Sattuman kauppaa

30.1.2020 klo 21.58, kirjoittaja
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua

Olen kirjoittanut tutkimusrahoituksen hakemisen ongelmista lähinnä hakijan näkökulmasta. Ajattelin nyt katsoa asiaa enemmän arvioijan vinkkelistä. Olin viime syksynä, ja sitä ennen vuonna 2015, Helsingin yliopiston kolmivuotisten tutkimusmäärärahojen arviointipaneelissa, joten käytän sitä esimerkkinä. Olen arvioinut hakemuksia ja tutkijoita myös Etelä-Afrikan kansalliselle tutkimussäätiölle, Iso-Britannian Royal Societylle ja Puolan kansalliselle tiedekeskukselle.

Helsingin yliopiston kolmivuotinen tutkimusmääräraha on 50 000 € vuodessa, mikä kattaa yhden jatko-opiskelijan palkan (plus matkakuluja ja muita pieniä kuluja kuten julkaisumaksuja) tai melkein yhden väitelleen tutkijan palkan. Vuonna 2019 rahaa oli jaossa yhteensä 2.55 miljoonaa euroa.

Hakemukset jaetaan tiedekunnan mukaan paneeleihin, joissa on 4-6 jäsentä. Ensimmäisellä kierroksella paneeli valitsee jatkoon lupaavimmat hakijat, joilta pyydetään tarkempi hakemus. Toiselle kierrokselle selvinneet paneeli laittaa paremmuusjärjestykseen. Yliopiston tutkimusneuvosto antaa paneelien lausuntoihin nojaten ehdotuksen rehtorille, joka tekee päätöksen rahan saajista.

Arviointi tehdään Helsingin yliopiston henkilökunnan voimin. Tässä on se hyvä puoli, että rahaa ei mene ulkoisten arvioijien matkakuluihin ja palkkioihin, vaan kaiken budjetoidun rahan voi antaa määrärahoina. Tietysti hakemusten arviointiin kuluva työaika on poissa muista tehtävistä (erityisesti tutkimuksesta, josta joustavimpana leikataan ensimmäiseksi), mutta en tiedä paljonko tätä huomioidaan rahoitusinstrumenttien tehokkuutta arvioidessa.

Huono puoli on se, että koska tutkimusyhteisö on tiivis, monet paikallisista tutkijoista jotka ovat päteviä arvioimaan tietyn hakemuksen tieteellisiä ansioita ovat siihen myös jäävejä. Kun hakemuksia tulee monelta alalta ja tutkimuskohteet ovat erikoistuneita, paneelin jäsenet joutuvat arvioimaan hakemuksia aiheista, joista he eivät tiedä mitään. (Mainittakoon, että Suomen Akatemia käyttää ulkomaisia arvioijia, joista ainakin osa on alan asiantuntijoita.)

Niinpä kaikkein tärkeimpiä asioita, kuten miten ehdotus sijoittuu tutkimuksen kentälle, miten merkittävä tutkimuskysymys on ja millaista edistystä siinä voi odottaa, voi usein ottaa huomioon vain hyvin rajallisesti. Omalta osaltani voin sanoa, että oli poikkeus, kun pystyin arvioimaan hakemuksen tieteellisiä ansioita. Usein voi vain luottaa hakijan esittämiin väitteisiin työn tärkeydestä, mikä palkitsee suuret puheet, ei realistisia arvioita.

Hakemuksia sitten arvioidaan niiden asioiden perusteella mitä ymmärretään, kuten hakijan numeerisesti mitattavat ansiot (julkaisujen määrä, aiemmat apurahat, kokemus tutkimusryhmien johtamisesta) ja se miten selvästi hakemus on kirjoitettu. Tässä voivat nousta tärkeiksi sellaiset seikat, jotka ovat tutkimuksen tekemisen kannalta aivan yhdentekeviä, kuten onko aikataulu yksityiskohtainen ja onko siitä Gantt-kaavio.

Toissijaisiin seikkoihin nojautumista pahentaa se, että laadukkaita hakemuksia on paljon enemmän kuin niitä, joita voidaan rahoittaa, ja jotenkin hakemukset pitää erottaa toisistaan.

On nurinkurista, että rahahakemuksia arvioidaan paljon epämääräisemmin ja sattumanvaraisemmin kuin tieteellisiä artikkeleita, vaikka tutkimusrahoituksen saaminen on tutkijalle paljon merkittävämpi meriitti kuin artikkelin julkaiseminen tietyssä lehdessä.

Artikkelien vertaisarviointiin kuuluu kirjoittajan ja arvioijan välinen dialogi. Minulle on artikkelin vertaisarvioijana käynyt niin, että olen virheellisesti luullut artikkelissa olevan ongelman, ja kirjoittaja on voinut osoittaa, että olen väärässä. Tämä siitä huolimatta, että kyse on artikkeleista, joiden alan tunnetun hyvin ja joiden arviointiin käytän enemmän aikaa kuin rahahakemusten (en usko olevani tässä yksin). Tutkimusrahoituksen kohdalla on sen sijaan yleinen käytäntö, että hakija ei voi kommentoida arvioita, eikä välttämättä edes saa niitä tietoonsa.

Niinpä hakuprosessissa on paljon satunnaisuutta, ja on kyseenalaista, tuottaisiko samojen hakemusten arvioiminen eri paneelilla samaa tulosta. Toistettavuuden parantaminen, esimerkiksi antamalla mahdollisuus kommentoida arvioita, kuitenkin lisäisi ennestään hakemusprosessiin meneviä resursseja, ja niitä kuluu jo nyt kohtuuttomasti.

Edellisen merkinnän kohdalla kysyttiin, mikä sitten olisi ratkaisu. Erilaisia rahoitusmalleja on pohdittu, ja kilpaillun rahoituksen osuus on iso kysymys, jota olisi syytä miettiä. Mainitsen tässä vain neljä pientä ehdotusta.

Ensinnäkin, aiempaa tutkimusrahoitusta ei pitäisi käyttää mittarina tutkimusrahoitusta ja työpaikkoja jaettaessa. Tutkijoiden vertaaminen ei ole helppoa, joten on houkuttelevaa ulkoistaa vastuu aiemmille arvioijille. Rahoitusprosessien tulokset ovat kuitenkin epäluotettava mittari, koska ne eivät ole toistettavissa. Tutkijoilla on paljon erilaisia meriittejä: artikkelien sisältö, lukumäärä ja julkaisukanavat, puheiden sisältö, lukumäärä ja pitopaikat, artikkelien saamien viitteiden määrä, edelliset työpaikat, opetuskokemus, palkinnot ja niin edelleen. Näistä tutkimusrahoituksessa lienee eniten satunnaisuutta.

Toisekseen, jatko-opiskelijoiden rahoitus pitäisi saada vakaalle pohjalle ja hoitaa keskitetysti, ei jättää sitä ohjaajien hakemusten ja apurahojen varaan. Sattumanvaraisuutta ja epävarmuutta rahoituksessa tulisi muutenkin vähentää. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta on viime vuosina antanut rahaa hakijoille, jotka menestyvät Suomen Akatemian tai Euroopan tutkimusneuvosto ERC:n hauissa, mutta eivät saa rahoitusta. Tämä on esimerkki siitä, miten voidaan välttää raskas hakuprosessi käyttäen olemassa olevia (sinänsä ongelmallisia) arvioita. Käytäntö myös lieventää sitä ongelmaa, että jos rahaa ei saa, hakemukseen käytetty aika on mennyt hukkaan.

Kolmannekseen, arvioijia tulisi kouluttaa ja ohjeistaa paremmin. Nykyään käytetään yhä enemmän aikaa siihen, että tutkijoita koulutetaan kirjoittamaan hakemuksia, mutta niiden arvioijilla ei välttämättä ole mitään koulutusta tehtävään. Opastuskin on usein puutteellista.

Vuonna 2015 huomautin siitä, että yliopisto ei antanut ohjeita sukupuolen huomioimiseen hakemuksia arvioidessa: pitäisikö yhtä hyvien hakemusten kohdalla suosia hakijaa, jonka sukupuoli on alalla aliedustettuna vaiko ei? Nyt neljä vuotta myöhemmin ohjeita ei vieläkään ollut. Myöskään omien ennakkoluulojen tunnistamisesta ei ollut mitään ohjeita. Kysyttäessä kerrottiin, että tutkimusneuvosto hoitaa sukupuolikysymyksen. Mutta sinne mennessä hakemukset ovat käyneet jo läpi yhden leikkurin, eikä pois jätettyjä hakemuksia voi ottaa huomioon. Diversiteettin ja tasapuolisuuden parantamiseen tähtäävät käytännöt –mitä ne ovatkaan– pitää toteuttaa kaikilla tasoilla, ensimmäisistä arvioista alkaen.

Neljännekseen, olisi syytä tunnustaa tutkimusrahoitukseen liittyvä satunnaisuus. Koska arvioissa on joka tapauksessa paljon satunnaisuutta, voisi säästää aikaa ja vaivaa tekemällä prosessista avoimesti satunnaisen. Paneeli voisi karsia pois huonot hakemukset ja rahansaajat voitaisiin arpoa jäljelle jääneiden joukosta – mahdolliset painotukset tieteenalojen, sukupuolen ja muiden tiedepoliittisten seikkojen huomioimiseksi on helppo ottaa arvonnassa huomioon.

Fysiikan instituutti FQXi jakoi vuodesta 2006 alkaen pieniä apurahoja tällaisella menetelmällä, mutta nyt järjestelmä on ilmeisesti muuttunut. Nature raportoi, että muutkin rahoittajat ovat käyttäneet arvontaa, esimerkiksi Uuden-Seelannin terveystutkimusneuvosto ja Sveitsin kansallinen tiedesäätiö SNSF.

Arvonta säästää hakemusten tekemiseen ja arvioimiseen menevää aikaa ja vähentää ennakkoluulojen merkitystä. Samalla on mahdollista vetää raja siitä, ketkä pääsevät toiselle kierrokselle (eli arvontaan) vain hakemusten laadun perusteella. Nykyään toiselle kierrokselle otettavien hakemusten määrä on rajattu, joten oleellisesti yhtä hyvältä vaikuttavat hakemukset voivat päätyä tai olla päätymättä jatkoon, koska jokseenkin yhtä hyviä hakemuksia on paljon.

Naturen artikkelissa mainitaan myös vähemmän ilmeinen hyöty: kun kaikki tietävät, että rahan saaja on päätetty avoimen sattumanvaraisesti (toisin kuin nykyään, missä kyse on peitellystä sattumanvaraisuudesta), rahan saamista ei pidetä yhtä isona meriittinä. Täten saajat eivät pidä itseään niin paljon muita parempina – ja oletettavasti rahatta jääminen ei ole yhtä paha isku. Rahoituspäätökset kun ovat omanarvontuntokysymyksiä, vaikka tietäisi, että päätökset eivät luotettavasti mittaa pätevyyttä.

Rahoituksen arpominen vaikuttaa mielekkäältä vaihtoehdolta silloin, kun päteviä hakijoita on selvästi enemmän kuin myönnettäviä määrärahoja, ja luotettava erottelu niiden välillä vaatisi merkittävästi enemmän resursseja kuin mitä siihen ollaan valmiita laittamaan tai on mielekästä laittaa. Tämä on Helsingin yliopiston kolmivuotisten määrärahojen tilanne.

Ei ole selvää, tuottaisiko arvonta parempia tuloksia kuin nykyinen järjestelmä. Vastaavasti ei ole selvää, onko nykyinen järjestelmä parempi kuin arvonta. Tutkimusrahoituksen järjestelmät eivät ole evidence-based, eli ne eivät perustu tutkittuun tietoon ja kattaviin arvioihin eri vaihtoehdoista, joissa kaikki tekijät (kuten hakemuksiin käytetty aika ja niissä vaaditun liioittelun vääristävät vaikutukset) olisi huomioitu.

Kun hakijoille laaditaan entistä enemmän mittareita, olisi syytä kiinnittää huomiota siihen, mitä ne mittaavat ja kuinka luotettavia niiden tulokset ovat.

8 kommenttia “Sattuman kauppaa”

  1. Cargo sanoo:

    Voisiko aloittelevia tutkijoita auttaa sellainen järjestely, jossa määrätty rahasumma myönnetään lunastettavaksi, jos hakemuksen mukainen tutkimus päätyy tietyssä ajassa tietyn vaikuttavuuskertoimen julkaisuun? Rahoituksen voisi myös luvata yliopiston laitokselle, joka tekisi palkattavan tutkijan suhteen riski-investoinnin. Samalla myös vältyttäisiin myönnetyn rahoituksen aiheuttamalta veltostumiselta 🙂

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Tutkimuksen kulkua voi harvoin ennustaa. Yleensä tutkimussuunnitelmat eivät kerro siitä, mitä oikeasti tehdään, ks. https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/fantasiakirjallisuuden-arvioimista/

      Monissa Kiinan yliopistoissa tutkijoille todella maksetaan artikkelien julkaisemisesta, ja rahaa saa sitä enemmän mitä arvostetumpi lehti on kyseessä. Tämä kannustaa artikkelien nopeaan julkaisemiseen, eikä nähdäkseni ole omiaan parantamaan tutkimuksen laatua.

      1. Erkki Kolehmainen sanoo:

        Oli syy sitten mikä tahansa, niin Kiinan tiede nousee voimakkaasti. 1oo:n parhaan yliopiston ranking-listalla v. 2019 on kuusi Kiinan kansantasavallan yliopistoa ja pari hongkongilaista. Paras kiinalainen oli Tsinghua University sijalla n:o 17. Tutkimus on myös laadukasta, koska Wikipedian mukaan
        ”The Royal Society in a 2011 report on academic publishing stated that in share of English scientific research papers the United States was first followed by China, the UK, Germany, Japan, France, and Canada. The report predicted that China would overtake the United States some time before 2020, possibly as early as 2013. China’s scientific impact, as measured by other scientists citing the published papers the next year, is smaller although also increasing. An analysis of ISI Web of Knowledge data found that China had increased its share of the most highly cited science articles from 1.85% in 2001 to 11.3% in 2011. By 2014 China could surpass Germany and the UK and be ranked second after the United States. The share of the United States declined from 64.3% to 50.7% during the same ten-year period.”

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Sitaattien määrä ei ole laadun mittari.

          1. Erkki Kolehmainen sanoo:

            Ei pelkästään. Sitaattien määrä on kuitenkin siinä mielessä laadun mittari, että korkean impact factor’in omaavissa lehdissä julkaistuihin artikkeleihin viitataan useammin kuin alemman tason lehdissä oleviin. Toisaalta nämä ”huippulehdet” ovat yleensä vallitsevan paradigman eli puhdasoppisuuden vankimpia kannattajia, jotka eivät julkaise editorin päätöksellä mitään ”kerettiläiseksi” luokittelemaansa materiaalia.

          2. Syksy Räsänen sanoo:

            Päättelyssä on aukkoja.

            Ensinnäkin: se, että korkean impact factorin (IF) lehdessä julkaistuihin artikkeleihin (IF määritelmän mukaisesti) viitataan enemmän ei tarkoita sitä, että enemmän viitatut artikkelit keskimäärin julkaistaisiin korkean IF lehdissä.

            Toisekseen: se, että korkean IF lehdissä julkaistuihin artikkeleihin keskimäärin viitataan enemmän ei tarkoita sitä, että tyypilliseen sellaisessa lehdessä julkaistuun artikkeliin viitattaisiin enemmän. Korkeimman IF lehdissä suurin osa viittauksista tulee pienestä joukosta artikkeleita.

            Puuttumatta nyt siihen, että viittausten määrä, vaikka sen laskisi oikein, ei ole sinällään laadun mittari.

  2. Erkki Kolehmainen sanoo:

    Julkaisujen lisäksi kiinalaisten patentit puhuvat korkean teknologisen tason puolesta, jonka USA näkee uhkana esim. Huawein tapauksessa.

    https://www.rt.com/business/480767-china-us-patent-war/

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Yritysten patenttien määrä ei ole yliopistoissa tehtävän perustutkimuksen laadun mittari (vaikka niillä onkin yhteys), ja etäisyys artikkelien julkaisemisesta maksamiseen on vielä isompi.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Lyijyä ja painoja

12.1.2020 klo 18.42, kirjoittaja
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua

Francis Baconin teoksen Novum Organum ilmestymisestä tulee tänä vuonna kuluneeksi 400 vuotta. Olen mielelläni siteerannut Baconin siinä esittämää huomiota, että totuus kehkeytyy ennemmin virheistä kuin sekaannuksesta. Kun tein niin taas viime syksyn kurssilla Fysiikkaa runoilijoille, ajattelin, että pitäisi varmaan lukeakin kirja. (Puhuin kirjasta hieman marraskuussa Kauniaisten musiikkijuhlilla.)

Novum Organum on tieteenhistorian keskeinen teksti. Nimi tarkoittaa uutta työkalua, ja kirjassa Bacon hahmottelee uudenlaista tapaa ymmärtää maailmaa, nimittäin (nykykielellä ilmaistuna) tieteellisiä menetelmiä ja luonnontieteellistä maailmankuvaa. Bacon oli protofyysikko: hänen ideansa ja käytäntönsä eivät olleet vielä fysiikkaa, ja niissä oli keskeisiä puutteita. Mutta hänen tekstinsä oli tärkeä harppaus matkalla filosofiasta luonnontieteeseen.

Kirjan alkupuolen kantava teema on antiikin filosofien ja heidän ihailijoidensa haukkuminen. Onkin hauska huomata, että fyysikoiden ylenkatsova asenne filosofeihin on vanhempi kuin fysiikka. Bacon jakaa filosofit ”kahteen perheeseen” joista yksi löytää uutta tiedettä ja toinen (kenties siksi, Bacon anteeksiantavasti kertoo, että sen jäsenet ovat kiireisiä tai tyhmiä) vain selittää sitä. Tämä tuo mieleen C.P. Snow’n noin 300 vuotta myöhemmin kirjoittaman valituksen siitä, miten älyköt ovat jakautuneet ”kahteen kulttuuriin”, luonnontieteelliseen ja humanistiseen.

