< Takaisin
Tiedepolitiikka 2/2015
Pääkirjoitus
Tieteen tähtihetket
Luonnontieteissä vuotta 2015 leimaa yksi asia ylitse muiden: Albert Einsteinin suhteellisuusteoria täyttää tarkalleen ottaen marraskuun 25. päivä 100 vuotta. Preussin tiedeakatemialle pitämässään luennossa Einstein esitteli yleisen suhteellisuusteoriansa, joka perustui kolme sivua pitkään artikkeliin. Muistini mukaan Edistyksellisen tiedeliiton entinen puheenjohtaja, Leila Risteli esitteli kerran avauspuheenvuorossaan sitaatteja myös lyhyestä tutkimussuunnitelmasta. Hän kytki tuon esityksensä keskusteluun huippuyksiköistä, niiden rahoittamisesta sekä tutkimusrahoituksen kilpailuttamisen negatiivisista lieveilmiöistä ja vaikutuksista tieteen ja tutkimuksen kehitykseen Suomessa. Tutkimussuunnitelmaa siteerattuaan Risteli kysyi, kenen tutkimussuunnitelmasta mahtoi olla kyse. Arvaattekin jo ehkä, että kyseessä oli Einsteinin suunnitelma suhteellisuusteorian tuottaneista tutkimusideoista. Risteli kysyi sitten yleisöltä, olisivatko he rahoittaneet hanketta ja pohti epäröiden suunnitelman mahdollisuuksia selvitä kilpailussa Suomen Akatemian rahoituksesta.
Tämä Tiedepolitiikka-lehden numero on ansioituneen tieteenhistorian asiantuntijamme, dosentti Osmo Pekosen käsialaa. Kun lehden teemana on suhteellisuusteoria, on todellakin suhteellista, että pääkirjoituksen kirjoittaa aiheen kannalta täydellinen noviisi! Luettuani lehden sisällön kannesta kanteen voin rehellisesti todeta, että kaikkea siinä käsiteltyä en erittäin puutteellisten perustietojeni vuoksi ymmärtänyt. Toisaalta olen täysin vakuuttunut siitä, että lehti avaa hienon kokonaiskuvan suomen kielellä suhteellisuusteoriaan. Osmo Pekonen on koonnut lehteen ansioituneen ja asiantuntevan kirjoittajajoukon, joka mielestäni onnistuu avaamaan suhteellisuusteoriaa monipuolisesti ja myös niin, että maallikonkin tiedot ja ymmärrys lisääntyvät aiheesta. Lehti sisältää viisi selkeästi kirjoitettua artikkelia, jotka muodostavat hyvin kiinteän kokonaisuuden. Itse luin artikkeleita ikään kuin kehitystarinana, jonka keskipisteessä oli suhteellisuusteoria, sen synty, kehitys ja peruspiirteet sekä aivan uusin kehitys alalla.
* * *
Lehden avaa Johan Sténin artikkeli planeettojen löytämisestä. Artikkeli luo hyvän lähtökohdan suhteellisuusteorialle luodatessaan systemaattisesti historiallista kehitystä, joka on vuosisatojen kuluessa hahmottanut ihmisten käsitystä omasta aurinkokunnastamme ja sen planeetoista. Tekstin painopiste on siis ajassa ennen suhteellisuusteorian syntyä. Tämä tieteenhistoriallinen katsaus ikään kuin kuvaa sen tilauksen ja maaperän muokkautumista, joka oli lähtökohta Einsteinin nyt sata vuotta täyttäville oivalluksille maailmankaikkeuden ominaispiirteistä ja niitä selittävälle suhteellisuusteorialle. Artikkeli tempaa lukijansa tuijottamaan tähtitaivaalle ja saa ymmärtämään, miten maailmankuvamme on vuosisatojen saatossa saavuttanut nykyisen muotonsa aurinkokeskeisenä planeettojen järjestelmänä ja miten matematiikan ja fysiikan kehitys on lisännyt ymmärrystä asiasta.
