håper at gamle tullete sitater som at “moderne fysikk er fullt forenlig med begreper om at materien i utgangspunktet ikke er atomisert eller elektrifisert” ikke blir liggende til hinder for at elevene får kunnskap om all den fantastiske forståelsen vi har fått om den vidunderlige naturen vi lever i.

Fra elementærpartikler til atomer til celler til mennesker til planeter til galakser - modeller alt sammen - har naturen aldri vært bedre forstått, aldri vært vakrere, og heller aldri mer mystisk enn i dag. Det er nok av rom for revolusjoner eller omtolkning av modeller i grenselandet av det vi føler vi vet. Men hvor denne grensen går, og hvor det er rimelig tvil om dagens rådende tolkninger, må defineres av vår samlede vitenskapelige kunnskap og ikke av den enkeltes kunnskapshorisont.