Bacon vertaa sitä, miten filosofisiin pohdintoihin nojaava luonnon ymmärtäminen oli polkenut antiikin ajoista paikallaan siihen, miten käsityöt, metallityöt, kellojen tekeminen ja muu teknologia oli edistynyt. Myös tutkimusmatkat osoittivat, että maailma on antiikin ideoita laajempi ja siinä oli uutta löydettävää.

Teksti kertoo muutoskaudesta, jolloin horisontit avautuivat. Fysiikan sanastoa ei vielä ollut, ja Bacon lainaa sanoja oikeustieteestä (vieläkin puhutaan fysiikan laeista), kieliopista, tähtitieteestä, valtiotieteestä (fysiikan hyödyntäminen näyttäytyy samanlaisena valloittamisena ja alistamisena kuin valtioiden tutkimusmatkat ja vallankäyttö) ja lääketieteestä.

Bacon peräänkuuluttaa auktoriteettien hylkäämistä ja pidättyneisyyttä kannan ottamisessa ennen kuin asioista on kunnollista tietoa. Bacon kirjoittaa toivovansa, että hänen ideoidensa seuraajia ei muisteta siitä, että he olisivat tehneet mitään suurta, vaan siitä, että he antoivat vähemmän arvoa asioille, joita pidetään suurina. Bacon on armoton kuvatessaan aikansa tieteen tilaa: ”Nykyinen ihmisten ajattelu on romukasa, joka on rakentunut monista uskomuksista ja sattumuksista, sekä lapsellisista käsityksistä, joita imimme varhaisina vuosinamme.”

Vastalääkkeeksi Bacon korostaa asioiden yksityiskohtaista tarkkailua, havaintojen laajaa kirjaamista muistiin, sekä havaintojen tekemistä ideoiden pohjalta ja ideoiden tarkistamista havainnoilla. Havaintojen käyttäminen maailman ymmärtämisessä ei ollut uusi idea. Bacon kuitenkin oivalsi, että kannattaa erikseen järjestää tilanteita joita havaita (esimerkiksi lämmittää ilmaa leilissä) – eli tehdä kokeita.

Idea kokeista oli niin uusi, että Bacon käyttää sekaisin sanoja koe ja kokemus, erottelematta kielessä välittömiä kokemuksia ja niiden heikkouksia välttämään pyrkiviä järjestelyitä.

Bacon jakaa kokeet kahteen joukkoon: niihin, joiden tuloksista on välitöntä hyötyä ja niihin, jotka kantavat hedelmää vasta myöhemmin. Hänen varoituksensa ajatella pitkää aikajännettä ja olla panostamatta vain edellisiin pikavoittojen toivossa tuntuu kaukonäköiseltä. Bacon oli aikaansa edellä myös korostaessaan instituutioiden ja ihmisryhmien merkitystä kokeiden tekemisessä, ottaen mallia laivanrakennuksesta ja muusta teknologisesta toiminnasta, mikä oli perinteiselle filosofiselle lähestymistavalla vierasta. Bacon myös teroittaa laitteiden (kuten mikroskoopin ja teleskoopin) tärkeyttä havaintojen laajentamisessa välittömien aistikokemusten tuolle puolen. Tässä ollaan sittemmin edetty alueille, joista Bacon ei osannut edes uneksia: nykyään tiedämme, että suurin osa maailmankaikkeudesta on meille näkymätöntä, ja on selvää, että kokeita voi tehdä vain laitteilla.

Bacon pitkät luettelot havainnoista ja niihin liittyvistä kysymyksistä osoittavat miten vähän tuolloin tiedettiin asioista jotka ovat nykyään itsestään selviä. Bacon ei esimerkiksi tee eroa lämmön ja lämmön kokemuksen välillä – niinpä käteen lämpimältä tuntuva turkki on hänelle samanlainen lämmön lähde kuin nuotio. Henget ovat vielä keskeinen tapa ymmärtää aineen ominaisuuksia, vaikka ne tuntuvat jo riisutuilta yliluonnollisesta painolastista. Teksti ei avaa vain sitä, miten paljon nykyään tiedämme, vaan myös sitä, miten pieni määrä käsitteitä selittää paljon. Esimerkiksi se, että ilma koostuu hiukkasista selittää äänen, lämmön, paineen ja sen miksi jotkut asiat nousevat ylös tai painuvat alas, mutta Baconin aikaan nämä olivat kaikki erillisiä kysymyksiä.

Bacon ajatteli, että totuuden saa selville tekemällä kattavasti kaikenlaisia havaintoja ja nousemalla niiden avulla tikas kerrallaan, vailla tarvetta filosofisille oletuksille ja teorioille. Yksittäisistä havainnoista ei kuitenkaan ole mahdollista selvittää yleisiä lakeja ilman oletuksia, sen enempää filosofiselta kannalta kuin käytännössä.

Teoreettisessa fysiikassa puhutaan nykyään kahdesta lähestymistavasta, bottom-up ja top-down, eli pohjalta ylös ja huipulta alas. Edellinen on lähellä Baconin ideaa siitä, miten ymmärrys rakennetaan etenemällä siitä, mitä voimme nyt havaita. Jälkimmäisessä lähdetään teoreettisista ideoista, jotka ovat kaukana siitä mitä tiedämme todeksi.

Fysiikassa on edetty molempia reittejä; yleinen suhteellisuusteoria ja kosminen inflaatio ovat esimerkkejä ideoista, jotka kehitettiin kaukana tunnetusta fysiikasta ja havainnoista, mutta jotka ovat olleet erittäin ennustusvoimaisia. Baconilta puuttunut pala, joka on tehnyt tämän mahdolliseksi, on matematiikan käyttäminen teorioiden täsmälliseen ilmaisemiseen ja kehittämiseen. Tämä vallankumous alkoi pian Baconin jälkeen, ja vuonna 1687 Isaac Newton julkisti ensimmäisen fysiikan teorian, klassisen mekaniikan.

Matemaattisilla malleilla on omat rakenteensa, jotka eivät vain tiivistä havaintoja ja ennusta uusia, vaan myös kanavoivat ajattelua tiettyihin suuntiin ja sulkevat toisia pois. Bacon tunsi hyvin sen ongelman, että arkiajatteluun perustuvat filosofiset pohdinnat voivat harhautua minne sattuu, koska ei ole rakennetta niitä ohjaamaan:

”Meidän ei tarvitse antaa ihmisten ymmärrykselle siipiä, vaan ennemmin lyijyä ja painoja, jokaisen hypähdyksen ja pyrähdyksen hillitsemiseksi. Eikä tätä ole ennen tehty; mutta kun se on tehty, voimme toivoa tieteeltä enemmän.”

Matemaattisia rakenteita on toki lukuisia, ja huipulta alas kulkeva reitti voi juuttua paikalleen, jos on valinnut rakenteen, joka ei kuvaa todellisuutta tai jossa on vaikea edetä, kuten säieteorian multiversumipohdinnat osoittavat.

Baconin esittämä kokeellinen ja rationaalinen tarkastelutapa tuntuu nykynäkökulmasta ilmeisen yksinkertaiselta. Se, miten myöhään nuo ideat keksittiin kertoo kuitenkin, miten vaikea ne oli löytää. On hankala vieroittua siitä, mitä on oppinut ja vaikea kehittää uutta mittatikkua, jolla arvioida ajattelun perusteita. Tässä ympäristön vaikutus on keskeistä: ihmisen ajattelu kasvaa suhteessa muihin ihmisiin ja tieteen edistys kietoutuu yhteiskunnan kehitykseen.

Baconin lukeminen muistuttaa myös siitä, että tieteellinen maailmankuva on lähestymistapa totuuden selvittämiseen, ei kokoelma lausuntoja siitä, mikä on totta.

15 kommenttia “Lyijyä ja painoja”

  1. Erkki Kolehmainen sanoo:

    Mielenkiintoinen kirjoitus Francis Baconin ajattelusta. Wikipedia kertoo seuraavaa hänen uskonnollisista käsityksistään.

    He believed that philosophy and the natural world must be studied inductively, but argued that we can only study arguments for the existence of God.

    In his Essays, he affirms that a little philosophy inclineth man’s mind to atheism, but depth in philosophy bringeth men’s minds about to religion.

    Francis Bacon kuoli v. 1626 Highgate’ssa.Lontoon ulkopuolella, Nyt Highgate on Lontoon kaupunginosa, jonne pääsee metrolla. Lienee kohtalon ivaa, että siellä on hautausmaa, missä on Karl Marxin hauta. Marx nimittäin sanoi, että uskonto on oopiumia kansalle.

  2. Lentotaidoton sanoo:

    Räsänen: ”Baconin lukeminen muistuttaa myös siitä, että tieteellinen maailmankuva on lähestymistapa totuuden selvittämiseen, ei kokoelma lausuntoja siitä, mikä on totta”.
    Räsänen aiemmin: ”Kuten Bohr aikoinaan lausui: ”On väärin ajatella, että fysiikan tehtävänä olisi selvittää, millainen maailma on. Fysiikka käsittelee sitä, mitä voimme sanoa maailmasta.””

    Tuntuu joskus siltä, että tämä selvittelijöiden määrä siitä ”millainen maailma on” on solipsismmin ja ”ajatusdemokratian” hengessä vain lisääntynyt. Ongelmahan syntyy osaltaan siitä, että teoreettinen nykyfysiikka kera vaikean matematiikan koetaan liian monimutkaiseksi ja monasti ontuva popularisointikin ennemminkin sotkee kuin selvittää. Uskonnot etsivät tässä suhteessa (mielestäni heppoista) ”oikotietä totuuteen”. Toki tuo Bohrin ajatelma oli kohdistettu Einsteiniin, mutta nykyään lähes jokainen tavismielipide fysiikastakin katsotaan oikeutetuksi (helpon saatavuuden ja vapaan kirjoittelun netti vain lisää tätä sekahedelmäsoppaa).

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Bohrin idea oli radikaali: hän tarkoitti sitä, että kvanttimekaniikka kuvaa tekemiämme havaintoja, mutta ei ole mielekästä kysyä todellisuudesta havaintojen takana. (Idea ei ole yleisesti hyväksytty.)

      Tässä oli kyse vaatimattomammasta asiasta.

  3. Cargo sanoo:

    ”Bacon peräänkuuluttaa auktoriteettien hylkäämistä ja pidättyneisyyttä kannan ottamisessa ennen kuin asioista on kunnollista tietoa.”

    Tuon perusteella Bacon tulisi filosofeista toimeen ainakin Ludwig Wittgensteinin kanssa, sillä mistä ei voi (käsitteellisesti) puhua täytyy vaieta.

    Mutta mikä mahtoi olla Baconin selitys omenan putoamiselle? Sortuiko hän itse selittämään luontoa syvällisen filosofisen pohdinnan avulla 🙂

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Bacon kirjoittaa painovoimasta ja magnetismista (joita pidettiin toisiinsa liittyvinä ilmiöinä) siltä kannalta, että miten asiaa kannattaa lähteä selvittämään.

      Bacon oli toki monissa asioissa kiinni aikansa käsityksissä, hän esimerkiksi ajatteli, että hyönteiset syntyvät liasta.

  4. Juha sanoo:

    Miten näet koneoppimisen kautta tehdyt selitykset/ennusteet (kuten esim. vastikään uutisoitu 3 kappaleen ongelman ratkaisu). En ole tuon mallin sisään katsonut, mutta uskoisin että kysessä on ”musta laatikko”, joka osaa ennustaa havainnot hyvin. Emme kuitenkaan pysty useinkaan tulkitsemaan mm. neuroverkkojen mallia ja malliparametreja samaan tapaan kuin tyypillisiä fysikaalisia tai tilastollisia kaavoja (koska alla voi pyöriä hierarkkinen epälineaarinen malli, jolle ei edes haluta tulkintaa). Lähtökohtaisesti tämä on toki havaintojen tasolta ylöspäin menemistä, mutta vastauksena emme saa kaavaa tai tulkittavia parametrejä. Voiko fysiikka jatkossa mennä tähän suuntaan ja lisääkö se oikeasti ymmärrystämme fysiikasta?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Numeeriset laskut ovat jo vuosikymmeniä tärkeä osa fysiikkaa. Ne eivät syrjäytä ymmärrystä vaan tukevat sitä.

      1. Syksy Räsänen sanoo:

        Jätän julkaisematta lisäkommentit tämän asian tiimoilta, kun se on merkinnästä melko etäinen.

  5. TimoK sanoo:

    Tässä yhteydessä voi ehkä kysyä, miksi suomenkielessä käytetään termiä ”inflaatio” tarkoittamaan maailmankaikkeuden alussa tapahtunutta eksponentiaalisen laajenemisen vaihetta?

    Nimittäin inflaatio tuo ensimmäisenä mieleen rahan arvon pienenemisen, intuitiivisesti siis täysin päinvastaisen asia kuin suureneminen.

    Liekö kysymys käännösvirheestä kun englanninkielinen termi ”inflation” tarkoittaa mm laajentumista tai täyttymistä – mikä onkin huomattavasti kuvaavampi termi. Ja varmaan kuvaavaa suomenkielistä termiä voi olla vaikea keksiä, ”kosminen täyttyminen” ainakin kuulostaa omaan korvaan vähän oudolta vastineelta termille ”cosmic inflation”.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Englannin ”inflation” tarkoittaa paisumista. Taloudessa se viittaa hintojen kasvuun, kosmologiassa avaruuden.

      1. TimoK sanoo:

        Aa… niinpä tietysti, kiitoksia!

  6. Matias Slavov sanoo:

    Fysiikan ja filosofian välistä eroa ei ollut vielä 1600 alkupuolella selkeästi artikuloitu. Teoksessaan The Advancement of Learning 1605 Bacon erottelee eri tietämisen eli filosofian lajit; kyse ei ole filosofian ja luonnontieteen välisestä erottelusta kuten anakronistisesti väität. Vielä Newtonin Principian kolmas painos 1726 on ymmärrettävissä luonnonfilosofiseksi työksi (jos kiinnostaa, olen argumentoinut asiasta hieman pidemmin täällä https://www.areiopagi.fi/2015/10/isaac-newtonin-principia-tiedetta-vai-filosofiaa/).

    Ennen toista maailmansotaa tärkeät fyysikot kuten Einstein, Heisenberg ja Schrödinger olivat hyvin kiinnostuneita filosofiasta ja arvostivat sitä. Esim. Einstein tunsi filosofian klassikkoja hyvin, ja monet hänen julkaisuistaan käsittelivät aikansa johtavaa tieto-oppia ja tieteenfilosofiaa. Filosofia ja metafysiikka eivät ole yksiselitteisesti erotettavissa monissakaan tapauksissa, kun puhutaan esim. ajan luonteesta, luonnonlakien olemassaolosta ja syyseuraus-suhteen merkityksestä.

    Monien fyysikkojen filosofian vastaisuudelle nykyään on varmasti useita syitä. Yksi merkittävä on puutteelliset tiedot/opinnot tieteenfilosofiassa ja tieteenhistoriassa. Toista maata ovat filosofisesti sivistyneet fyysikot kuten Rovelli, Caroll, Smolin, Greene, Romero ja Dieks, jotka eivät esitä lapsellisia väitteitä filosofian nykytilasta, ja jotka ymmärtävät filosofian ja tieteen yhteen kietoutuneen historian.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      En suinkaan väitä niin. Kirjoitan, että ”Bacon jakaa filosofit ”kahteen perheeseen””.

  7. Matias Slavov sanoo:

    Vertaat hänen erotteluaan Snow’n kahtiajakoon. Minusta tuo rinnastus on harhaanjohtava, ja antaa väärän kuvan sekä filosofian/fysiikan historioiden suhteista että niiden nykyisestä suhteesta.

    1. Cargo sanoo:

      Antiikin aikana omenan tippuminen puusta selitettiin siten, että omenoilla on taipumus tippua. Tuollaisen filosofian ainoa opetus on se, ettei syvällisen filosofisen pohdinnan avulla pääse oikeassa elämässä puusta pitkälle. Fysiikka – todellinen tiede – mallintaa perusasioiden välisiä suhteita, jolloin etenevä aika on vain tarkasteltavan systeemin entrooppista muutosta kuvaava parametri. Suhteellisuusteria rakentuu muutaman kokeellisen periaatteen varaan, ja kvanttimekaniikassa epätarkkuusperiaatteen voi pelkistää systeemin informaatiosisällön rajallisuuteen ja lomittumisen taas systeemin avaruudelliseen kokoon. Modernina aikakautena ei fenomenologisille pohdiskelijoille tarvitse juuri korviaan lotkauttaa, elleivät nämä ole valmiita newtonilaisittain rakentelemaan malleja sekä niitä vastaavia koejärjestelyitä. That is, cut the bullshit.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Tiedeuutisten knopit

31.12.2019 klo 00.20, kirjoittaja
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Vuodenvaihteen ratoksi maamme suurin julkinen media Yle tarjoaa ”perinteisen” tiedevisan, jossa voi testata ”ovatko tiedeuutisten knopit hallussa”. Kysymys 8/15 on seuraava:

Pimeää ainetta tutkiva Tommi Tenkanen on esittänyt maailmankaikkeuden alun tapahtumille tavanomaisesta käsityksestä poikkeavaa järjestystä. Millaista?

A) Ensin tapahtui maailmankaikkeutta rajusti laajentanut kosminen inflaatio ja vasta sen jälkeen tapahtui kuuma alkuräjähdys.

B) Ensin oli kuuma alkuräjähdys, joka muuttui kylmän alkuräjähdyksen kautta kosmiseksi inflaatioksi.

C) Maailmankaikkeus räjähti kerralla lähes nykyiseen kokoonsa.

Tämä on varoittava esimerkki tiedeuutisoinnin vastuuttomuudesta. Tommi Tenkanen ei ole esittänyt mitään yllä olevista vaihtoehdoista – ja mikä pahempaa, ne ovat kaikki harhaanjohtavia.

Termillä ”alkuräjähdys” saatetaan viitata joko maailmankaikkeuden alkuun, nykyisen aineen syntyyn kosmisen inflaation lopussa tai sarjaan inflaation jälkeisiä tapahtumia. (Asiaa on puitu täällä ja täällä; selkeintä olisi välttää koko sanaa ja puhua vaikka maailmankaikkeuden alusta tai aineen synnystä.)