Syvemmälle matematiikkaan ja sen historiaan lukijan vie Osmo Pekonen omassa artikkelissaan epäeuklidisen geometrian syntyä kuvatessaan. Artikkelissa punoutuu mielenkiintoinen tarina yhden suhteellisuusteorian kannalta merkittävän matematiikan alueen kehityksestä yhdistyneenä mielenkiintoisiin henkilökuviin matemaatikoista, jotka ovat tuon kehityksen kantajia ja tuottajia. Tässä yhteydessä on syytä nostaa esiin Osmo Pekosen aiempi artikkeli viime vuoden Tiedepolitiikka-lehden kakkosnumerosta. Siinäkin kehkeytyi mielenkiintoinen henkilökuva tunnetusta matemaatikosta, hänen tutkimuksestaan, mutta myös erittäin kiehtovasta elämäntarinasta. Kyseessä oli tarina merkillisestä matemaatikosta Alexander Grothendieckista, joka katosi. Grothendieck erakoitui elämänsä loppuvuosina ja hänen elämänsä päättyi 13.11. viime vuonna. Muistokirjoituksissa hänestä puhuttiin 1900-luvun suurimpana matemaatikkona.
Seuraavaksi Jukka Maalampi tarjoaa vankan perusesityksen yleisestä suhteellisuusteoriasta. Hän hahmottaa teorian varhaisia kehitysvaiheita ja kuvaa Einsteinin ajattelun täydentymistä teorian lopullisen muotoilun taustalla. Hän myös nostaa esiin suhteellisuusteorian kansainvälistäkin tunnustusta saaneen suomalaisen tutkijan Gunnar Nordströmin ansiot. Suhteellisuusteoria siis sai viimeistellyn muotonsa Einsteinin käsissä vuonna 1915. Jukka Maalammen 10 vuotta sitten pitämässä studia generalia luennossa hän kuvailee useita nykypäivän keksintöjä, jotka perustuvat Einsteinin suhteellisuusteoriaan. Yksi tällainen monien ihmisten arkea toisinaan koskettava ilmiö on esimerkiksi GPS-paikannusjärjestelmä. Kvanttifysiikka on toinen Einsteinin työn tuloksista. Sen perustana on valon kaksinainen käyttäytyminen, johon perustuvat esimerkiksi nykyään niin yleiset ovien valosilmät, jotka tunnistavat lähestyvät ihmiset ja avaavat ovet automaattisesti.
On jollain tavalla paradoksaalista, että Einsteinin suhteellisuusteoria oli pitkään melko vähän tutkittu alue. Tästä tosiasiasta lähtee liikkeelle Hannu Kurki-Suonion artikkeli, jossa käydään seikkaperäisesti läpi suhteellisuusteorian tutkimusta nykyään. Kurki-Suonio tuo esille sen, että suhteellisuusteorian perusteellisempi tutkimus alkoi voimallisemmin vasta 1960-luvulta alkaen. Uuden kiinnostuksen viriämisen perustana olivat uudet tarkemmat ajan mittauslaitteet ja kehittynyt avaruusteknologia, joka mahdollisti vähitellen mittausten tekemisen eri puolilla aurinkokuntaa.
Suhteellisuusteoriaa koskevat artikkelit kuvaavat mielestäni erittäin hyvin teorian syntyhistoriaa, sen kehitystä ja myös alan tutkimusvaiheita nykypäiviin saakka. Jatkumon kruunaa lehden viimeinen artikkeli, joka vie lukijat suhteellisuusteorian näkökulmasta tulevaisuuteen luotaaviin kehitelmiin. Claus Montonen johdattaa lukijan säieteoriaan, jota voidaan pitää ehkä varteenotettavimpana välineenä Einsteinin viimeisen unelman saavuttamiseen eli luonnon kaikki perusvoimat yhdistävän teorian kehittämiseen.
* * *
Lehdessä on myös kaksi aihepiiriin hyvin sopivaa kirja-arviota. Johan Stén esittelee seikkaperäisesti Pedro G. Ferreiran Kimmo Pietiläisen suomentaman ja Terra Cognitan julkaiseman teoksen Täydellinen teoria, Sata vuotta neroutta ja taistelu yleisestä suhteellisuusteoriasta. Tämän lehden kokoajana toiminut Osmo Pekonen puolestaan jatkaa unkarilaisten matemaatikkojen töiden tunnetuksi tekemistä. Tämä tapahtuu esittelemällä myöhään suomennettu heuristiikan klassikko, George Pólyan Ratkaisemisen taito, Kuinka lähestyä matemaattista ongelmaa. Tämän pääkirjoituksen lisäksi olen kirjoittanut lehden loppuun katsauksen Edistyksellisen tiedeliiton keväällä järjestämästä seminaarista Tutkinnot työelämässä – koulutus muutoksessa. Katsaus tuo hyvin yleisöä keränneen seminaarin keskeisen annin niidenkin lukijoidemme tietoon, jotka eivät kesäkuussa olleet paikalla.
