Svante Arrhenius – Sveriges första Nobelpristagare och föregångare inom klimatforskning
Svante Arrhenius vid sitt skrivbord.
- Svante Arrhenius var vetenskapsmannen som upptäckte hur salter spontant löser sig i vatten och leder elektricitet.
- Hans teori om elektrisk dissociation mötte motstånd hos hans överordnade vid Uppsala universitet, men den fick snart sitt erkännande och blev grunden för modern fysikalisk kemi.
- Han tilldelades Nobelpriset i kemi 1903, som första svensk, för sina teorier om elektrolyter.
- Han var en av de första som kvantitativt beräknade hur koldioxid påverkar jordens temperatur – redan 1896 la han fram sin första klimatmodell.
Från student till banbrytare – Svante Arrhenius år i Uppsala
När Svante Arrhenius kom till Uppsala universitet 1876 var han en ung student med starkt intresse för matematik och fysik. Universitetet var då en av Sveriges viktigaste vetenskapliga miljöer, men fortfarande präglat av traditionella synsätt. Han drogs tidigt till experimentell fysik och började arbeta vid Fysiska institutionen, där han studerade elektrisk ledningsförmåga.
Svante Arrhenius ville välja fysik som sitt huvudämne och samtidigt genomföra studier i gränsområdet mellan fysik och kemi. Men fysikprofessorn i Uppsala ansåg att det var olämpligt och menade att han borde välja kemi som huvudämne. Han fick söka sig till Kungliga Vetenskapsakademien i Stockholm för att hitta någon som ville vara hans handledare.
Hans doktorsarbete handlade om hur salter löser sig i vatten och leder elektricitet. Hans teori om elektrolytisk dissociation hävdade att salter spontant delas upp i joner när de löses i vatten, utan att elektricitet först behöver tillföras. Idén var radikal och utmanade etablerade teorier.
När det var dags för disputation i Uppsala fick han ett lågt betyg. Detta begränsade hans möjligheter till en akademisk karriär vid universitetet och han fick nöja sig med en oavlönad tjänst som docent i fysikalisk kemi.
En pionjär inom klimatmodellering
I slutet av 1800-talet började Svante Arrhenius intressera sig för jordens klimat. Med hjälp av fysikaliska beräkningar undersökte han hur förändringar i atmosfärens koldioxidhalt kunde påverka temperaturen på jorden. Han kom fram till att en ökning av koldioxidhalten med 50 procent skulle ge en ökning av medeltemperaturen med över 3 grader. Detta reviderade han senare till 1–2 grader, vilket är i princip samma siffra som moderna beräkningar ger (1,5-2 grader). Han hade också beräknat att uppvärmningen skulle gå snabbare på högre breddgrader än nära ekvatorn.
Det som gör arbetet särskilt anmärkningsvärt är metodiken. Svante Arrhenius använde sig av data om infraröd strålning och absorption, och gjorde manuella beräkningar som tog månader att slutföra. Han delade upp jorden i zoner och räknade på hur värmestrålning balanseras mellan jordyta och atmosfär – ett tidigt exempel på klimatmodellering.
Svante Arrhenius trodde att det skulle dröja 3 000 år innan koldioxidhalten hade ökat med 50 procent. Intressant nog såg han inte en ökad koldioxidhalt som ett hot, utan snarare som något som kunde motverka en framtida istid och gynna jordbruket i kalla regioner.
Detta arbete gjorde han vid Stockholms högskola, där han avancerade från lärare i fysik till professor i samma ämne och slutligen till rektor.
Hans klimatmodell kritiserades och glömdes bort, men under 1950-talet återupptäcktes den och idag är den grund för modern klimatforskning. Nu ser vi att ökningen av koldioxidhalten har gått betydligt snabbare än Svante Arrhenius förutspådde, men hans beräkning av hur koldioxidhalten och medeltemperaturen hänger ihop står sig bra än idag.
Första svenska Nobelpriset för teorin som förändrade kemin
Även om Svante Arrhenius teori om elektrolytisk dissociation möttes av kritik i Uppsala fick den snabbt genomslag internationellt. Detta delvis tack vare stöd från de framstående forskarkollegorna van ’t Hoff i Amsterdam och Wilhelm Oswald i Riga. Teorin gav en förklaring till varför vissa lösningar leder ström och lade grunden för modern fysikalisk kemi. Hans arbete fick också praktiska konsekvenser, exempelvis inom elektrokemi och batteriteknik.
År 1903 belönades Svante Arrhenius med Nobelpriset i kemi. Det var första gången en svensk fick priset, och det bidrog till att stärka Sveriges position inom internationell vetenskap.
Vid banketten på Nobeldagen den 10 december 1903 fick Svante Arrhenius även upprättelse av sin gamle kemiprofessor i Uppsala, Per Teodor Cleve:
“För tjugo år sedan infann sig på mitt laboratorium en ung kandidat, sägande: ›Herr professor, jag har uppställt en ny kemisk teori.‹ Väl bekant med det förhållandet, att dödlighetsprocenten bland dylika snillefoster är mycket stor, åhörde jag den unge mannens åsikter om sambandet mellan kemisk affinitet och elektrisk ledningsförmåga, men jag får bekänna, att de var mig alldeles obegripliga.”
Arrhenius fortsatte att utveckla sina idéer och skrev flera inflytelserika böcker. Hans forskning bidrog till att etablera fysikalisk kemi som ett eget forskningsfält, där matematik och fysik används för att förstå kemiska processer.
En mångsidig utvecklingsoptimist
Svante Arrhenius hann med att gifta sig två gånger. Han fick fyra barn och är morfar till kemisten Svante Wold och professorn i klinisk bakteriologi Agnes Wold.
Svante Arrhenius var inte bara en teoretiker utan också en brett humanistiskt intresserad person. Han hade en stor nyfikenhet på världen och skrev populärvetenskapliga böcker om allt från kosmologi till livets uppkomst. Han var särskilt intresserad av hur vetenskapliga idéer kunde nå en bredare allmänhet och hade en stor tilltro till att vetenskapen skulle göra framtiden ljus för mänskligheten.
Han hade också ett socialt nätverk inom den internationella vetenskapliga eliten och deltog aktivt i akademiska diskussioner. Samtidigt finns det vittnesmål om att han kunde vara envis och försvara sina idéer med stor kraft.
På fritiden uppskattade han naturen och resor. Han tillbringade tid utomlands, vilket bidrog till hans internationella perspektiv. Hans intresse för stora frågor – som klimat, universum och mänsklighetens framtid – visar att han var en person som inte nöjde sig med snäva specialområden.
Engagerad i rasbiologi
Svante Arrhenius var under en period styrelseledamot för Svenska sällskapet för rashygien. Föreningen förordade bildandet av ett statligt institut för rasbiologi, vilket också skedde 1922.
Arrhenius uttryckte i vissa sammanhang sympatier för tanken att vetenskap och samhällsplanering skulle kunna användas för att “förbättra” mänskligheten. Dessa idéer var relativt utbredda i hans samtid, men de är idag starkt kritiserade och förknippade med allvarliga etiska problem.
Text av David Naylor och Ulrika Hurtig.