Ensimmäisessä tapauksessa vaihtoehto A on sanan ”alkuräjähdys” määritelmän vastainen, kahdessa jälkimmäisessä se on sanan määritelmän mukaan totta. Virke A ei siis kerro siitä, millainen maailma on, vaan siitä, miten sanoja käytetään.

Vaihtoehdossa B esiintyvä ”kylmä alkuräjähdys” on menneiden aikojen jäänne, jolla on suunnilleen yhtä paljon tekemistä nykytieteen kanssa kuin eetterillä. (En olisi ilman Googlen apua edes tiennyt mitä se tarkoittaa.)

Vaihtoehdossa C on yhdistetty tavallinen väärinkäsitys ja karkea epätotuus. Onnettomasti valitusta nimestään huolimatta ”alkuräjähdys” ei ole räjähdys. Maailmankaikkeuden jatkuva laajeneminen taasen on suunnilleen yhtä hyvin varmennettu asia kuin Maapallon pyöreys.

Yllä siteerattu”tiedeknoppi” on kysymyksiltään suunnilleen yhtä järkevä kuin alla oleva historian kysymys.

Liikkuvuuden historiaa tutkiva N.N. on esittänyt Ranskan synnyn tapahtumille tavallisesta käsityksestä poikkeavaa järjestystä. Millaista?

A) Ensin tapahtui Ranskaa rajusti laajentanut Kaarle Suuren valtakausi ja vasta sen jälkeen tapahtui kova valloitus.

B) Ensin oli kova valloitus, joka muuttui pehmeän valloituksen kautta Kaarle Suuren valtakaudeksi.

C) Ranska räjähti kerralla lähes nykyiseen kokoonsa.

Fysiikasta kirjoitettaessa tällainen hölynpöly on normaalia. Vaikka kysymyksessä olisi siteerattu Tommin tutkimuksen antia oikein ja yksi vastauksista pitäisi paikkansa, tällainen ”knoppailu” olisi silti ongelmallista. Kyse ei ole vain siitä, ovatko yksittäiset asiat väärin, vaan siitä, että koko viitekehys on harhaanjohtava.

Kyselyistä ei muisteta vain oikeita vastauksia, vaan vaihtoehtojen kokonaisuus muovaa käsitystä. Mielekkäästi laadittu monivalintakysymys valottaa oleellisia aiheita laajemmin kuin vain yhden vaihtoehdon kautta. Tähän tietysti liittyy vastausten lisäksi myös kysymyksen valinta. Nyt Tommin (sinällään kiinnostava) tutkimus on nostettu satojen viime vuonna ilmestyneiden vastaavien artikkeleiden joukosta esille vain siksi, että se on saanut paljon julkisuutta. Tämä taas ei liity niinkään tutkimuksen sisältöön kuin sen lehdistötiedotteeseen.

Tiede ei ole kokoelma tietoa, vaan siihen kuuluu elimellisesti joukko päättelytapoja sen selvittämiseksi, mikä on totta ja mikä ei, sekä tarkka kirjanpito epävarmuudesta. Tällaisten kyselyiden arvo tieteen ymmärtämiselle (ainakin mitä tulee teoreettiseen fysiikkaan) ei ole nolla vaan negatiivinen: ne nostavat esille yksittäisiä ehdotuksia muiden joukosta antaen ymmärtää, että niissä on jotain erityistä – ja tekevät tämän tavalla, josta on mahdotonta ymmärtää, mistä on kyse.

Kuten olen aiemmin kirjoittanut, toimittajat ovat tavattoman herkkäuskoisia mitä tutkijoiden (tai oikeastaan näiden yliopistojen PR-osastojen) tiedotteisiin tulee. (Aiheesta ks. täällä, täällä, täällä, täällä, täällä, täällä ja täällä.) Tämän takia tutkijoilla on vastuu olla huolellisia. Ei riitä, että tiedotteiden sisältö on totta, pitää myös ottaa huomioon, millaisen vaikutelman ne antavat, ja rapauttavatko ne yleistä tieteen ymmärrystä hetkellisen huomion hyväksi.

Kun päättyvän vuosikymmenen alulla OPERA-koeryhmä piti CERNissä lehdistötilaisuuden mahdollisesti valoa nopeammista neutriinoista, ei auttanut, että tiedotteeseen oli asianmukaisesti kirjattu, että mitään löytöä ei ole tehty. Jo siitä, että CERNissä järjestettiin lehdistötilaisuus toimittajat päättelivät, että jotain merkittävää oli tapahtunut. Tämä saattoi olla OPERAn johdon tarkoituskin, mutta silloin kun näin ei ole, on syytä olla varovainen. Jos ei halua, että joku vetää liipasimesta, ei kannata jakaa ammuksia.

Mitä toimittajien vastuuseen tulee: jos ei ole varma, mihin piippu osoittaa, ei kannata vetää liipasimesta vaikka joku jakaisikin ammuksia.

12 kommenttia “Tiedeuutisten knopit”

  1. Mika Viljakainen sanoo:

    Kirjoituksessa ilmaistu huoli jaetaan niin tiedeyhteisössä kuin tiedeyhteisön ulkopuolellakin, mutta teoreettiset fyysikot voivat syyttää osittain itseään siitä, että alunperin pilkkanimeksi tarkoitettu ”Big Bang” vakiintui kuvaamaan maailmankaikkeuden alkuhetkiä ja alkutilaa.

    Voi olla, että ”myyvä” nimi houkuttelee juuri epätarkkaan kielenkäyttöön eli ainakin termejä käsitteistön piirissä pitäisi kehittää väärien mielikuvien synnyttämisen vaikeuttamiseksi, niin vähän kuin yleisön käsityksillä on tekemistä varsinaisen tutkimuksen ja opetuksen kanssa.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Taitaa olla myytti, että termi big bang olisi tarkoitettu pilkkaavaksi. Termin historiasta ks. https://academic.oup.com/astrogeo/article/54/2/2.28/302975

  2. Lentotaidoton sanoo:

    Luin tuon artikkelin. Osoittautui että termiä on käytetty (siitä huolimatta mitä alunperin oli tarkoitettu) eri henkilöiden taholta todella asiallisessa että pilkkaavassa hengessä. Tietysti. Koska edes tiedeyhteisö (saati sitten raportteja lukeva yleisö) ei edes tänä päivänä pysty selkeästi ilmaisemaan terminologiaa. Tämä kävi selvästi ilmi myös aiemmin Tenkasen tutkimuksen otsikoinnissa ja lehdistötiedotteissa ja niistä kumpuavasta keskustelusta.

    Räsäsen linkki päättyy näin:
    When Sky and Telescope ran a competition in 1993 to find a more suitable name, the judges received no less than 13 099 responses. None of them were found worthy of supplanting Hoyle’s “inappropriately bellicose” name (Beatty and Fienberg 1994). It had stuck – like a harpoon.

    Siis NONE OF THEM. Tämä vuonna 1993, siis lähes 30 vuotta sitten. Tutkimus siitä eteenpäin on ollut kosmologiassa valtavaa. Myös tulokset. Ainut mikä kuitenkin näkyy vain vahvistavan otettaan on surkea tiedottaminen. En todella tiedä mikä ratkaisu olisi. Ei liene toivottavaa, että ylivoimaisesti suurin osa taviksista edelleen pitää ”alkuräjähdystä” nimenomaan hyvin hypoteettisen singulariteetin (yhden pisteen) ”räjähtämisenä”. Onko törkeä väite tämä: tiedeyhteisön oma syy?

  3. Ihan hyvä teksti. Tämä muutamia kuukausia jatkunut keskustelu on saanut minutkin ajattelemaan, että selkeintä olisi välttää koko alkuräjähdys-sanan käyttöä, jos sen määritelmästä ei päästä yksimielisyyteen. Ja vaikka Suomessa pääsisimmekin, englanninkielisen termin ”Big Bang” epämääräisyys ei siitä tietysti miksikään muutu.

    Vaihtoehdoissakin pitää kuitenkin ”valita valheensa” – kuten olet aiemmin fysiikan muuhun popularisointiin liittyen kirjoittanut -, sillä niin maailmankaikkeuden alku kuin aineen syntykin ovat paitsi epämääräisiä, myös varmana pidettävän tiedon tuolla puolen, ainakin mitä alkuun tulee. Termi ”inflaation jälkeinen aika” on sekin hieman ongelmallinen niin kauan kuin kaikki edes kosmologiayhteisössä eivät pidä inflaatiota varmennettuna (vaikka en oikein ymmärräkään miksi!). Enkä tiedä olisiko se hyvä termi yleiskieleen muutenkaan, ensinhän pitäisi saada kaikki ymmärtämään mistä kosmisessa inflaatiossa on kysymys.

    Ongelmallisinta tässä terminologian määrittelyssä lienee se, että päättämättömyys erikielisten määritelmien äärellä hämärtänee yleisön kuvaa siitä, mitä asioista oikeasti tiedämme. Sanottakoon siis tämän lukijoille selkeästi, että itse fysiikasta tässä ei ole ollut epäselvyyttä tai erimielisyyttä. Haasteita viestinnässä kuitenkin riittänee.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Niinpä.

  4. Lentotaidoton sanoo:

    Mika Viljakainen: ”Voi olla, että ”myyvä” nimi houkuttelee juuri epätarkkaan kielenkäyttöön eli ainakin termejä käsitteistön piirissä pitäisi kehittää väärien mielikuvien synnyttämisen vaikeuttamiseksi, niin vähän kuin yleisön käsityksillä on tekemistä varsinaisen tutkimuksen ja opetuksen kanssa.”

    Tutkijat tutkii ja journalistit valeh…tarkoitan tekevät työtään eli myyvät laidasta laitaan mikä myytäväksi kelpaa. Tulee mieleen esim. Higgsin bosoni. Ledermanin 1993 kirjasta piti tulla ”The Goddamn Particle” (koska sitä oli PIRUN vaikea metsästää), mutta tulikin The God Particle. Raaka business ja joidenkin laajojen piirien kosiskelu haistoi rahan. Sillä nimellä sitten ratsastettiin vuosikausia. Sitkeällä työllä ja selittämisellä on tuo nimi saatu lähes 100 prosenttisesti kuitenkin muuttettua myös yleisön tajunnassa Higgsin bosoniksi.

    Eli ilmeisesti samat lääkkeet: sitkeä työ ja selittäminen. Mutta tämä tietysti edellyttää että tiedeyhteisö itse pääsee asiasta yksimielisyyteen. Asian tekee supervaikeaksi termin (tai oikeastaan sloganin) Big Bang monikymmenvuotinen käyttö. Toki jokainen käsittää, että fysiikka itsessään on kosmologien tajunnassa kristallinkirkas.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Lederman kuitenkin suostui kirjansa harhaanjohtavaan nimeen, niin että siitä ei voi syyttää vain kustantajaa (tai kanssakirjoittajaa).

  5. Jari Toivanen sanoo:

    …ylivoimaisesti suurin osa taviksista edelleen pitää ”alkuräjähdystä” nimenomaan hyvin hypoteettisen singulariteetin (yhden pisteen) ”räjähtämisenä”…
    Mielestäni, jos taviksista ylivoimaisesti suurin osa kaikkien arkihuoliensa keskellä pohtii maailmankaikkeuden alkua singulariteetin räjähtämisenä, voimme olla tyytyväisiä tavisten kognitiiviseen kapasiteettiin, vaikka kontemplaatio vähän pieleen menisikin, ja olla iloisia heidän kosmologiaa kohtaan osoittamastaan mielenkiinnosta.

  6. Cargo sanoo:

    Eivät humanistit saata ymmärtää, miten pienetkin semanttiset ristiriidat voivat saada neuroottisten luonnontieteilijöiden aivot solmuun.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Tässä ei ole kysymys semanttisesta ristiriidasta.

  7. Jyri T. sanoo:

    Luin tässä yhtä tutkimusta (Failure of standard thermodynamics in planck scale black hole system; Kourosh Nozari, S. Mehdipour), jossa sanottiin että jokin kvanttimekaaninen ilmiö saattaa mahdollisesti estää n. Planckin massan suuruisen mustan aukon höyrystymisen loppuun asti. Ilmiö olisi luonteeltaan sama kuin mikä estää atomin elektroneja ”putoamasta ytimeen asti” eli liittyisi jotenklin alimpaan mahdolliseen energiatilaan.

    Onko tällaisia Planckin massan kokoisia mustia aukkoja ehdotettu pimeän aineen lähteeksi?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Tämä on aika kaukana merkinnän aiheesta, mutta vastaus on kyllä, jo 1980-luvulla. Mustien aukkojen kohtalosta tosin ei varmasti tiedetä mitään.

      Itsekin hiljattain puuhailin aiheen parissa: https://arxiv.org/abs/1810.12608

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Kosmologiakurssi

10.12.2019 klo 13.30, kirjoittaja
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua

Luennoin Ursalle lauantaina 25.4. kello 12-18 kurssin kosmologiasta, jolle on annettu typäkkä nimi Kosmologiakurssi Ia [korjaus: ihan vain Kosmologiakurssi]. Kurssille voi ilmoittautua täällä. Kurssimaksu on 15€ Ursan jäsenille, 40€ muille. Paikkoja on rajoitettu määrä, ja ne kuulemma menevät nopeasti, eli jos haluaa mukaan, kannattanee ilmoittautua pian. [Lisäys: Kurssi tulikin vuorokaudessa täyteen.]

Kurssin kuvaus on tämä:

Kurssi tarjoaa napakan katsauksen moderniin kosmologiaan, sen oleellisimpiin teorioihin sekä hieman myös kosmologian historiaan. Kurssilla käsitellään mm. maailmankaikkeuden historia, ison mittakaavan rakenteet, kosmisen mikroaaltotausta, pimeä aine, pimeä energia ja kosminen inflaatio. Kurssin pitää yliopistotutkija, dosentti Syksy Räsänen.

Päivitys 1 (10/12/19): Korjattu kurssin nimi.

Päivitys 2 (11/12/19): Lisätty maininta, että kurssi tuli täyteen.

12 kommenttia “Kosmologiakurssi”

  1. Anne Liljeström sanoo:

    Se on itse asiassa ihan vain ”Kosmologiakurssi”, ”la” viittaa lauantaihin. 🙂

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Luentani eipä ollutkaan typäkkä. Kiitos, korjasin.

  2. Sari sanoo:

    Toivottavasti kurssi järjestetään uudestaan esimerkiksi syksyllä (pun intended) tai seuraavana keväänä, kiinnostusta olisi epäilemättä!

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kurssin tulevaisuus riippuu siitä, millaisia muita opetusvelvollisuuksia minulla on. Jos minulla on sen luennoimiseen aikaa muilta kursseilta, niin varmaan luennnoin kurssin vielä.

  3. Cargo sanoo:

    Miten keskustelevaan sävyyn tuota kurssia tullaan käymään? Saattaa nimittäin olla, että Suomen johtavat crackpot-fyysikot ilmaantuvat sankoin joukoin paikalle 🙂

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Yleisön kysymykset ovat tärkeä osa niin ammatillisia kuin populaareja luentoja fysiikasta.

  4. Jyri T. sanoo:

    Olisiko se mahdollista striimata?

    Kysyy nimimerkki Epätietoinen Lapista

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Tuota täytyy kysyä Ursalta.

  5. Jari Toivanen sanoo:

    Käytkö luennoimassa ”beyond the border of wolves”?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Olen luennoinut mm. seuraavissa paikoissa Suomessa (järjestys sattumanvarainen): Luopioinen, Utsjoki, Rovaniemi, Oulu, Turku, Tampere, Kajaani, Mikkeli, Kuopio, Mänttä, Joensuu, Lappeenranta, Pori, Porvoo, ja muuallakin, kaikkia en muista.

  6. Sari Salminen sanoo:

    Hei,
    Olisiko mahdollista järjestää/siirtää luento isompaan saliin, jotta me ulkopuolelle jääneet saisimme mahdollisuuden osallistua?
    Sari

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Minulla ei ole järjestelyihin osaa eikä arpaa, tällaiset kysymykset sopii suunnata Ursalle.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Tutkimushankkeen umpikuja

2.12.2019 klo 17.12, kirjoittaja
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua

Galleria Duetossa aukesi keskiviikkona Metta Savolaisen taidenäyttely Ympyrän neliöiminen. Kaksi vuotta sitten samassa tilassa oli näyttely Solar Eclipse, jossa Savolainen maalasi alkeishiukkasten muotokuvia, pelkisti tähtitieteen ilmiöitä ja asetti lintuja symmetrian maailmaan.

Uusi näyttely juontaa juurensa siihen, kun Savolainen löysi veljensä jäämistöstä Wilbur Richard Knorrin antiikin ajan matematiikkaa käsittelevän kirjan The Ancient Tradition of Geometric Problems ja rupesi käymään sen todistuksia läpi. Näyttelyn geometrinen osa on rajattu tiukasti sen nimen mukaiseen ongelmaan: miten rakennetaan harpilla ja viivaimella neliö, jolla on sama pinta-ala kuin annetulla ympyrällä, eli miten neliöidään ympyrä?

Ensimmäinen askel on Pythagoraan lause, joka yhdistää suorakulmaisten kolmioiden sivujen pituudet toisiinsa neliöiden avulla. Yhtälön z2=x2+y2 kuvallinen ilmentymä on sopusuhtainen asetelma, jossa mieli lepää.

Matematiikka, kuten fysiikka, rakentuu aiempien tulosten päälle, ja Pythagoraan lause on kauskantoisten löytöjen pohjana. Mutta haaroja versoaa moneen suuntaan, eivätkä kaikki kanna hedelmää. Näyttely onkin erityisen koskettava siksi, että se kuvallisen myötätuntoisesti esittelee epäonnistuneen tutkimusohjelman.

Pythagoraan jälkeen tulee Antifon, joka yritti täyttää ympyrän yhä pienemmillä kolmioilla. Rakennelmaa pitäisi kuitenkin jatkaa yhä pienempiin kolmioihin, aina nollakokoon ja äärettömään lukumäärään asti. Siihen eivät harppi ja viivain riitä. Tarvittava matematiikka ymmärrettiin vasta 2000 vuotta myöhemmin, mutta jo antiikin kreikkalaiset hahmottivat, että Antifonen yritys ei mene perille.