* * *
Maalampi päättää edellä siteeraamani puheenvuoron toteamukseen: ”Kun juhlimme Einsteinia, juhlimme samalla ennen muuta perustutkimusta. Perustutkimuksen merkitys ja erityispiirteet välittyvät myös tämän pääkirjoituksen alussa siteeraamani Leila Ristelin puheenvuorosta. Ottamatta kantaa sinänsä ristiriitaiseen jaotteluun perustutkimukseen ja soveltavaan tutkimukseen, on Einsteinen suhteellisuusteoria varmaan paras esimerkki siitä, mikä merkitys perustutkimuksella voi olla ja tämä lehti havainnollistaa hyvin sitä pitkää ja mutkikasta polkua, jonka kautta perustutkimuksen tulokset kantavat hedelmää.
Nyt on hyvä uudelleen kysyä, olisiko Einstein saanut nykyisistä tutkimuksen rahoitusinstrumenteista tukea, jonka varassa luoda suhteellisuusteoria. Studia generalia luentonsa lopussa Maalampi toteaa, että Einsteinin isällä oli sähköfirma, jossa hän olisi toivonut poikansa jatkavan. Einstein ei onneksemme halunnut insinööriksi, vaan pyrki ymmärtämään luontoa. Hyväksyn täysin tällaiseen pohdintaan kohdistuvan kritiikin siitä, että ajat ovat sadan vuoden aikana muuttuneet. Siitä huolimatta olen hieman pessimistinen. Pessimistihän ei tunnetusti pety! Epäilen siis vahvasti, että Einsteinin ylimalkainen vain teorian luomiseen ja kehittämiseen tähtäävä tutkimussuunnitelma ei menestyisi nykyisten rahoitusjärjestelmien ehdoilla.
Eisntein ei tähdännyt kaupallisiin sovelluksiin eikä ollut edes erityisesti sellaisten mahdollisuudesta kiinnostunut. Hän ei myöskään pyrkinyt tuottamaan elinkeinoelämää tukevia innovaatioita tai parantamaan minkään yhteiskunnan taloudellista kehitystä. Einsteinin kansainvälisyyttä osoittavat yhteydet mm. suomalaiseen Gunnar Nordströmiin. Kansainväliseen keskusteluun Einstein varmaan olisi ajatuksensa halunnut saattaa, mutta siinä tuskin olisi painavimpana kriteerinä ollut se pistemäärä, jonka julkaisu tuottaa johonkin rahoitusjärjestelmään, vaan se, että ajatukset saavat asiantuntevilta kollegoilta vastakaikua kritiikin ja teoreettisen jatkokehittelyn muodossa.
Esiin nousee kysymys, mitä tarvitaan, jotta vastaavanlainen tieteellinen kehitys jollain alalla nyt ja tulevaisuudessa on mahdollista. Tarvitaan tilaa vapaalle luovuudelle, mahdollisuuksia unelmoida ja pyrkiä toteuttamaan tieteellisiä päämääriä eli akateemista vapautta. Siihen ei tarvita julkaisujen luokittelukriteeristöä, ei innovaatiojärjestelmän hierarkkisia päätöksentekorakenteita eikä poliittista ohjausta tutkittavista asioista.
Pääkirjoituksen asiavirheistä ja väärinymmärrystä osoittavista sitaateista kannan vastuun itse, maallikko kun olen, mitä tulee suhteellisuusteorian tuntemukseen. Lehden artikkelit luettuani tiedän asiasta enemmän kuin aiemmin. Syksyn synkentyessä toivon mahdollisimman monen lukijan syventyvän suhteellisuusteoriaan tämän lehden kiehtovien tekstien kautta. Haluan päättää tämän pääkirjoituksen Einsteinin suuhun pantuun sitaattiin: ”Hankaluuden keskellä lojuu mahdollisuus.” Tämän toivon kannustavan myös poliittisia päättäjiämme näinä vaikeina aikoina.
Kari Kuoppala
Tampereella 16.9.2015