Mikroskopet, Linnés taxonomi, evolutionsteorin, Mendels upptäckt av ärftligheten och DNA-genombrottet. Det är de fem stora språng som med femtio till hundra års mellanrum ändrat biologins kursriktning de senaste fyra århundradena, säger Ian Stewart, brittisk matematikprofessor och flitig banérförare för den matematiska vetenskapen bland annat genom en stor mängd populärvetenskapliga skrifter. Nu är vi sedan ett par decennier i full fart på väg in i en sjätte omvälvning. Den röda tråden denna gång är matematik.

Matematikens växande roll i biologin utvecklas av Ian Stewart på drygt 300 sidor i boken Mathematics of life (Profile Books, 2011, finns som e-bok). Som han påpekar är matematik inget nytt inom området. Redan Mendels studier av ärtväxters fortplantning byggde till stor del på matematik och de senaste hundra åren, säger Stewart, har biologin mer och mer använt sig av statistik. Termen bioinformatik har förekommit ett tag.

Men det handlar i dessa fall – som så många andra, t ex ekonomi eller samhällsvetenskap – främst om att nyttja matematiken som hjälpgumma, att få fram något meningsfullt ur ofta gigantiska datamängder.

Stewart ser en mer grundläggande roll för matematiken. Den kan användas till så mycket annat, t ex för att bygga modeller och frilägga samband som inte blir uppenbara enbart genom att iaktta och mäta växter och djur, eller ens genom att studera deras komponenter och strukturer från molekylnivån och uppåt aldrig så ingående.

Den bakomliggande tankegången är att matematik på djupet kan påverka de vetenskaper där den släpps in. Om jag förstår rätt så menar Stewart att även matematiken själv påverkas och komma att utveckla speciella grenar av det matematiska språket och den matematiska verktygslådan. Ett slags symbios, alltså.

Det är en tanke som är värd att ta på allvar även inom andra vetenskapsområden, i synnerhet kanske humaniora som alltför länge – precis som biologin fram till för ett par tre decennier sedan – setts som en från matematik skyddad verkstad.

I själva verket kan sådana attityder hämma utvecklingen inom ett vetenskapsområde. Och det tål då att upprepas: att göra matematik är inte bara att utföra beräkningar på data som kommit ur mätningar med linjal, termometer eller klocka. Någon med kritisk syn på mätbarheter, en rätt så framträdande inställning idag, kan ju råka få den bilden.

Jag skulle för min del (men jag är ju inte lärare) rekommendera att Mathematics of life sätts i händerna även på elever med djupare intresse för det biologiska kunskapsfältet. Liksom på elever som är förtjusta i matematik men föreställer sig att de måste bli ingenjörer eller programmerare för att få utlopp för sina böjelser.

Den som läser boken måste hålla i minnet att den kom ut ett decennium innan någon kunde föreställa sig den nu aktuella AI-boomen. Artificiell intelligens skymtar därför bara på ett par ställen. Men Stewart har i andra böcker och i intervjuer utvecklat tankar om maskininlärning, och då även snuddat vid biologiska tillämpningar, så vi kan hoppas på att han kommer med något även på det området.

Ian Stewart som varit på professor på University of Warwick i Coventry är tveklöst en av världens främsta populariserare av matematik. Han har skrivit en imponerande mängd böcker riktade till allmänheten i matematiska ämnen som sannolikhet, kaosteori och symmetri. Biomatematik har blivit ett av hans favoritområden. Redan för trettio år sedan ägnade han i Nature’s numbers (1995) en hel del utrymme åt sådant som återkommande mönster och strukturer i den levande världen. Detta utvecklades ytterligare några år senare i Life’s other secret (1998). Utan att vara expert på vare sig biologi eller matematik anser jag att också dessa båda böcker är synnerligen läsvärda även i ChatGPT:s tidsålder. De kan fungera utmärkt som introduktion trots att både biologi och matamatik givetvis utvecklats mycket på tre decennier.

I den senare av dem argumenterar Stewart för att det finns djupare lager i förklaringarna av fenomenet ”liv” än enbart DNA, ”the first secret” i hans tankelinje. DNA är receptet men det räcker inte för att förstå livets natur. Utan ”naturlagarnas spel bakom kulisserna” blir det ingen levande slutprodukt. Det är någonstans här livets ”andra hemlighet” finns att söka. Och när naturlagar är med i spelet blir matematik oumbärligt både för analys och teoribyggande. ”Mathematics – new, vital, creative mathematics – now[adays] informs our understanding of life from DNA to rain forests, from viruses to flocks of birds, from the origins of the first self-copying molecule to the stately and unstoppable march of evolution”, skriver Stewart (Life’s other secret,förordet, s XIII).

Stewarts matematiska populärvetenskap är ytterst tillgänglig (formellt matematikspråk undviks i det längsta) och i långa stycken närmast lättsam, till och med underhållande. Metaforer och liknelser är konkreta och sällan hämtade ur det trötta allmängodset.

Förvånansvärt nog finns inget av den översatt till svenska. Det enda från hans penna som getts ut hos oss är en tunn bok om hur man programmerar den första riktigt billiga folkdatorn, ZX80, en anspråkslös plastbox med pektangenter och 1K i minne som klarade att hantera program skrivna i det forntida datorspråket Basic och som skapades för bortåt femtio år sedan av den färgstarke brittiske entreprenören Clive Sinclair – båda, såväl uppfinnare som produkt, världsberömda på sin tid men numera antagligen glömda av de flesta.

Att datorprogrammering med folkbildande syfte en gång låg inom Stewarts intressesfär är bara vad man kan vänta sig. Bredden och energin i hans gärning vittnar om en sällsynt smak för det nya och okända. Matte – svårt, grått, torrt? Nej, definitivt inte i professor Stewarts sällskap.

Olle Alexandersson

Fotnot
Som en kuriositet kan jag berätta att just Stewarts lilla skrift om programmering av ZX80 fångades upp i början av 1980-talet av den framsynte chefen för ett förlag där jag då var verksam, bl a som styrelseordförande. Vi erbjöd boken i paket tillsammans med ZX80 och det fick stor spridning särskilt bland teknikintresserade. Jag är rätt säker på att detta var den första bredare folkbildningsinsatsen inom datorområdet i Sverige (vi talar om en tid när större och dyrare ”hemdatorer” precis hade kommit ut på marknaden: Commodores PET,  Apple II och den svenska ABC 80 – Apples första kommersiella Macintosch låg runt hörnet).