Kolmas tutkija, jonka työtä näyttelyssä popularisoidaan, on Hippokrates Khioslainen, joka löysi entistä hienostuneempia geometrisia yhteyksiä. Hän sai ilmaistua kolmioiden pinta-alan ympyrän ja kuunsirpin pinta-alan summana. Kun tietyt kulmikkaat muodot oli saatu osoitettua yhtä suuriksi kuin tietyt kaarevat muodot, olisi tarvittu vain menetelmän yleistys kaikkiin kuunsirppeihin ja tulos olisi valmis.

Hippokrateen reitti johti kuitenkin umpikujaan. Koska ympyrän pinta-alassa esiintyy luku 𝞹, ei ole mahdollista harpilla ja viivaimella piirtää neliötä, jolla olisi sama pinta-ala, kuten Ferdinand von Lindemann osoitti vuonna 1882.

Vastaava vuosituhansien ajan tutkijoita riivannut ongelma oli todistaa, että yhdensuuntaiset suorat eivät risteä. 1800-luvulla ymmärrettiin, että todistus on mahdoton, koska väite ei ole yleisesti totta. Kyseessä on vain Eukleideen määrittelemän geometrian erityispiirre, joka ei päde kaikille geometrioille (erityisesti se ei päde todellisessa maailmassa).

Gallerian seinällä roikkuvat kuvalliset ratkaisut matemaattisiin ongelmiin ovat kauneudessaan pahaenteisiä, muistuttaen kirkkaista poluista jotka eivät vieneet mihinkään ja herättäen epäilyksiä nykyisten matkojen päätepisteestä.

Edellistä Solar Eclipse -näyttelyä tiukempi rajaus on kiinnostava. Aiemmin taiteilija kehitti muualta muotoja muodottomille hiukkasille, nyt matematiikkaa määrää viivat, kaaret ja pinnat, vain lauseiden valinta ja sävyjen poiminta jää taiteilijan tulkintaan. Matemaattiset todistukset ovat tulleet paperille kuviksi ja seinälle konkreettisiksi esineiksi, joiden edessä on miellyttävä seisoa ja siirrellä mielessään värillisiä palikoita.

Savolaisen töiden terävät linjat ja selvät värit (joskus ne ovat turhan sameita) tuovat mieleen matemaatikko Oliver Byrnen vuonna 1847 julkaiseman version Eukleideen klassikkoteos Alkeiden ensimmäisestä kuudesta kirjasta. Byrnen tarkoitus oli tehdä geometrian perusteet helpommin lähestyttäviksi, ja samassa hengessä Savolaisen maalaukset ovat lähempänä taiteen ja tieteen risteystä kuin edellisen näyttelyn hiukkaskuvitukset. Teoksia voi katsoa kauniina kuvina, jotka oppikirjoista puuttuivat.

Matematiikan ja fysiikan tutkimuksessa käytetään sekä geometrista että algebrallista ajattelua, karkeasti sanottuna sekä kuvia että yhtälöitä, eri ongelmissa ja eri tutkijoilla eri suhteissa. Kouluopetuksessa saattaa kuitenkin korostua algebrallinen puoli, vaikka kuvallinen esitys voisi avata joillekin helpommin ovia. Savolaisen näyttelyn avajaisissa kuuluikin hermostuneena nauruna yleisön lapsuudesta kantama matematiikan pelko hänen kertoessaan, miten kuvien geometriaa luetaan.

Todistusten kuvallinen tarkastelu voisi myös nivoa yhteen matematiikan ja kuvataiteen opetuksen koulussa. Aalto-yliopistossa matemaatikko Kirsi Peltonen on järjestänyt kursseja, jotka tuovat yhteen niin sisällön kuin kurssilaisten osalta matematiikkaa, taidetta ja arkkitehtuuria. Aallossa on elokuussa 2020 Bridges-konferenssi näiltä tiimoilta.

Tarkan geometristen teosten ohella on näyttelyn toisessa huoneessa jatkoa Solar Eclipsen symmetrialinnuille. Tällä kertaa valon ja varjon linnut ikävöivät viestejä tai muistoja kantavien aaltojen ja valkoisen kohinan seassa, Fibonaccin lukujen, taivaan kyynelten ja kirsikankukkien keskellä. Abstraktien asioiden konkreettinen esittäminen ja inhimillisten tunteiden abstrakti ylentäminen nivoutuvat kuvallisiksi runoiksi, joiden sanaton ymmärrys ei tyhjenny algebran keinoin.

Näyttely on auki sunnuntaihin 22.12. asti.

4 kommenttia “Tutkimushankkeen umpikuja”

  1. Erkki Kolehmainen sanoo:

    Kuvataiteen geometrisista säännöistä ehkä tunnetuin on kultainen leikkaus, joka saadaan, kun jana jaetaan kahteen osaan niin, että lyhyemmän osan suhde pidempään osaan on sama kuin pidemmän osan suhde koko janaan. https://fi.wikipedia.org/wiki/Kultainen_leikkaus

    Jos kvanttimekaniikkaa tai suhteellisuusteoriaa halutaan visualisoida kuvataiteen keinoin, niin luultavasti surrealismi olisi siihen sopivin suuntaus. Salvador Dalin Muiston pysyvyys kuvaa hyvin myös ajan suhteellisuutta.
    https://fi.wikipedia.org/wiki/Muiston_pysyvyys

  2. Lentotaidoton sanoo:

    Kun me kaikki emme asu Helsingissä niin olisiko edes yksi pieni esimerkkikuva laittaa meillekin

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kuvia löytyy tekstissä olevien linkkien takaa (gallerian sivuilta eniten).

  3. Cargo sanoo:

    Jos näyttelyn nimi on Ympyrän neliöiminen, niin miksi esillä on toimivia geometrisia todistuksia? (retorinen kysymys.)

    Veikkaanpa vain, että jos tämä samainen taiteija sattuu googlettamaan fraktaaleista, niin seuraavassa näyttelyssä keskittyneen oloinen kutsuvieraskunta saa kuulla jotakin seuraavaa: ”Katsokaapas! Jos aloitan tämän värisestä alueesta, niin loputtomien iteraatioiden jälkeen päädyn aina samaan pisteeseen.” Tosin jos kyse on akvarelleista, niin mukaan voi sotkea kvanttifysiikan epämääräisyyttä ja päätyä yhdestä suttuisesta kohdasta moneen pisteesee yhtä aikaa.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Tiede ja uskonto inhimillisen maailman puolesta

29.11.2019 klo 13.26, kirjoittaja
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua

Evankelis-luterilaisen kirkon piispoilta ilmestyi toissapäivänä puheenvuoro Tieteiden lahja. Verkkolehti Areiopagi pyysi siihen kommentin muun muassa minulta. Muita kommentoijia olivat teologi Eero Junkkaala, filosofi Leila Haaparanta, evoluutiobiologi Mikael Fortelius, historioitsija Jaakko Tahkokallio sekä ilmastotutkija Laura Riuttanen, biokemisti Matti Leisola, filosofi Leo Näreaho, filosofi Tarja Kallio-Tamminen ja teologi Sammeli Juntunen.

Kirjoitan tieteestä, uskonnosta, ilmastonmuutoksesta, rohkeudesta, nöyryydestä ja apartheidista Palestiinassa.

”Tiedeuskoa, jonka piispat maalaavat tiedevastaisuudelle vastakkaiseksi navaksi, en tunnista tiedeyhteisöstä enkä yhteiskunnasta laajemmin. Liiallinen usko teknologiaan ja vallitsevaan yhteiskunnalliseen järjestelmään ovat kyllä oikeita ongelmia. Uskomme, että hallitsemme kättemme työt, että se minkä olemme pystyttäneet ei koskaan romahda, että kaikki järjestyy tekemällä kuten ennenkin. Tämä on uskoa ihmisen kaikkivoipaisuuteen ja hänen rakennelmiensa täydellisyyteen.”

2 kommenttia “Tiede ja uskonto inhimillisen maailman puolesta”

  1. Kirsi Lehto sanoo:

    Oikein hyvin sanottu! Nyt ihmiskunnan aiheuttamat ympäristön muutokset ovat jo ainakin jo ihan rajoilla, tai jo merkittävästi oheittaneet palneettasysteemin stabiilisuuden rajat. Viimeistään nyt pitäis tosissaan miettiä miten tätä systeemiä ohjataan kestävämpään suuntaan sekä ekologisesti, teknisesti, sosiaalisesti että kaupalisesti – sen sijaan että pyritään vaan entistä kovampaan taloudelliseen kasvuun ja kulutuksen kasvuun. Millainen olisi tie kestävämpään kehitykseen ja tasa-arvoisempaan maailmaan ?

  2. A. Karhumaa sanoo:

    Kiitos Pentti S. Varikselle edellisen postauksen (”Tiede porttina uuteen maailmaan”) kommenteissa antamalle linkille: https://en.wikipedia.org/wiki/Metanoia_(theology)

    ”Metanoia” kieltämättä tuo mieleen jotain paljon avarampaa kuin sana ”repent” (katumus), jolla se on käännetty esimerkiksi englanninkieliseen raamattuun. Tietysti jälkimmäisen sanan valinta viralliseen käännökseen on paremmin sopinut mm. uppiniskaisten pakanoiden kurinpidon motivoimiseksi.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Tiede porttina uuteen maailmaan

24.11.2019 klo 22.01, kirjoittaja
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Kauniaisten musiikkijuhlien tämän vuoden teema oli uusi maailma, ja 3.11. pidin esityksen otsikolla Tiede porttina uuteen maailmaan. Sikäli kun muistan, puhuin jokseenkin seuraavalla tavalla.

Uusi maailma meren tuolla puolen

Mundus Novus. Uusi maailma. Eurooppalaiset ottivat 1500-luvulla tämän termin käyttöön kuvaamaan Amerikan mantereita, jotka olivat heille ennestään tuntemattomia. (Viikingit olivat toki matkanneet Pohjois-Amerikkaan jo vuosisatoja sitten, mutta tämä oli unohtunut.)

1500-luvun tutkimusmatkat ja niihin liittyvät valloitukset mullistivat käsityksen siitä, millainen Maa on, muuttivat yhteiskunnat ja auttoivat tieteen alkuun.

Löytöretket eivät muuttaneet käsitystä Maapallosta vain siinä mielessä, että karttoihin lisättiin uusia maita, ne myös maallistivat kuvaa maailmasta. Sieltä minne oli aiemmin meren tuolle puolen sijoitettu paratiisi, löytyi tavallisia ihmisiä, ja heidän altaan samanlainen maa ja yltään samanlainen taivas kuin Euroopassa.

Eurooppalaisten valloitusretket tuhosivat Pohjois- ja Etelä-Amerikan yhteiskunnat, mutta ne myös muuttivat Euroopan yhteiskuntia perustavanlaatuisesti. Tämä ei tapahtunut vain taloudellisen vaikutuksen kautta, vaan myös siirtämällä ajattelun uusiin uomiin.

Uusi maailma meren tällä puolen

”Suurin este tieteiden edistykselle sekä uusien tehtävien ja seutujen avaamiselle niissä on ihmisten toivon puute ja oletus, että se on mahdotonta.” – Francis Bacon, 1620

Tutkimusmatkat ja niihin liittynyt teknologian kehitys osoittivat, että maailmassa on uusia asioita löydettävänä. Yllä oleva sitaatti on prototieteilijä Francis Bacon kirjasta Novum Organon. Teoksen nimi tarkoittaa jotain sellaista kuin uusi työkalu maailman ymmärtämiseen, ja Bacon hahmotteli siinä tieteen perusteita.

Kirjassa on paljon antiikin auktoriteettien arvostelua. Bacon halusi vapauttaa ajattelun muinaisten suurmiesten varjosta ja kaataa rajoitukset, jonka mukaan heidän oivalluksiaan ei voisi ylittää. Bacon lainaa termejä eri aloilta – tiedettähän ei vielä ollut, eikä siten tieteellistä sanastoakaan. Yksi sanojen lähde on oikeusoppi (jota Bacon harjoittikin), ja nykyäänkin puhutaan fysiikan laeista. Toinen oli tutkimusmatkat, kuten sitaatista näkyy: maailman toistaiseksi selvittämättömät säännönmukaisuudet esitetään maantieteellisesti uusina seutuina.

Tutkimusmatkat osoittivat, että tavalliset, (Baconin ajan) nykyaikaiset ihmiset saattoivat saada maailmasta selville asioita, joista antiikin viisailla ei ollut aavistustakaan. Tämä tuntemattomien asioiden löytäminen kaukaa johdatti tutkailemaan myös lähellä olevia tunnettuja asioita tarkemmin: lämpöä, tulta, kappaleiden liikettä ja niin edelleen.

Tieteelle on monenlaisia määritelmiä, mutta tässä kelpaa sellainen, jonka mukaan tiede on maailman kartoittamista havaintoihin pohjaavalla rationaalisella päättelyllä. (Kaikki vaikkapa Helsingin yliopiston tiedekunnissa tehtävä tutkimus ei mahdu tämän määritelmän alle.) Tämä idea olisi voitu kehittää aiemmin, jo antiikin Kreikassa. Se ei edellyttänyt 1600-luvun matemaattisia ja teknologisia edistysaskelia, vaikka sitä niiden avulla toteutettiinkin.

Ympäristö kuitenkin kehystää sitä, mitä tulee ajatelleeksi, mitä uskaltaa ajatella ja miten ajatukset johtavat uusiin ajatuksiin. Tarvittiin uudet olosuhteet asettamaan ajatukset hedelmällisiin uomiin.

Hyödyn arvaamaton maailma

Bacon korostaa luonnosta hyötymistä tieteen avulla. Hän varoittaa, että vaikka osasta tutkimuksesta on välitöntä teknologista hyötyä, sen lisäksi tarvitaan tutkimusta, jonka hyöty ei ole heti nähtävissä, mutta joka selvittää asioita ja luo pohjan myöhemmälle teknologialle. Tämä vastaa karkeasti nykyajan jakoa soveltavaan tutkimukseen ja perustutkimukseen.

Teknologian ja tieteen suhde oli alusta alkaen tiivis. Tekniikan kehitys mahdollisti asioiden entistä tarkemman tutkimisen -Bacon käsittelee esimerkkeinä mikroskooppeja ja teleskooppeja- ja tiede johti uuteen teknologiaan. Tämän kehän yhä nopeampi kiertäminen vei 1700-luvulla teolliseen vallankumoukseen.

Höyrykone toi käyttöön fyysistä voimaa yli sen, mihin ihmiset ja muut eläimet pystyvät, ja jatkuvasti ja väsymättä. Veturien voima yhdisti kaupungit toisiinsa nopein rautatein. Höyrylaivat tekivät satamien verkostossa liikkumisesta säännöllisempää ja vähemmän altista sääilmiöille moottorien työntäessä laivoja eteenpäin tuulista piittaamatta.

1800-luvulla sähkö mullisti maailman. Akkujen avulla saatettiin varastoida energiaa keinotekoisesti, tarvitsematta polttaa hiiltä, kaasua tai puuta silloin kun energiaa tarvittiin, ja sähköjohtojen avulla kuljettaa sitä kauas. Sähkövalot valaisivat kaupungit ja tekivät mahdolliseksi elää kirkkaassa valossa myös yöllä, vapauttaen elämää Auringon noususta ja laskusta. Nykyään avaruudesta Maata katsoessa näkee öisinkin valon hohteen: olemme karkottaneet pimeyden.

1900-luvulla kvanttimekaniikka oli elektroniikan ja nykykemian, siis jokseenkin kaiken nykyteknologian, pohjana, johtaen digitaaliseen teknologiaan, tietokoneisiin, satelliitteihin, internettiin.

Viimeisen kolmensadan vuoden aikana tiede on eniten maailmaa ja yhteiskuntia muuttanut tekijä.

Uusi maailma välillämme

”Teknologia ei ole hyvää eikä pahaa; eikä se ole neutraalia.” – Melvin Kranzberg, 1985

Tiede on mullistanut yhteiskuntia kahdella tavalla.

Ensinnäkin teknologinen kehitys on muutoksen moottori. Yllä oleva sitaatti teknologian historioitsija Melvin Kranzbergilta kuvaa sitä, että teknologiaa voidaan käyttää sekä edistämään että tuhoamaan inhimillistä elämää: sillä voidaan rakentaa ihmisille entistä parempia koteja entistä nopeammin, sekä entistä tehokkaammin tuhota noita koteja ja ihmisiä niissä.

Mutta sen lisäksi teknologia johdattaa kehitystä tiettyyn suuntaan, ja sillä on seurauksia, joita kukaan ei ole tarkoittanut eikä ennustanut. Höyrykoneen ja sarjatyön kehittäminen johti väestön muuttamiseen maaseudulta kaupunkien tehtaiden työväeksi, mikä mursi perinteiset käsitykset perheistä sukupuolista, sukupolvista ja yhteiskuntaluokista. Se kyseenalaisti yhteiskunnalliset valta-asetelmat, ja johti sosialistisiin ja kommunistisiin liikkeisiin, jotka vaativat uutta maailmaa. Uusi ajattelu ihmisistä ei ole irrallaan teknologiasta, vaan asiat ohjaavat toisiaan.

Toisekseen tieteessä on kyse sen selvittämisestä, mikä on totta ja mikä ei ole totta. Monet vanhoilta ajoilta periytyneet käsitykset niin maailmasta kuin ihmisistä eivät ole totta. Tutkimus on osoittanut, miten käsityksemme sukupuolista, seksuaalisuudesta ja muista ihmisten välisistä suhteista –ja suhteistamme muunlajisiin eläimiin– ovat olleet virheellisiä ja korjanneet yhteiskuntaa totuudenmukaisemmaksi. Tiede on avannut uudenlaisen ihmisyyden.

Inhimillinen maailma menneisyyden tuolla puolen

Nyt teknologia, yhdessä totuudenmukaisemman ihmiskuvan kanssa, mahdollistaa maailman, jossa jokainen voi elää ihmisarvoista elämää, vapaana nälästä, janosta, sodasta, raatamisesta, joka on täyttänyt menneisyytemme. Teknologia tekee mahdolliseksi toteuttaa meren tuolta puolelta aikoinaan etsityn jumalaisen paratiisin maan päällä. Tällaista uutta maailmaa ei ole koskaan ollut.

Yhtä lailla teknologia mahdollistaa, ensimmäistä kertaa, koko inhimillisen sivilisaation, ellei koko lajimme, tuhoamisen ilmastonmuutoksen ja joukkotuhoaseiden kautta. Alla oleva sitaatti kirjailijalta ja aktivistilta Arundhati Roylta on toiveikas; hän lausui sen erään katastrofin, Irakin sodan aikana, katsoen hetken kauhuja kauemmaksi.

”Toinen maailma ei ole vain mahdollinen, hän on jo matkalla. Voi olla, että monet meistä eivät ole enää täällä häntä tervehtimässä, mutta hiljaisena päivänä, kun kuuntelen hyvin tarkkaan, saatan kuulla hänen hengityksensä.” – Arundhati Roy, 2003

Epäinhimillinen maailma arjen tuolla puolen

Jos tiede mahdollistaa inhimillisen maailman, se on myös paljastanut että maailma on epäinhimillinen. 1900-luvulla tiede osoitti, että arkikäsityksemme maailmasta ovat perustavanlaatuisesti virheellisiä.

Suhteellisuusteoria osoitti, että avaruus ei ole passiivinen näyttämö tapahtumille, eikä aika ole erillinen mittari sille missä vaiheessa näytelmää ollaan, vaan ne ovat osa yhtä kokonaisuutta, aika-avaruutta, joka muuttuu vuorovaikutuksessa aineen kanssa. Aika kulkee eri tavalla eri paikoissa ja avaruus kehittyy ajassa; maailmankaikkeus laajenee.

Kvanttifysiikka osoitti, että käsityksemme aineesta, olemisesta ja tapahtumisesta ovat tyystin virheellisiä. Aine ei koostu kiinteistä palikoista, todellisuus on epämääräinen ja epädeterministinen.

Arkinen käsityksemme todellisuudesta on evoluution myötä kehittynyt kuvaamaan ilmiöitä ja olosuhteita, jotka ovat olleet keskeisiä henkiinjäämisemme kannalta: pituuksia millistä kilometreihin, aikavälejä sekunnin murto-osasta vuosiin, nopeuksia jotka ovat pieniä verrattuna valonnopeuteen, vähäisiä energioita ja heikkoja gravitaatiokenttiä. Tämä on pieni saareke fysikaalista maailmaa, eivätkä sen perusteella tehdyt johtopäätökset ole yleisesti päteviä.

Jos suhteellisuusteoria tai kvanttifysiikka tuntuvat omituisilta, ongelmana on rajoittunut arkikuvamme todellisuudesta. Jos kuvittelee maailman olevan litteä, niin pyöreällä maailmalla on kummallisia ominaisuuksia: jos matkaa samaan suuntaan, niin palaa takaisin alkupisteeseen, vaikka ei ole koskaan kääntynyt takaisin, ”ylös” osoittaa eri suuntaan eri puolilla maailmaa, ja niin edelleen. Pallon pinnan tunteva hahmottaa, että asiassa ei ole mitään outoa, ristiriitaista on vain kaarevan avaruuden pakottaminen litteään ajatteluun.

Merkityksetön maailma osaa vailla

Mytologioiden maailma on inhimillinen. Kenties alussa on epäinhimillinen ja käsittämätön kaaos, mutta maailmaa muokkaavat voimat ovat persoonallisia ja ihmisenkaltaisia, ja usein ihmisellä on erityinen osa kaikkeuden tapahtumissa.

Modernin kauhukirjallisuuden edelläkävijä H.P. Lovecraft kirjoitti, että hänen tarinoidensa ytimessä on se ajatus, että ihmiskunnalla ei ole merkitystä. Jossain mielessä Lovecraftin visio oli kuitenkin turhan lohdullinen. Vaikka hänen kirjojensa maailma on välinpitämätön ihmiskuntaa kohtaan, sitä ohjaavat voimat ovat vanhojen mytologioiden tapaan persoonallisia. Ihminen on merkityksetön, mutta maailma on merkityksellinen.

Tiede on osoittanut, että maailmaa hallitsevat lait ovat persoonattomia, maailmalla ei ole sisäsyntyistä merkitystä, eikä ihmisillä ei ole erityistä paikkaa maailmankaikkeudessa.

Maan pöly josta olemme kasvaneet on monipolvisten muodonmuutosten muokkaama: avaruuden laajetessa kvarkit yhtyvät protoneiksi ja neutroneiksi, jotka muodostavat ytimiä, jotka sitoutuvat elektronien kanssa atomeiksi, jotka muodostavat molekyylejä, joista syttyvät tähdet, joiden kuolema synnyttää raskaat alkuaineemme. Olemuksemme ja ihmisyydessä tärkeimpänä pitämämme asiat ovat evoluution sattumusten suomaa.

Kaikkien maailmojen alkuperä

Yllä näkyy Euroopan avaruusjärjestö ESAn Planck-satelliittiryhmän (jossa Helsingin yliopistokin on mukana) tekemä kartta kosmisesta mikroaaltotaustasta, valokuva maailmankaikkeudesta 14 miljardin vuoden takaa. Se näyttää, millainen maailma oli 380 000 vuoden iässä: kuuma keitto, jossa jotkut alueet olivat sadastuhannesosan verran harvempia ja toiset saman verran tiheämpiä. Tiheämmät alueet sittemmin tiivistyivät gravitaation vaikutuksesta ja muodostivat galakseja ja muita rakenteita.

Kaikkien rakenteiden alkuperä on näissä pienissä sattumanvaraisissa tiheysvaihteluissa: Auringon, Maan, ihmisten; kaikki saavutuksemme ja koko inhimillinen kulttuurimme on niistä lähtöisin.

Maailma yllä, alla ja välissä

Kaikkiaan, tiede on paljastanut että maailma on epäinhimillinen, sikäli kun maailma tarkoittaa maailmankaikkeutta perustavanlaatuisella tasolla.

Samalla tiede on tehnyt ensimmäistä kertaa mahdolliseksi inhimillisen maailman, sikäli kun maailma tarkoittaa arkemme fyysisiä ja sosiaalisia puitteita.

Oppaana tälle ensimmäiselle valtameren ylitykselle kohti uutta maailmaa meillä on tiede, sekä merkitykset jotka yhdessä annamme ja arvot jotka yhdessä määritämme.

19 kommenttia “Tiede porttina uuteen maailmaan”

  1. Mika sanoo:

    Hyvin puhuttu (ja kirjoitettu), kiitos tästä!

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kiitos kiitoksista.

  2. Erkki Kolehmainen sanoo:

    Kaikki mitä SR kertoo pitää paikkansa, mutta hänen jutussaan ilmenee sama ongelma kuin monesti valtamedian uutisoinnissa eli jotain oleellista jätetään kertomatta. Suuren yleisön ja massojen ajatteluun ja maailmankuvaan voidaan vaikuttaa vain joukkomeedioilla. Ja tässä kirjapainotaito ja radio olivat aluksi avainasemassa. Nykyään niiden rinnalle ja niitä tärkeämmiksikin ovat nousseet TV ja internet kaikkine somealustoineen. Jopa niin, että internetiä pidetään uhkana, koska se tarjoaa huikeat mahdollisuudet myös propagandan levittämiseen. Siinä tieteellä ei ole vättämättä mitään merkitystä eikä arvoa.

  3. Arto Laukkanen sanoo:

    Joku oli jättänyt kirjaston lukusalin viereiseen telineeseen Steven Weinbergin Kolme ensimäistä minuuttia. Luin sen kahdesti. Oikein mielenkiintoinen. Vuodelta 1976 jonka jälkeen kosmologia kaiketi on edelleen mennyt eteenpäin. Mutta ei ymmärtäkseni pahasti vanhentunut.

  4. Jarno Kursi sanoo:

    Aina yhtä mielekkäitä artikkeleja lukea. Tunnustettava tosin on, että itseä aina välillä mietityttää tieteessä käytettävä termi ”totuus”, jota näistäkin artikkeleista paljon löytyy. Mikä Syksyn ajatus on absoluuttisesta totuudesta?

    ”Toisekseen tieteessä on kyse sen selvittämisestä, mikä on totta ja mikä ei ole totta.”

    Tämä virke esimerkiksi nostaa kylmänväreitä omassa selässä. Itse koen tieteen kuitenkin tavaksi selittää asiat rationaalisesti nykytiedon valossa, mutta mitään asiaa ei voida absoluuttiseksi totuudeksi osoittaa. Tietoisuus kun on jokaisen oma ja jokainen kokee ajatukset kuten kokee.

    Kiitos hyvästä artikkelista jälleen kerran.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kiitos.

      Kysymys totuudesta onkin mielenkiintoinen, voi sanoa että tieteessä ei ole kyse varmuudesta, vaan epävarmuuden kartoittamisesta ja vähentämisestä. On kuitenkin asioitam jotka ovat järkevän epäilyn ulkopuolella (eli, karkeasti sanottuna, ne ovat yhtä varmoja kuin mikään asia mitä voimme käyttää niiden kyseenalaistamiseen).

      1. Erkki Kolehmainen sanoo:

        Äskettäin Suomen ev.lut. kirkon kaikki 12 piispaa julkaisivat kannanoton, jossa he rinnastivat tieteen ja uskon saman arvoisiksi kummankin pyrkimyksenä löytää totuus. Kuitenkin kun uskovien kanssa keskustelee, saa pian sen vaikutelman, että he ovat jo löytäneet totuuden. Itse en ole siinä vielä onnistunut ja toivottavasti en onnistukaan, koska silloin menisi myös elämältäni tarkoitus.

        1. Pentti S. Varis sanoo:

          Piispat eivät varmaan ole hahmottaneet fysiikan ja uskon eroa. Fysikaalisen ja yleisesti luonnontieteellisen ’totuuden’ sijasta Syksy käyttäisi ’epävarmuuden kartoittamista ja vähentämistä’. Itse puhuisin ekvivalentisti ’asian tämänhetkisestä liittymisarvosta’. Uskonnollinen totuus tarkoittaa aivan muuta.
          Siinä on keskeistä uusi tila, johon mieli (ja mieltä kantavat aivot?) asettuvat, metanoiasta

          https://en.wikipedia.org/wiki/Metanoia_(theology)

          Metanoian puuttuminen ei oleellisesti heikennä tai paranna fyysikon toimintaa, ei varmaan siinä oleminenkaan. Kaikkina aikoina on ollut huomattavia kummankin laatuisia, metanoiassa olevia nykyisin esim. Polkinghorne ja Kulmala, 1800-luvulla mm. Joule, Faraday ja Maxwell.

          Kaikki tämä hahmottuu vielä eri ihmisille enemmän tai vähemmän eri tavoin johtuen eri ihmisten aivojen merkittävästä erilaisuudesta
          https://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130206131048.htm

          1. Erkki Kolehmainen sanoo:

            Ettei vaan tuon metanoian pahempi versio olisi paranoia? 1800-luvulla kirkolla oli niin vahva ote ihmisistä, etteivät nimekkäät fyysikotkaan uskaltaeet saattaa kirkon sääntöjä ja arvoja kyseenalaiseksi.

          2. Syksy Räsänen sanoo:

            Tämä riittäköön tässä tuosta piispojen puheenvuorosta.

            Siihen liittyviä kysymyksiä sopii kommentoida seuraavan merkinnän kommenteissa:

            https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/tiede-ja-uskonto-inhimillisen-maailman-puolesta/

  5. Pentti S. Varis sanoo:

    Kun elämänvyöhykkellä olevia eksoplaneettoja alkoi löytyä paljonkin, saatettiin arvella joillakin niistä luonnollisesti olevan elämää. Nyt kuitenkin monilla tällaisilla planeetoilla elämä näyttää mahdottomalta

    https://www.avaruus.fi/uutiset/astrobiologia/maapallon-harvinaislaatuisuus-vahvistui-monilla-muilla-planeetoilla-on-myrkyllinen-kaasukeha.html

    Olemmeko sittenkin ainutlaatuiset maailmankaikkeudessa?

    Monet tieteelliset näkemykset tulevat luultavasti muuttumaan, jotkut radikaalistikin. On kuitenkin yksi asia, josta paljon puhutaan, mutta josta ei kenelläkään ole yhtään tieteellistä ymmärrystä, tietoisuuden olemus. Jotkut tutkijat jopa kieltävät ongelman olemassaolon:

    https://voima.fi/artikkeli/2019/tietoisuus-on-luonnonilmio-vaittavat-tutkijat-jotka-etsivat-vastausta-ikiaikaiseen-kysymykseen/

    https://www.areiopagi.fi/2015/07/kohti-tietoisuuden-tiedetta-tsc-2015-konferenssi-helsingissa/

    1. Lentotaidoton sanoo:

      https://www.avaruus.fi/uutiset/astrobiologia/planeettamme-pinnalta-loytyi-viimeinkin-paikka-jossa-on-vetta-muttei-elamaa.html

      Juuri tänään oli (sattuma kyllä) täällä Tiede-palstan uutisissa mielenkiintoinen löytö: Vettä on muttei elämää – siis meidän omalla pallollamme. NASAn iskulause ”follow the water” ei olekaan niin kiveen hakattua.

    2. Leo Sell sanoo:

      Kirsi lehdon blogissa 17.10. vastasin näihin TIETOISUUS kysymyksiisi, sen valossa mitä esim. Neuroscience ja Evoluutiobiologia ovat tähän mennessä selvittäneet. En tässä halua toistaa 21.10 – 24.10 esittämiäni ”elollisen aineen ” jäljittämisiä 3,5mrd vuotiseen askel-askeleelta tapahtuneeseen eri ominaisuustyyppien ja eliöiden hermostorakenteiden ”heikosti emergenttien” askeleiden vähittäiseen nousuun ensin tietoisuuden, ja sitten myös erityisesti ihmisillä, myös Itsetietoisuuden asteelle. Kehitys yksisoluisista monisoluisuuden pullonkaulan kautta TUNTOISIKSI eli hermoston omaaviksi ja sitten vähitellen yhä monilajisemmiksi ja ominaisuuksiltaan rikkaammiksi ei selviä pohdiskelemalla. Itselläni on kulunut n.10v. tutustuessani aivan mikrobeista lähtien eri elämänmuotoihin sekä niiden neurofysiologiaan. Kysyms tietoisuudesta ei ole YKSI SUURI PÄHKINÄ – vaan lukuisien pienten osatekijöiden vähittäistä selvittämistä tutkimuspohjalta. Olemme vasta alullaan, mutta paljon on jo edistytty.

      Omastakin aurinkokunnastamme tullaan löytämään melkoisella varmuudella mikrobeja esim Mars planeetalta. Sivilisaatioiden olemassaolon kannalta Universumimme on yhä siksi nuori, että saatamme olla ensimmäisten joukossa. Kun alkuaineet ovat kaikkialla samat ja eksoplaneettoja löytynee universumitasolla myriardeja – uskoisin pikemmin että Unirsumilla on jonkinlainen EMÄOMINAISUUS tuottaa elämää siellä missä olosuhteet (elokehät) sen vain suinkin sallivat.

      1. Leo Sell sanoo:

        Korjaan edelliseen: ELÄMÄOMINAISUUS, vaikka ei se paljoa muuta.

      2. Pentti S. Varis sanoo:

        Tietoisuuden ongelman ratkaiseminen edellyttää tietoisuuden olemuksen pitämistä kirkkaana mielessä. Seuraavassa valitaan mielessä pidettäväksi yksi mahdollisista tietoisuuden olemuksista. Tämä tietoisuus merkitsee subjektiivisesti koettua elämyksellistä tietoisuutta. Erikoista tässä on, että kaikki ilmenevät asiat (mielensisällöt) ovat koettuja, subjektiivisia ja elämyksellisiä. Tämän voi todeta kokeellisesti luettelemalla asiaan liittyviä kvalioita. Näin ollen kaikki ilmenevä on tietoisuutta. Elämämme, itse me, olemme siis alusta loppuun pelkkä erilaisten tietoisten tilojen kokoelma, kvalioiden kokoelma.
        Yleensä asiat koostuvat monista erilaisista kvalioista. Esimerkiksi tiettyyn kiveen liittyviä kvalioita (erityyppisiä tietoisuuksia, mielensisältöjä) voivat olla kiven väri, painavuus, kovuus, hinta, etäisyys minusta yms. Atomin taas muodostavat kvaliat ajateltu koko ja muoto, massa, moninaisuus, tietyt matemaattiset ja kemialliset relaatiot, erottuminen atomivoimamikroskoopissa jne. Tunnettu materian kieltäjä, filosofi, piispa ja matemaatikko George Berkeley (https://en.wikipedia.org/wiki/George_Berkeley), on ajatellut samaan tapaan. Myös itse minä koostuu hyvin suuresta määrästä kvalioita (mutta ei mistään muusta). Joku voi tietenkin tavalliseen tapaan ajatella, että kvalioiden ’takana’ on joku ’materiaalinen’ todellisuus, mutta tällaisesta puuttuu näyttö. Kaikki ajateltavissa, aistittavissa tai havaittavissa oleva koostuu pelkistä subjektiivisista elämyksistä tai tuntemuksista, kvalioista ja niiden relaatioista.
        Tietoisuuden ongelman ratkaisemiseksi täytyy siis pitäytyä pelkkien ’aineettomien’, immateriaalisten objektien ja niiden relaatioiden sekä alkuperän tarkasteluun. Lähinnä tarjoutuva näkemys on kvalioiden eli tietoisuuselementtien alkuperäisyys sellaisenaan vähän alkeishiukkasten alkuperän tapaan. Myös alkeishiukkaset ja niiden tutkiminen on tietenkin ymmärrettävä kvalioina.
        Kvalioiden kokeminen alkuperäisinä elementteinä vaatii joskus keskittynyttä työtä. Alkuperäisiksi elementeiksi on helppo mieltää sellaiset kvaliat kuin ilo, suru, pelko tai epäily. Alkuperäisinä kvaliat saattavat alun perin olleet kätkeytyneinä jonkinlaiseen kosmologiseen vakuumiin, josta ne kvalia kerrallaan herätetään. Tilannetta voi verrata hiukkasten kuten protonien törmäyksiin, joissa erilaisia, eri ominaisuuksia omaavia hiukkasia syntyy.

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Tämä riittäköön tietoisuudesta, joka on vähän etäällä merkinnän aiheesta.

  6. Lentotaidoton sanoo:

    Korjaus: Ursan sivuilla

  7. Matias Slavov sanoo:

    Kiitos todella mielenkiintoisesta kirjoituksesta. Haluaisin kysyä, mikä käsitys sinulla on luonnonlakien olemassaolosta. Kirjoitat, että ”maailmaa hallitsevat lait ovat persoonattomia”. Onko fysikaalisista objekteista ja tapahtumista (kappaleet, hiukkaset, kentät tmv.) riippumattomia lakeja, jotka välttämöittävät niiden toiminnan? Tämä kuulostaa varsin raskaalta metafysiikalta; ikään kuin fysikaalisen todellisuuden suhteen olisi perustavampi luonnonlakien maailma. Puhut persoonattomista laeista, mutta luonnonlain käsite syntyi 1600-luvulla nimenomaan teologisessa kontekstissa. Descartes ajatteli esim. inertia-lain juontuvan Jumalan muuttumattomuudesta. Boyle kritisoi tätä siitä, etteivät kappaleet ole moraalisia olentoja, jotka voisivat harkita, tottelevatko he käskyjä vai eivät.

    Minusta uskottavampi vaihtoehto on ns. humelainen käsitys luonnonlaeista, jonka mukaan ne ovat yleistyksiä, ei-välttämättömiä säännönmukaisuuksia jotka toimivat aksioomeina joissakin systeemeissä. Fysikaalisten objektien ’tuolla puolen’ ei ole mitään itsenäisesti olemassa olevia lakeja, jotka jotenkin ’hallitsevat’ luonnontapahtumia.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Kohti monimuotoisuutta

10.11.2019 klo 17.56, kirjoittaja
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua

Tällä viikolla Helsingissä järjestettiin 4.-5.11. NORNDiPin toinen konferenssi. NORNDiP eli Nordic Network for Diversity in Physics on naispuolisten pohjoismaisten fyysikoiden vuonna 2017 perustama ja  NordForskin rahoittama projekti naisten näkyvyyden, tasa-arvon ja diversiteetin edistämiseksi fysiikassa.

Konferenssissa oli naispuolisten fyysikoiden kiinnostavia puheita fysiikan eri alueilta, kuten neutriinoiden astrofysiikasta, kaupunkien mikrometeorologiasta, maanjäristyksistä, rakenteiden vaikutuksesta maailmankaikkeuden laajenemiseen, ja aurinkoenergiaa keräävien liuosten valmistamisesta molekyylifysiikan keinoin. Lisäksi oli sukupuolikysymyksiin, tasa-arvoon ja diversiteettiin keskittyviä puheita.

Konferenssin avasi Helsingin yliopiston vararehtori (ja hiukkasfyysikko) Paula Eerola. Matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa yleisesti ja fysiikassa erityisesti on pitkään ollut ongelmana naisten pieni osuus sekä opiskelijoista että tutkijoista. Aloittavien opiskelijoiden osalta tilanne on parantunut huomattavasti. Matemaattis-luonnontieteellisessä on itse asiassa nykyään kaikista tiedekunnista kaikkein tasaisin aloittavien opiskelijoiden sukupuolijakauma: naisia on 45%. Kaikissa muissa tiedekunnissa valtaosa opintonsa aloittavista on naisia. Seuraavaksi vähiten epätasainen tilanne on oikeustieteellisessä ja teologisessa, missä 63% aloittavista opiskelijoista on naisia.

Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan osastoista paras tasapaino on fysiikassa, missä aloittavista opiskelijoista naisia on 43%. Epätasaisimmat luvut ovat tietojenkäsittelytieteessä (31% naisia) ja kemiassa (65% naisia), mutta edellisen tilanne muuttuu nopeasti: naisten osuus on yli kaksinkertaistunut viimeisten neljän vuoden aikana.

Viime vuosikymmenellä aloittavista fysiikan opiskelijoista vain kolmannes oli naisia. On vaikea sanoa varmasti, mistä muutos johtuu, mutta siihen lienee vaikuttanut se, että fysiikan osasto on panostanut siihen, miten fysiikkaa esitetään kouluille ja tuonut esille naispuolisia roolimalleja. Uusien alojen kuten ilmakehätieteen kasvu on myös saattanut vaikuttaa.

Henkilökunnan tilanne on paljon epätasaisempi: matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa henkilökunnasta 29% on naisia; professorien kohdalla osuus on 13% (tilastoissa on muuten vain kaksi sukupuolta). Eija Tuominen esitteli keräämiään lukuja fysiikan osalta Suomen yliopistoista. Helsingissä naisten osuus professoreista on isoin, 8/38 (21%). Huonoin tilanne on Itä-Suomen yliopistossa, missä 12 fysiikan professorin joukossa ei ole ainuttakaan naista (0%). Seuraavaksi epätasaisin tilanne on Aalto-yliopistossa, missä 22 professorista yksi on nainen (5%) ja Jyväskylän yliopistossa, missä 18 professorista yksi on nainen (6%). (Näissä luvuissa ovat mukana apulaisprofessorit, täysprofessorien kohdalla tilanne olisi luultavasti vieläkin karumpi.)

Tilanne on samanlainen muissa pohjoismaissa: mitä korkeammalle mennään, sitä vähemmän naisia on, eikä ongelma korjaannu itsekseen ajan myötä. Yleinen yhteiskunnallinen tasa-arvo ei myöskään takaa naisten tasapuolista edustusta, vaan siihen vaikuttavat monet tekijät. (Esimerkiksi Birzeitin yliopistossa Miehitetyillä palestiinalaisalueilla noin 80% fysiikan opiskelijoista on naisia, vaikka yleinen tasa-arvon tilanne on siellä heikompi kuin Suomessa.)

Naisten vähäiseen osuuteen vaikuttavat ainakin tiedostamattomat ennakkoluulot, lasten hankkimisen vaikea yhdistäminen tutkimustyöhön (missä vaikuttaa myös lapsenhoidon ja kotitöiden epätasainen jakautuminen), naispuolisten roolimallien ja ohjaajien puute, naispuolisten kollegoiden puute, avoin syrjintä sekä seksuaalinen ja sukupuoleen perustuva häirintä.

Jadranka Gvozdanovic kertoi, että Euroopan unionin ylenpalttisen arvostettujen aloittavien tutkijoiden ERC-tutkimusrahoituksen hakijoista naisia on 31% ja saajista 27%. Naisten tutkimussuunnitelmat arvioidaan yhtä hyväksi kuin kuin miesten, mutta heidän tutkijan potentiaalinsa saa huonommat arviot. Jälkimmäinen on epämääräisempi ja vaikeammin punnittava asia, ja arviot siitä saattavat siksi olla helpommin ennakkoluulojen vietävissä. Tätä on yksittäisissä tapauksissa vaikea osoittaa, mutta asiasta on yleisesti ottaen tutkimusnäyttöä. Esimerkiksi on todettu, että täysin identtisistä hakemuksista, joista toisessa on miehen ja toisessa naisen nimi miehen nimellä varustettu arvioidaan korkeammalle. Gvozdanovicin mukaan arvioihin vaikuttaa myös se, että miehet herkemmin liioittelevat ja naiset vähättelevät saavutuksiaan.

Mutta kuten olen aiemmin kirjoittanut, ei ole selvää, miksi tilanne on erityisen huono fysiikassa. Aikoinaan kaikki yliopistojen alat olivat vain miehille, ja kaikissa oli aluksi samat ongelmat. Miksi fysiikassa ja läheisillä aloilla edistys on ollut muita hitaampaa? Osa syistä liittyy ennakkokäsityksiin fysiikasta, koska naisia on jo aloittavissa opiskelijoissa vähemmän, osa siihen mitä yliopistoissa tapahtuu, koska naisten osuus laskee korkeammalle noustessa.

Tomas Brage tarjosi yhdeksi selitykseksi fyysikoille ominaista kognitiivista harhaa. Fysiikan teorioiden muotoilussa ja ongelmien ratkaisemisessa sosiaalisten tekijöiden ja yhteiskunnallisten ennakkoluulojen vaikutus on vähäinen. (Niillä on kyllä iso vaikutus siihen, mitä teorioita arvostetaan ja mitä ongelmia lähdetään ratkaisemaan.) Niinpä on helppo kuvitella, että fyysikkona tekee päätöksiä opiskelijoiden ja tutkijoiden valinnasta yhtä lailla ilman ennakkoluuloja. Ennakkoluuloja on vaikeinta ottaa huomioon silloin kun kuvittelee, että niitä ei ole. Koulutus ja kokemus analyyttisestä ajattelusta auttaa päätösten tekemisessä rationaalisesti vain silloin kun tuntee oman ajattelun lähtökohdat. Jotkut myös esittivät, että erityisesti fysiikassa ja matematiikassa vaalitaan sankarimyyttiä yksinäisestä nerosta, joka yleensä mielletään mieheksi.

Usea puhuja korosti sitä, että ongelman korjaamiseen ei riitä lukujen mittaaminen tai ohjeiden laatiminen, vaikka niistä on hyvä aloittaa. On tärkeää tiedottaa tasa-arvosta ja kouluttaa sen toteuttamiseksi kaikilla tasoilla, alkaen johdosta. On oleellista saada johdolta selvä viesti tasa-arvon ja diversiteetin merkityksestä, joka auttaa konkreettisten toimien saamisessa läpi.

Läpinäkyvyyden lisääminen valintojen ja palkkauksen kaikilla tasoilla on keskeistä: tasapuolisuutta on vaikea varmistaa, jos ei ole tietoa siitä, mitä tapahtuu. Prosesseissa olisi syytä olla mukana ulkopuolinen tarkkailija, joka voi varmistaa tasapuolisuuden toteutumisen. Pitää myös olla mahdollisuus katkaista prosessi, jos tasapuolisuus ei toteudu, vaikkapa sen takia että paikasta on tiedotettu valikoivasti. Esimerkkinä mainittiin tapaus, jossa haku laitettiin uusiksi, kun kaikki ehdokkaat olivat miehiä. Tasapuolisuus on tärkeä ottaa huomioon alusta alkaen, ei vain lopullisia valintoja tehdessä. Omat ongelmansa on paikoissa, jotka täytetään suoraan kutsumalla, ilman avointa hakua. (Mainittakoon, että minut nimitettiin sekä viisivuotiseen yliopistonlehtorin tehtävään että nykyiseen pysyvään yliopistotutkijan paikkaan ilman hakua.) Kannustimien luomisen merkitystä korostettiin: jos rahoitus riippuu diversiteettitavoitteiden saavuttamisesta, tilanne muuttuu nopeasti.

Tanskassa on paikkoja, joita saavat hakea vain naiset ja muuta vain naisille tarkoitettua rahoitusta. Yksi tällaisten järjestelyjen ongelma on se, että jos naisille on korvamerkittyä rahaa, niin tätä pidetään syynä olla antamatta heille sellaista rahoitusta, jota kaikki voivat hakea. Sukupuolikiintiöt ovat toinen joskus käytetty väline, mutta avoimien ja ennakkoluulot huomioon ottavien, tasapuolisten prosessien ja käytäntöjen luominen esitettiin tehokkaampana keinona tasa-arvon ja diversiteetin toteutumiseen. Kiintiöt voivat korjata lukumäärien vinoumia, mutta sivuuttavat niihin johtavat syyt.

Kiintiöiden käyttämisessä esimerkiksi arviointilautakunnissa ja muissa päättävissä tai neuvovissa elimissä on myös se ongelma, että kun naiset ovat vähemmistössä, heille tulee suhteettoman paljon tällaista hallinnollista työtä. Tämä vie aikaa pois tutkimukselta, opetukselta ja muulta arvostetummalta (ja kiinnostavammalta) työltä.

Yritysmaailmaan siirtynyt Vala Hjörleifsdóttir kertoi, että hänen kokemuksensa mukaan yliopistoissa fysiikassa halutaan palkata yksittäisiä supertähtiä, kun taas yrityksissä mietitään, kuka on ryhmän kokonaisuuden kannalta paras ehdokas. Hän totesi, että koska jälkimmäisessä tapauksessa ajatellaan tutkimuksen tekemisen kokonaisuutta eikä vain yksilöä, diversiteettikysymys nousee automaattisesti osaksi päätöksentekoa.

NORNDiP-verkoston nimessä esiintyy sana diversiteetti eli monimuotoisuus, jota nykyään käytetään ennemmin kuin naisten edustusta tai tasa-arvoa. Käsitteillä on suuri merkitys ajattelun ohjaamisessa, ja termi diversiteetti auttaa hahmottamaan sitä, että sukupuolia on useampia kuin kaksi ja tasa-arvossa on muitakin akseleita kuin sukupuoli. Usein etniseen taustaan liittyvään syrjintään on kiinnitetty vähemmän huomiota kuin sukupuoleen liittyvään.

Esimerkiksi CERNin diversiteetti- ja inkluusio-ohjelman johtaja Louisa Carvalho puhui CERNissä otetuista askeleista tasa-arvon suhteen mitä tulee sukupuoleen ja seksuaaliseen orientaatioon. Sitä ei kuitenkaan pidetä mainitsemisen arvoisena, että CERNin ainoa Euroopan ulkopuolinen jäsenvaltio Israel perustuu sekä laillisesti että käytännössä yhden etnisen ryhmän ylivaltaan ja rotusortoon. Sitä, että Israelin akateemiset instituutiot osallistuvat rotuerottelun ylläpitämiseen ei katsota diversiteettikysymykseksi – lähitulevaisuudessa tämä nähtäneen aikamme omituisuutena.

NORNDiPin konferenssi on hyvä esimerkki ruohonjuuritasolta nousevasta toiminnasta. Osallistujat olivat muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta fyysikoita, joten he tuntevat alan käytännöt hyvin, ja olivat itse keränneet datan ja käyneet sitä läpi. (Data-analyysi on tietysti fyysikoille tuttua, ja esityksissä oli paljon lukuja.)

Samalla täytyy sanoa, että tällainen ruohonjuuritason konferenssi on itsessään osoitus ongelmasta. Jos tasa-arvo ja diversiteetti otettaisiin vakavasti, yliopistoilla olisi palkattuja ammattilaisia, jotka järjestelmällisesti keräisivät aiheesta tarkkaa dataa; analysoisivat sitä; auttaisivat diversiteettitavoitteiden muotoilemisessa; ja seuraisivat tavoitteiden saavuttamista ja raportoisivat siitä suositusten kera. Nyt tutkijat joutuvat tekemään tätä oman alansa osalta vapaaehtoisesti työnsä ohella. Kun kyseiset tutkijat ovat ylivoimaisesti naisia, niin diversiteetin edistäminen itsessään osaltaan lisää epätasa-arvoa, se kun vie naispuolisten fyysikoiden aikaa.

Niin luvuilla mitatun tasa-arvon edistäminen kuin häirintätapauksiin puuttuminen koetaan liian usein niiden ongelmaksi, josta tilanteesta kärsivät. Yliopistojen johto on helposti passiivinen ja sysää ratkaisujen keksimisen ongelmia esille tuovien vastuulle (joilla ei kuitenkaan ole valtaa muuttaa asioita), sen sijaan että ryhtyisi toimeen.

Luvut ja ylätason analyysi eivät yksin välitä ongelman laajuutta. Naisfyysikoiden kertomukset omista kokemuksista epäasiallisesta kohtelusta valaisevat ongelmien konkreettisuutta, sekä siltä kannalta että asioissa on edetty että myös siinä, että on vielä paljon korjattavaa.

Yksi tällaisten tapaamisten hyöty on se, että tasa-arvosta kiinnostuneet tapaavat ja verkostoituvat. Usein ihmiset eivät uskalla kertoa häirinnästä tai kiinnittää huomiota rakenteellisiin vääristymiin tiedeyhteisössä, koska pelkäävät, että heidät leimataan ongelmalliseksi.

NORNDiPiin voi liittyä lähettämällä viestin osoitteeseen norndip@gmail.com. Helsingin yliopiston Kumpulan kampuksella toimii naisverkosto, joka on avoin kaikille sukupuolille. Fysiikan osastolla ongelmista sopii raportoida hyvinvointiryhmälle, joka luotsasi viime vuonna kampukselle menettelyohjeen (Code of Conduct).

12 kommenttia “Kohti monimuotoisuutta”

  1. Tasa Arvoinen sanoo:

    ”Matemaattis-luonnontieteellisessä on itse asiassa nykyään kaikista tiedekunnista kaikkein tasaisin aloittavien opiskelijoiden sukupuolijakauma: naisia on 45%.”

    Monien tasa-arvoaktivistien mielessähän tavoite ei ylipäänsä ole tasapuolinen sukupuolijakauma, vaan naisten aliedustukse korjaus. Naisten yliedustusta taas ei yleensä nähdä ongelmana, vrt. tasa-arvolautakunnat.

    Kovin vähän on äänekkäitä puheenvuoroja ja toimia näkynyt miesoletettujen opiskelijoiden lisäämisen puolesta yliopistoissa, vaan yleensä nämä seminaarit ja muut keskittyvät naisoletettujen vähyyteen, vaikka tilanne – kuten tuot esiin – taitaakin olla jo päinvastoin suurimmassa osassa tiedekuntia.

    Missä vaiheessa tarvitaan erityistoimenpiteitä ja -kohtelua miesopiskelijoiden määrän kasvattamiseksi?

    Onko sitten tasan 50/50 (mihin muunsukupuoliset lasketaan?) menevä jako opiskelijoissa ja työntekijöissä tavoiteltava tila? Voidaanko olettaa, että koko populaation tasolla kiinnostus kaikkia aloja kohtaan jakautuu tasaisesti? Vai millä perusteella opiskelu- tai työpaikat pitäisi jakaa, eikö kiinnostus ja kompetenssi olekaan hyvä mittari?

    Hyvin kuvaavaa nykyiselle tasa-arvokeskustelulle on, että yliopistossa toimii ”kaikille sukupuolille avoin” naisverkosto. Tasa-arvon ajajat ovat enimmäkseen kiinnostuneita lähinnä naisten asemasta ja sen parantamisesta, mikä näkyy ihan jo tällaisten verkostojen nimeämisessä, vaikka juhlapuheissa muuta väitettäisiinkin.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kuten mainitsen, opiskelijoiden osuus kertoo vain osan. Naisten edustus pienenee mitä korkeammilla paikoille mennään, ei vain fysiikassa vaan myös yliopistossa kokonaisuutena.

      Aloittavien miesopiskelijoiden pieni osuus on mielestäni monilla aloilla oleellinen kysymys, mutta tunnen lähinnä fysiikan tilannetta, jossa tätä ongelmaa ei ole.

      Oleellista on se, että työpaikat eivät jakaudu vain kiinnostuksen ja kompetenssin mukaan, vaan on olemassa naisia syrjiviä tekijöitä.

      Näiden syrjivien tekijöiden takia on fysiikassa aiheellista kiinnittää huomiota erityisesti naisten osuuteen ja ongelmiin. Diversiteetti ja tasa-arvo voi olla parempi kehys kuin vain naisten edustus (mistä kirjoitankin yllä), mutta tämä ei muuta sitä, että on olemassa sukupuolittunut ongelma.

  2. Virpi K sanoo:

    Kirjoituksesi on hyvä ja monimuotoinen katsaus konferenssin sisältöihin. Tiedostamattomien ennakkoluulojen tiedostaminen on tosiaan tärkeää. Osa ennakkoluuloista voi olla myös tiedostettuja, mutta niitä ei kyseenalaisteta. Tieteen kuten monen muunkin alan historiassa on kerrottu paljon miehistä ja naiset ovat jääneet marginaaliin. Tämä saattaa johtaa siihen, ettei naisten panokseen huomata kiinnittää huomiota riittävässä määrin. Tämä on onneksi muuttumassa tai ainakin ollaan tietoisempia asiasta, mistä tämä konferenssi naisten näkyvyyden, tasa-arvon ja diversiteetin edistämiseksi fysiikassa on yksi esimerkki. Faktojen perusteella voi tarkastella, missä kohdin on vääristymiä, selvittää, mistä ne johtuvat ja sitten tehdä asioille jotain.

  3. HY opiskelija sanoo:

    Ja sitten se taas ei ole ongelma että naisia on enemmän hampaalla, lääkiksessä, psykalla, kemialla, yleensäkkään yliopistossa tai lukiossa, mutta se on iso ongelma, että naisia ei ole tarpeeksi fysiikalla, joten he saavat sieltä ensimmäisenä tai toisena vuonna työpaikan – ohi kolmannen ja neljännen vuoden pätevimpien miesopiskelijoiden.

    Nykyään fyysikan työpaikka hauissa suositaan jopa naisia. Jos kaksi yhtä pätevää henkilöä hakee työpaikkaa, joista toinen on nainen ja toinen on mies, niin valitaan huomattavasti useammin nainen.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Ks. vastaukseni Tasa Arvoisen kommenttiin yllä.

      Millaisiin työpaikkoihin ensimmäisen ja toisen vuoden opiskelijoille viittaat?

      Yleistä ohjeistusta tai käytäntöä naisten suosimisesta yhtä pätevien henkilöiden tapauksessa ei ole.

  4. Eusa sanoo:

    Toinen tyttäristäni opiskeli yliopistossa tietotekniikkaa ja toinen matemaattisia tieteitä. Käsittääkseni varsinainen mahdollinen eriarvoinen kohtelu on tullut vastaan vasta työelämässä.

    Mielipiteeni on, että ok silloin tällöin voi herätellä erityiskonferenssilla, mutta siitä ei saisi tulla tapaa. Ainakin kiintiöiden ajan kuulusi olla jo ohi. Kun pidämme itsestäänselvänä, ettei ulkoisiin seikkoihin kiinnitetä huomiota, on se itseään ruokkiva kulttuuri ja tasavertaisuus kukoistaa kaikissa näkökulmissa.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kiintiöiden aikaa ei ole Suomessa koskaan ollutkaan.

      Todellisuudessa sukupuoleen kiinnitetään huomiota, kuten tutkimukset osoittavat. Asioiden tuominen esille ja niihin liittyvän kulttuurin kehittäminen on välttämätöntä ongelmien korjaamiselle.

      1. Eusa sanoo:

        Tasa-arvolaissa on mainittu kiintiöt ja tasapuolisuussääntö. Muistaakseni lain esitöissä mm. kiintiöt oli tarkoitettu nimenomaan siirtymävaiheen herätteeksi / tasa-arvon edistämiseksi, tasapuolisuussääntö pitkäksi linjaksi, kun kulttuuri on vakiintunut.

        Et ehkä pysty muistamaan 1980-lukua, jolloin yliopistopaikoille oli ihan yleisesti sukupuolikiintiöitä ja muitakin kiintiöitä – mitä nyt sitten pitäisikään kutsua ”kiintiöiden ajaksi”?…

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Millaisia kiintiöitä väität yliopistoissa fyysikoille olleen 1980-luvulla?

          1. Eusa sanoo:

            Ei luonnontieteisiin ollut tosiaan muita kuin ”negatiivisia kiintiöitä” eli sinne päätyi opiskelemaan melkein hakematta, niin minäkin. 🙂

            Kirjoitin yleisestä näkökulmasta. Esim. matematiikka ja fysiikka eivät olleet taloudellisesti menestyksellisen uran näköaloja ja ehkei siksi asenteellisen kulttuurin muuttamiselle ollut tarvetta.

            Erityisesti tulee tunnistaa yhdyskunnan arvoihin kytkeytyvä eriarvoisuus. Jos johtavana arvona olisi ollut kunnia olla tekemässä tieteellistä tutkimusta, varmastikin tasa-arvotyö olisi nähty tärkeäksi ”kiintiöiden ajankin” muodossa.

  5. Erkki Kolehmainen sanoo:

    Naisten syrjimisellä ja vähättelyllä on pitkät perinteet. Kristinuskolla yli 2000 ja islamilla 1600 vuotta. Johtuisiko Birzeitin yliopiston mieskato siitä, että heillä on muutakin tekemistä esim. rakettien ampuminen Israeliin. Juutalaisuus suhtautuu naisiin em. uskontoja suopeammin, sillä juutalaisen äidin lapset ovat aina juutalaisia, mutta isän ei. Israelin tiede on maailman kärkeä ja siellä naisillakin on mahdollisuus päästä huipulle kuten v. 2009 kemian nobelisti Ada Yonath. Aiemmin myös Ruotsin Akatemian Nobel-komitea on syyllistynyt selvään naisten syrjintään mm. Rosalind Franklinin ja Lise Meitnerin tapauksissa. Nykyään Israelissa on Lise Meitnerille omistettu Minerva Center. Minusta suurin este tätä nykyä naisten tasa-arvoistumiselle on ääri-islam, joka ylpeilee mm. sillä, että nyt naisetkin saavat ajaa autoa Saudi-Arabiassa. Sekulaarisissa maissa naisilla on sitä vastoin miesten kanssa yhtälaiset mahdollisuudet ”naisittaa” yliopistojen opetus- ja tutkimusvirat ja nousta tieteen huipulle.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kommentti miesopiskelijoiden pienestä osuudesta on rasistinen ja ihmisryhmää halventava. (Sivumennen sanoen, Länsirannalta ei ole ammuttu raketteja.)

      Internetissä on paljon palstoja rasistisille ja ihmisryhmiä halventaville kommenteille. Tämän blogin kommenttiosio ei kuulu niihin. Sellaisia kommentteja toistuvasti kirjoittavat laitetaan pysyvään kommentointikieltoon.

      Konservatiivinen juutalaisuus on itse asiassa aivan yhtä ongelmallinen naisten oikeuksian kannalta kuin konservatiivinen islam.

      Tämä riittäköön tästä.

      Blogimerkinnässä tuodaan ilmi, että naisilla ei ole yhtäläisia mahdollisuuksia tieteessä miesten kanssa pohjoismaissa. Sama pätee kaikkialla.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Paikan täyttäminen

28.10.2019 klo 00.12, kirjoittaja
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Pari viikkoa sitten tutkijakollegani Tommi Tenkasen vieraillessa Helsingissä juttelimme työhuoneellani inflaatiosta, pimeästä aineesta ja pimeästä energiasta. Sitten kiistelimme hänen paljon huomiota saaneen artikkelinsa lehdistötiedotteesta ja termistä alkuräjähdys. Lopuksi Tommi antoi minulle käteen vasta ilmestyneen kirjansa Pimeän aineen arvoitus sanoen, että sen alussa on alkuräjähdykselle määritelmä, josta en pidä. Hän oli totisesti oikeassa, mutta kirjassa on myös paljon sellaista mistä pidän.

Ursan julkaisema kirja on kauniskantinen ja hyväntuoksuinen. Sen 12 luvussa ja noin 200 sivulla käydään läpi pimeän aineen perusteita niin teorian kuin havaintojen osalta. Kunkin luvun avaa viehättävän vanhakantainen yhden virkkeen tiivistelmä sisällöstä, ja jokaisen lopussa on kolmen pointin kertaus. Sellainen onkin hyödyllinen tällaisessa tietokirjassa, joka kulkee tarinallisesti ja jossa tietoa pitää pohjustaa huolella.

Tommi on teoreettinen fyysikko, mutta kertoo tarinan havainnot edellä. Tämä on asianmukaista, meillä kun on paljon pimeään aineeseen viittaavia havaintoja, mutta emme tarkalleen tiedä millainen teoria sitä kuvaa. Ensimmäinen luku on pikajuoksu kosmologian virstanpylväiden ohi, sen jälkeen käydään yksittäisiä aiheita tarkemmin läpi. Pimeän aineen tutkimus yhdistää astrofysiikkaa ja hiukkasfysiikkaa, ja kirjassa molemmat puolet ovat sopivalla painolla mukana.

Pimeä aine on yksi kosmologian keskeisiä kysymyksiä, avoin paikka maailmankaikkeuden kalusteluettelossa. Kirjassa käsitellään pimeää ainetta erittäin monipuolisesti, 1900-luvun alkupuolen havainnoista kosmiseen mikroaaltotaustaan, gravitaatiolinsseihin, galaksien ja ison mittakaavan rakenteen simulaatioihin, pimeän aineen hiukkasten suoraan ja epäsuoraan havaitsemiseen ja niiden tuottamiseen hiukkaskiihdyttimissä. Historiassa on kiinnostavia yksityiskohtia, joita en aiemmin tiennyt. Kokeiden historia tuo esille fyysikkojen kekseliäisyyden, ja mukaan ovat päässeet uusimmat hauskat ehdotukset pimeän aineen etsimisestä DNA-rihmoilla ja 12 kilometrin syvyydestä kaivetuilla mineraaleilla.

Lukuisista vaihtoehdoista pimeän aineen hiukkaselle kirjassa on käsitelty tarkimmin nynnyjä, aksioneja ja mustia aukkoja. Tommi mainitsee myös eksoottisen mahdollisuuden siitä, että pimeä aine olisikin monimutkaisempaa ja muodostaisi kenties jopa pimeän aineen planeettoja ja olentoja. Myös se vaihtoehto, että pimeää ainetta ei olisikaan olemassa käydään läpi.

Kirjassa esitellään Suomessa pimeän aineen tiimoilta tehtävää tutkimusta. Tommi on siinä mukana, ja kirjoittaa jonkin verran omasta työstään ja polustaan tutkijana. Tarina liikkuu Higgsin hiukkasen löytämisestä CERNin saleissa Planck-satelliitin tuloksen käsittelyyn Helsingin yliopiston fysiikan tutkimuslaitoksen seminaarihuoneessa, ja sieltä Johns Hopkinsin yliopiston käytäville.

Tieteen tekemisen ennalta-arvaamattomuus ja yhteisöllisyys tuodaan hyvin esille. Pimeällä aineella on ollut monta kokkia, mikä esitetään selitykseksi sille, että sen enempää Fritz Zwicky kuin Vera Rubin ei saanut Nobelin palkintoa. On tosin ironista, että selitystä on valaistu sitaatilla Jim Peeblesiltä, joka saa tänä vuonna Nobelin palkinnon osittain pimeästä aineesta.

Tällaisissa kirjoissa on vaikea välttää toistoa, koska asiat risteävät, mutta sitä olisi voinut karsia. Kerronnan selkeyttä minun on hankala arvioida ensinnäkin siksi, että olen kirjoittanut samoista aiheista ja toisekseen siksi, että tutun tekstiä on vaikea irrottaa henkilöstä. Minusta kuitenkin tuntuu, että selitykset liikkuvat turhan nopeasti ja jäävät joskus pintapuolisiksi. Ymmärrykselle olisi voinut tarjota enemmän tukea. On saman tien sanottava, että 200 sivussa käydään läpi paljon asiaa, ja syvyyden ja laajuuden välillä pitää tehdä valinta. Meno on myös välillä hieman poukkoilevaa: temaattista ja kronologista kerrontaa ei ole saatu sovitettua saumattomasti yhteen, ja tarina kulkee eri poluille, joilta palataan myöhemmin takaisin.

Teksti on positiivissävyistä ja kepeää. Kirjaan on haastateltu tutkijoita, mutta haastateltujen persoonallinen ääni ei juuri kuulu. Poikkeuksena on kenties tunnettu teoreetikko Nima Arkani-Hamed, jonka suureellisia ja osittain virheellisiä väitteitä esitellään kritiikittä. Arkani-Hamed esimerkiksi väittää, että ”edes yksinkertaisimpia wimpejä ei ole [kokeellisesti] suljettu pois, ei todellakaan”. Tätä väitettä voi kauniisti kutsua markkinapuheeksi: totta se ei ole. Havainnot ovat sulkeneet pois alkuperäiset yksinkertaiset wimpit jo aikapäiviä sitten, ja pimeän aineen hiukkasten pitää vuorovaikuttaa ainakin miljardi kertaa heikommin kuin mitä alun perin ajateltiin.

Harhaanjohtava on myös Arkani-Hamedin väite, että Higgsin hiukkasen ”olemus on täysin paradoksaalinen”. Todellisuudessa Higgsin LHC-kiihdyttimessä mitatut ominaisuudet vastaavat hiukkasfysiikan Standardimalliin ennusteita erinomaisen hyvin. Ne sopivat myös hyvin joihinkin sen laajennuksiin, kuten steriilejä neutriinoita sisältävään nuMSM:ään. On toki totta, että jotkut teoreetikoiden vaalimat mallit (kuten supersymmetrinen Standardimalli) sopivat havaintoihin huonosti. Tämä on paradoksaalista vain jos haluaa pitää kiinni teoreettisista ideoista silloinkin kun havainnot osoittavat toista. Tältä osin tiedeyhteisön käsittely jää kirjassa pinnalliseksi, kriittisiä sävyjä ei juuri ole.

Kirjassa on kuitenkin yleensä huolella eroteltu se, mitä tiedetään varmasti, mikä on luultavasti totta, mikä on villiä spekulaatiota ja mitä havainnot tästä kaikesta sanovat. Epävarmuudet on huomioitu hyvin myös lopun sanastossa, mikä onkin varmaan lukijoille hyödyllinen, sen verta paljon erikoistermejä tästä aiheesta kertoessa väistämättä tulee käyttäneeksi.

Tällaisissa kirjoissa pitää valita valheensa, koska usein lukija ymmärtää paremmin, jos asian selittää yksinkertaisesti ja väärin kuin monipolvisesti ja oikein. Kirjassa on kuitenkin useita yksinkertaistuksia ja huolimattomuuksia, joiden kanssa olisi mielestäni syytä olla tarkempi. Alla jokunen esimerkki.

Tekstissä sanotaan, että neutriinot kiitävät aina lähes valonnopeudella. Itse asiassa kosmiset neutriinot (eli lähes kaikki neutriinot) ovat maailmankaikkeuden laajenemisen takia pudonneet kauas valonnopeudesta.

Kosmisen mikroaaltotaustan polarisaatio on jo mitattu, ja sitä tuottavat muutkin tapahtumat kuin kosminen inflaatio.

Kirjassa useaan kertaan toistetaan yleistä harhakäsitystä siitä, että ”aine on energiaa ja energia ainetta”. Energia on aineen ominaisuus, aivan kuten liikemäärä, massa, nopeus tai sähkövaraus. Se ei ole erillinen olemisen muoto. Kun kirjassa käydään läpi pimeää ainetta ja pimeää energiaa, tämä muotoilu on erityisen hämmentävä.

Tommi kirjoittaa, että hiukkasfysiikan ja astrofysiikan välillä ei juuri ollut yhteyttä ennen pimeän aineen teorioiden nousua 1980-luvulla. Itse asiassa Yhdysvaltojen ydinaseprojektista tunnettu Robert Oppenheimer toi astrofyysikot ja suhteellisuusteoreetikot yhteen 1960-luvulla kvasaarien selittämiseksi, ja samalla muitakin hiukkasfyysikoita tuli mukaan kuvioihin, kuten esimerkiksi Pedro Ferreiran kirjassa Täydellinen teoria käydään läpi. Myös Neuvostoliitossa Lev Landaun ja Jakov Zeldovitšin ryhmissä siirryttiin sujuvasti hiukkasfysiikan ja astrofysiikan välillä 1960-luvulta asti.

Ei ole totta, että ”kukaan ei tiennyt miksi” maailmankaikkeuden laajeneminen kiihtyy, kun se vuonna 1998 havaittiin. Osa tämän vuoden Jim Peeblesin Nobelin palkinnosta myönnetään siitä, että hän vuonna 1984 palautti tyhjön energian (joka johtaa kiihtyvään laajenemiseen) kosmologian keskiöön. Tämä ei ole pieni yksityiskohta, vaan valaisee havaintojen ja teorian suhdetta: vuoden 1998 havainnoista on mahdollista lukea, että maailmankaikkeuden laajeneminen on kiihtynyt vain jos etukäteen olettaa, että tyhjön energiaa on olemassa. (Myöhemmät havainnot ovat varmentaneet asian ilman tätä havaintoa oletusta.) Kokeellisten ryhmien kysymyksenasettelu muotoutui nimenomaan teoreetikoiden työn päälle, ja tämä oli myös syy siihen, miksi teoreetikot hyväksyivät havainnot niin nopeasti. Eri asia on sitten se, onko selitys oikea. Pyrkimys dramatisointiin johtaa kirjassa harhaan myös LIGOn havaitsemista gravitaatioaalloista kerrottaessa.

Avaruuden ja aika-avaruuden kaarevuus menee selityksissä sekaisin: tuntuu tarpeettomalta yksinkertaistaa esimerkiksi valon taipumista puhumalla vain avaruuden kaarevuudesta, kun avaruuden ja aika-avaruuden kaarevuus kuitenkin myöhemmin esitellään erillisinä käsitteinä.

Entäpä se alkuräjähdys? Tutkijat käyttävät sanaa kolmessa eri merkityksessä: ajan ja avaruuden alku (alkuperäinen merkitys); aineen synty inflaation lopussa; tai aikakausi, jolloin aine oli nykyistä kuumempaa ja tiheämpää. Kirjassa on valittu viimeinen, epämääräisin vaihtoehto, vieläpä siten, että alkuräjähdys päättyy vasta atomien muodostumiseen, eli kestää 380 000 vuotta. Mutta tekstissä on tehty selväksi, miten termiä käytetään, mikä saattaa sentään lieventää väärinkäsityksiä.

Lopussa oleva kirjallisuusluettelo osoittaa, miten paljon hiukkaskosmologiasta suurelle yleisölle suunnattuja kirjoja onkaan suomeksi julkaistu. Joukossa ei kuitenkaan tätä ennen ollut ainuttakaan vain pimeälle aineelle omistettua teosta. Tämän paikan kirja täyttää, ja esittelee pimeästä aineesta kaiken oleellisen. Erityisen ajankohtainen kirja on niille, jotka haluavat syventää tietojaan tämän vuoden Nobelin palkinnon tiimoilta.

Päivitys (28/10/19): Korjattu havainto oletukseksi.

11 kommenttia “Paikan täyttäminen”

  1. Jernau Gurgeh sanoo:

    Pimeälle aineelle on omistettu aiemminkin kokonainen kirja suomeksi:

    Kosminen Cocktail – Kolme osaa pimeää ainetta, Terra Cognita 2015

    Kirjoittaja on Katherine Freese

    Kirja oli ihan ok, mutta olen lukenut paljon parempiakin tietokirjoja fysiikan saralta.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Luulin että kirja käsittelee sekä pimeää ainetta että pimeää energiaa?

      1. Jernau Gurgeh sanoo:

        Olet varmaankin oikeassa. Täytyy tunnustaa, että en muista kirjan sisältöä kovin tarkasti, kun neljä vuotta on jo kulunut sen lukemisesta eikä se kerronnallisesti ollut kovin mieleenpainuva.

        Pääpaino oli muistaakseni pimeässä aineessa ja Freesen henkilökohtaisessa tarinassa, hänhän on nimenomaan profiloitunut merkittävänä pimeän aineen tutkijana. Toki mukana oli jonkin verran myös pimeää energiaa ja muutakin aihetta liippaavaa fysiikkaa.

  2. Mikko Väyrynen sanoo:

    eikös hiukkasfysiikan Standardimalli ennusta joitain asioita astronomisen epätarkasti

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      No siinä mielessä kyllä, että Standardimallissa ei ole pimeää ainetta.

      1. Pertti Rautiainen sanoo:

        Tässä taidetaan viitata kosmologisen vakion suuruutta koskevaan arvioon, joka tuli kvanttikenttäteoriasta. Sehän oli pielessä tekijällä 10^120. Toki kyseessä oli ymmärtääkseni vain suuruusluokka-arvio.

  3. Erkki Kolehmainen sanoo:

    Sodassa, rakkaudessa ja pimeän aineen etsinnässä kaikki keinot ovat luvallisia. Siis ydinmagneettinen resonanssikin (NMR). Ao. linkissä esitetty prof. Dmitry Budkerin CASPEr (Cosmic Axion Spin Precession Experiment) tutkimushankkeen idea on, että pimeän aineen magneettikenttä vaikuttaa magneettisen hiili-13-isotoopin Larmor-prekessiotaajuuteen. Toistaiseksi tulos on ollut sama kuin muissa pimeän aineen etsinnöissä, mutta NMR-spesialistit uskovat, että menetelmän herkkyyden parantuessa jotain löydetään. Siitä voitaisiinkin antaa sitten kuudes NMR Nobel-palkinto Rabi’n, Bloch’in & Purcell’in, Ernst’in, Wuetrich’in ja MRI:n kehittäjien saamien palkintojen jälkeen.

    https://phys.org/news/2019-10-piece-dark-puzzle.html

  4. Mikko sanoo:

    ”vuorovaikuttaa ainakin miljardi kertaa heikommin kuin mitä alun perin ajateltiin” on puhekielen ilmaisu ja aiheuttaa ongelmia tulkitessa tekstiä matemaattisessa mielessä. Parempi olisi ilmaista esim. ”vuorovaikuttaa heikommin kuin miljardisosalla siitä kuin mitä alun perin ajateltiin” tai ”vuorovaikuttaa ainakin 99.9999999% heikommin kuin mitä alun perin ajateltiin”.
    Kiitos kirja-arvostelusta.

  5. Jorma Kilpi sanoo:

    Ehdit jo kirjoittaa uuden blogimerkinnän mutta minulla olisi kysymys Tenkasen kirjaan liittyen joten laitan sen tänne. Primordiaaliset mustat aukot ovat yksi mahdollinen selitys pimeälle aineelle. Aineen ja antiaineen epätasapaino on tiedossa. Voiko antiaine muodostaa mustan aukon ja jos voi, niin eroaako sellainen musta aukko millään tavalla tavallisen aineen muodostamasta mustasta aukosta?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kysymys on sen verta kaukana tämän merkinnän aiheesta, että en kommentoi.

  6. UK sanoo:

    Hyvä kirjoitus, jonka ansiosta odotan parempaa tai perusteellisesti korjattua / täydennettyä kirjaa tästä aiheesta.
    Terv. kiinnostunut amatööri

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Spekulaatioista tieteeksi

9.10.2019 klo 01.30, kirjoittaja
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Ruotsin kuninkaallinen tiedeakatemia ilmoitti tänään, että vuoden 2019 fysiikan Nobelin palkinnosta puolet saa James Peebles ja toisen puolen Michel Mayor ja Didier Queloz. Palkinto myönnetään ”ansioista maailmankaikkeuden kehityksen ja Maapallon paikan kosmoksessa ymmärtämisessä”. Peeblesin osuus annetaan ”teoreettisista löydöistä fysikaalisessa kosmologiassa”, Mayorin ja Quelozin ”auringonkaltaista tähteä kiertävän eksoplaneetan löytämisestä”.

Yleensä fysiikan Nobelin palkinnot annetaan yksittäisestä kokeellisesta tai teoreettisesta edistysaskeleesta, kuten maailmankaikkeuden kiihtyvän laajenemisen havaitsemisesta, alkeishiukkasten massojen alkuperän ymmärtämisestä, neutriinojen massojen löytämisestä tai törmäävien mustien aukkojen lähettämien gravitaatioaaltojen havaitsemisesta.

Mayorin ja Quelozin nobelinpuolikas sopii tähän kaavaan. Peeblesin kohdalla on sen sijaan kyse ennemmin elämäntyöpalkinnosta: palkinnon perusteluissa tuodaan esille työ usean aiheen parissa, nostamatta yhtä toisten ylitse. Lyhyen perustelun termi ”fysikaalinen kosmologia” kehystää tekstiä: Peeblesiä kuvaillaan avainhenkilöksi kosmologian siirtymässä ”spekulaatioista tieteeksi”. Tämä siirtymä ajoitetaan 1960-luvulle, tarkalleen Peeblesin vuoden 1965 tieteelliseen artikkeliin, jossa hän yhdisti kosmisen mikroaaltotaustan galaksien syntyyn. Myös fyysikko Jakov Zeldovitšin artikkeli samalta vuodelta mainitaan. Perustelujen mukaan näitä kahta artikkelia ”voidaan pitää alkupisteenä fysikaaliselle kosmologialle, missä fysiikan lakeja sovelletaan koko maailmankaikkeuteen”.

Tämä on liioiteltua. Kuten tekstissä mainitaan, koko maailmankaikkeuden käsittelyn yleisen suhteellisuusteorian keinoin aloitti jo Albert Einstein vuonna 1917, ja vuonna 1922 Aleksander Friedmann löysi mallin, jolla maailmankaikkeuden laajenemista kuvataan vielä nykyäänkin. Termillä ”fysikaalinen kosmologia” luultavasti haetaan sitä, että vasta muiden fysiikan haarojen yhdistäminen kosmologiaan teki siitä (ja yleisestä suhteellisuusteoriasta) todella hedelmällisen tieteenalan. Tämäkin kehitys tosin alkoi jo aiemmin: kuten taustamateriaalissa kerrotaan, vuonna 1948 Ralph Alpher, George Gamow ja (ainakin nimensä osalta) Hans Bethe yhdistivät ydinfysiikan ja kosmologian selittääkseen alkuaineiden synnyn.

Tämä ei muuta sitä, että Peebles todella on ollut keskeinen rooli monissa kosmologian tärkeimmissä oivalluksissa. Hän oli ensimmäisten joukossa ennustamassa kosmisen mikroaaltotaustan olemassaolon, selvittämässä kevyiden alkuaineiden syntyä, ja kehittämässä pimeän aineen malleja, joissa on kyse uudesta tuntemattomasta hiukkasesta. Peebles myös nosti nykyään pimeän energian nimellä tunnetun aineen kosmologian keskiöön yli 10 vuotta ennen kiihtyvän laajenemisen havaitsemista (jonka se selittää).

(Tiedeakatemian sekä suurelle yleisölle suunnatussa että tieteellisessä taustamateriaalissa on muuten selitetty väärin se, miten kosmisen mikroaaltotausta epätasaisuuksista voidaan päätellä avaruuden geometria. Edelliseen merkintään liittyen on huvittavaa huomata myös se, että ilmaisua big bang, alkuräjähdys, on käytetty näissä teksteissä eri tavalla: edellisessä termillä viitataan kaiken alkuun ja ja jälkimmäisessä aikakauteen, jolloin aine oli kuumaa ja tiheää.)

Kaikki nämä asiat ovat joko nykykosmologian varmennettuja menestyksiä tai tärkeitä avoimia kysymyksiä. Keskeisistä tutkimusaiheista vain aineen ja antiaineen välisen epäsuhdan synty ja kosminen inflaatio puuttuvat listasta; ne ovat hiukkasfysiikan puoleista kosmologiaa, ja Peebles on lähestynyt aihetta astrofysiikasta käsin. Peebles kyllä käytti inflaation ennusteita keskeisenä elementtinä pimeää ainetta ja pimeää energiaa koskevassa työssään. Joitakin kutkuttanee se, miten taustamateriaali esittelee (aivan oikein) inflaation muuhun kosmologiaan elimellisesti kytkeytyvänä tärkeänä osana, siitä kun ei ole vielä myönnetty Nobelin palkintoja, joita povataan ja janotaan.

Sattumoisin juuri tänään kurssilla Fysiikkaa runoilijoille sanoin, että pimeästä aineesta ei ole vielä annettu ainuttakaan Nobelin palkintoa, vaikka se havaittiin jo 86 vuotta sitten. Monet olivat toivoneet Vera Rubinille Nobelia pimeään aineeseen liittyvistä havainnoista, mutta hän kuoli 88-vuotiaana vuonna 2016 sitä saamatta.

Peeblesillä on ollut siinä määrin merkittävä rooli pimeän aineen muuttamisessa lähes varmaksi asiaksi, että lausuntoni voi katsoa kumotuksi: pimeä aine on tunnustettu Nobelilla. Taustaselityksissä pimeä aine esitetään jokseenkin varmennettuna tosiseikkana, josta on vain avoinna se, mistä hiukkasista on kyse. Erikseen mainitaan supersymmetriaan liittyvät nynnyt sekä aksionit, ja korostetaan tarvetta löytää pimeän aineen hiukkanen selvyyden saamiseksi.

Palkinto kunnioittaa paitsi Peeblesin monipuolista ja vuosikymmeniä uraa uurtanutta työtä, myös kosmologian kehittymistä rikkaaksi kokonaisuudeksi, jossa palaset ovat loksahtaneet paikoilleen hämmästyttävän saumattomasti. Mahdollisena särönä taustamateriaalissa mainitaan se, miten tällä hetkellä avaruuden avaruuden laajenemisnopeuden määrittäminen eri havainnoista antaa poikkeavia tuloksia, ja uskalletaan luvata että ”fysikaalisella kosmologialla on lisää yllätyksiä varastossa”.

13 kommenttia “Spekulaatioista tieteeksi”

  1. Eusa sanoo:

    Onko esimerkkejä toiseen suuntaan niin, että jo tunnustettu tiede olisikin palannut spekulaatioksi? Eli kuinka jo järkevän epäilyn ulkopuolelle asetettu hypoteesi/teoria kokeekin kolauksen – itselle mieleen tulee absoluuttinen avaruus ja aika, jota klassisesti pidettiin itsestäänselvyytenä, mutta osoittautuikin sitten spekulaatioksi…

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Ei. Monien teorioiden (kuten klassisen mekaniikan) pätevyysalue on toki tullut vastaan, mutta se on eri asia.

      Ks. https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/rajankayntia/

  2. Eusa sanoo:

    https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab32da/pdf

    Mustan aukon tapahtumahorisontti on vakiinnuttanut asemansa miltei ”järjellisen” epäilyksen ulkopuolella, mutta kun vahvoja todennuksia tai falsifiointia ei ole voitu saavuttaa, riittää yrityksiä osoittaa se spekulaatioksi. Tämä ei ole huono yrite.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Vaihtoehdot mustille aukoille eivät ole järkevän epäilyn ulkopuolella, niitä tutkitaan ja niistä julkaistaan tieteellisiä artikkeleita.

      Kirjoitin aiheesta joitakin vuosia sitten, nyttemmin gravitaatioaallot ja Einstein Horizon Telescopen havainnot ovat merkittävästi lisänneet tukea mustien aukkojen olemassaololle:

      https://www.tiede.fi/blogit/maailmankaikkeutta_etsimassa/rajapintojen_kosketuksia

      1. Mika sanoo:

        Eilen katsomani Brian Coxin Universal esityksen – jossa myös sivuttiin Einstein Horizon Telescopen kuvaa – innoittamana haluaisin kysyä, että jos vaihtoehtoiset selitysmallit mustille aukoille osoittautuisivat oikeiksi, niin muuttaisiko se sitä miten teleskoopin tekemiä havaintoja pitäisi tulkita?

        Käsittääkseni kuuluisa ”ensimmäinen kuva mustasta aukosta” ei ole niinkään verrattavissa valokuvaan, vaan se on tehdyistä havainnoista signaalikäsittelyn ja datan prosessoinnin jälkeen luotu malli, joka nojaa ilmeisesti ainakin jonkin verran mustia aukkoja kuvaaviin fysiikan teorioihin? Onko siis mahdollista, että kuva ei vastaisikaan sitä, mitä näkisimme lähietäisyydeltä näkyvän valon aallonpituuksilla?

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Kun havainto on tulkittu kuvaksi mustasta aukosta, niin jos tietysti tulkinta muuttuu, jos kyseessä ei olekaan musta aukko.

          Kuvan prosessointiin tällä ei varsinaisesti ole vaikutusta. Kuva on joka tapauksessa paljon suttuisempi kuin miltä galaksin M87 keskustan tienoot läheltä katsottuna näyttävät, resoluution puutteen takia.

          Siksi myös monet mustien aukkojen vaihtoehdot näyttävät nykyisellä resoluutiolla aika samoilta, eikä EHT:n kuva rajoita niitä paljoa.

          Vähän lisää täällä:

          https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/aarimmaisyyden-reunalta/

  3. Sunnuntaikosmologi sanoo:

    En oikein ymmärrä miksi piti sekoittaa samaan Nobelin palkintoon kosmologiaan kuuluva aihe ja sitten eksoplaneetta-aihe ?
    Eikö olisi ollut järkevämpää, kun kummatkin aiheet kai erikseenkin vaivatta ylittävät Nobel-riman, antaa palkinnot erillisinä vuosina ?

  4. Jyri T. sanoo:

    Tällaisissa tapauksissa tulee sellainen olo, että yksin eivät olisi koko palkinnon arvoisia.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Fysiikan nobeleita on ennenkin myönnetty samana vuonna eri aiheista, jopa sellaisista, joilla ei ole mitään nimellistäkään tekemistä keskenään.

      Yksi syy voi olla se, että palkinnon arvoisia lienee enemmän kuin mahdollisuuksia niiden myöntämiseen.

  5. Jernau Gurgeh sanoo:

    Syksystä oli hieno henkilökuva Ylen verkkosivuilla, Kulttuuricocktailissa.

    Koska en ole missään sosiaalisessa mediassa, en pysty niitä kanavia pitkin kysymään yhtä mieltäni askarruttavaa seikkaa haastatteluun liittyen. Toivottavasti kirjoittaisit jossain näkemyksestäsi lisää.

    ”Ihmiskuntakin vääjäämättä kuolee sukupuuttoon maailmankaikkeuden mittakaavassa ihan kohta.”

    Tuo kohta kiinnostaa erityisen paljon. Oletko tuota mieltä sinä vai toimittaja, ja jos se on sinun kertomaa, niin mihin tämä mielestäsi perustuu?

    Onko kyseessä ilmastonmuutos, ydinsota, evoluution vääjäämätön tulema, Auringon pääsarjavaiheen päättyminen vai maailmankaikkeuden lopullinen kohtalo? Vai joku muu?

    P.S. Pahoittelut, että tämä ei liity merkintään mitenkään, mutta en keksinyt muutakaan keinoa kysyä asiasta.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kaikki eläinlajit ovat kosmologisessa mittakaavassa lyhytikäisiä, kävipä mitä tahansa.

      Nyt tietty sukupuutto voi tulla vastaan nopeammin ennemmin kuin hitaammin. Siitä enemmään täällä:

      https://hybrislehti.net/syksy-rsnen-unelmia-itsemurhan-partaalla

      1. Jernau Gurgeh sanoo:

        Kiitokset mainiosta kirjoituksesta linkkisi takana.

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Kiitokset kiitoksista.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *