15. maaliskuuta 2017

Seitsemän lyhyttä luentoa fysiikasta

"Tiede kertoo meille, kuinka voimme ymmärtää maailmaa paremmin. Se osoittaa myös valtavan tietämättömyytemme."

Moni ihminen on epävarma tieteen suhteen. Tieteen saralla tapahtuu niin hirveän paljon, ettei kyydissä aina moni pysy. Moni on ihan äimänkäkenä 1900-luvun löydöksistä.

Fyysikko Carlo Rovelli (s. 1956) on Seitsemän lyhyttä luentoa fysiikasta -kirjassa (2017) laatinut lyhyen, hieman runollisena, yhteenvedon niille, "joiden tiedot modernista tieteestä ovat vähäiset tai olemattomat".

Rovellin yhteenvedossa yksi henkilö on lähes vertaansa vailla - fyysikko Albert Einstein (k. 1955).
Mozartin Reqiuem, Homeroksen Odysseia, Sikstiiniläiskappeli ja Kuningas Lear ovat kaikki todellisia mestariteoksia, jotka liikuttavat meitä syvästi. Niiden loistosta nauttiminen voi vaatia pitkää perehtymistä, mutta palkintona on puhdas kauneus. Eikä pelkästään kauneus vaan uusi näkökulma maailmaan. Saman tason mestariteos on Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria.
©Ursa
Jos yritämme nivoa yhteen, mitä olemme fysiikan avulla maailmasta 1900-luvulla oppineet, vihjeet viittaavat johonkin syvällisesti erilaiseen kuin vaistomainen ymmärryksemme aineesta, avaruudesta ja ajasta...
Arkikokemuksen ylittäminen on toistuva aihe Rovellilla. Käsityksemme on usein "vajaa, nurkkakuntainen ja riittämätön". Tiede voi välillä vaikuttaa hullunkuriselta, mutta oikeasti on tarjolla "välähdys todellisuudesta hiukan vähemmän verhottuna kuin arkikokemuksemme".

Tämä varmaan on yksi syy monen vaikeudelle tajuta tiedettä, vaikkapa fysiikkaa. Moni tuttu - ja turvallinen - arkinen kokemus pitää puolensa.

Aine on tuttu juttu. Maa jalkojen alla, vaikkapa. Vaistomaisesti ihminen ajattelee ymmärtävänsä aineen. Kouriintuntuvaa ja siellä täällä kaikkialla.

Ei ole helppoa nähdä aineen ja kaiken muunkin punoutuvan yhteen vuorovaikutussuhteessa olevana verkostona. "Tapahtumien eikä esineiden maailma", Rovelli kiteyttää.

Oma lukunsa on esimerkiksi aika. Kello tikittää ja aika kuluu ajattelee ihminen. Yksinkertaista. Asianlaita on hieman toinen, ihan vain alkajaisiksi.
Jos merenpinnan tasolla asunut henkilö tapaa kaksosensa, joka on asunut ikänsä vuoristossa, hän huomaa, että tämä sisarus on aavistuksen vanhempi kuin hän itse...
©Carlo Rovelli

Yleisen suhteellisuusteorian, kvanttiteorian, kosmoksen arkkitehtuurin, alkeishiukkasten, silmukkakvanttigravitaation ja mustien aukkojen jälkeen viimeisessä luvussa aiheena on me.

Tässä viimeisessä luvussa Rovelli siirtyy fysiikan tieteellisestä maailmankuvasta omaan laajempaan maailmankatsomukseensa. Yleisinhimillisiä huomioita ja myös pari varoituksen sanaa.
Olemme luultavasti ainoa laji maapallolla, joka on tietoinen omasta kuolevaisuudestaan. Pelkään, että pian tulemme olemaan myös ainoa laji, joka tietoisena seuraa omaa loppuaan, tai ainakin sivilisaationsa loppua.
Syy lopun uhkaan on, että liian moni laittaa "pään pensaaseen". Ihmisen aiheuttamat rajut muutokset ympäristössä ja ilmastossa "eivät todennäköisesti tule säästämään meitä", Rovelli povaa. Erityisesti koska yleinen mielipide ja päättäjät jättävät "huomiotta vaarat".

Rovelli korostaa, että arvot, kyyneleet, nauru, pyyteettömyys ja jopa rakkaus on kehittynyt miljoonien vuosien saatossa. Erityisesti uteliaisuus on osa ihmisyyttä. Ne kaikki ovat todellisia, sillä ne kuuluvat luontoon. "Luontoomme kuuluu rakastaa ja olla rehellisiä", Rovelli opastaa.

Tuonpuoleinen ei saa Rovellilta pisteitä. Ihminen ei "riipu kodittomana kahden maailman välissä". Ihmiset eivät myöskään ole "osittain luontoon kuuluvina, jotakin muuta kaipaavina". "Ei, me olemme jo kotona", Rovelli päättää.

Kaukaisuudessa "hohtaa maailman mysteeri ja kauneus". Se on henkeäsalpaava ja uteliaana ihminen tieteen keinoin sitä etsii.

Hyvä on tässä kohdin muistaa, että tässä kaikessa on paljolti kyse maailmankatsomuksellisesta uskomuksesta, eikä niinkään tieteellisestä tuloksesta.

©Pravoslavie.ru

Luonnontieteissä 1900-luvulla tapahtui monenlaisia "juonenkäänteitä". Rovelli esipuheessaan käyttää sanaa vallankumous.

Teologia on suhtautunut muutokseen mielenkiinnolla. Uskonnon ajateltiin olevan häviävänä osapuolena tieteen ja uskonnon räiskyvässä parisuhteessa.

On todettu että: "Jos luonnontiede olisi päättynyt 1800-luvulle tarina olisi aika osuva". Viime vuosisata oli kuitenkin oma lukunsa.

Yksi juonenkäänne on monelle tuttu nimellä big bang, alkuräjähdys. Pitkään maailmankaikkeuden ajateltiin olevan ikuinen. Ihan muinaisuudesta saakka ajateltiin kaiken yksinkertaisesti olevan. Ajatus, että kaikella oli alku oli uskon asia.

Tämän myönsi vaikkapa Tuomas Akvinolainen (k. 1274). Hänen kuuluisa ensimmäinen syy -jumalatodistuksensa muuten toimii myös ikuisessa maailmankaikkeudessa.

Vallankumous tapahtui, kun 1900-luvulla kasautui viitteitä maailmankaikkeuden rajallisuudesta. Kaikella oli ehkä sittenkin alku. Aluksi tätä vastustettiin, eikä aina vain tieteellisistä syistä. Monelle se haiskahti liian uskonnolliselta.

Yksi tärkein seikka uusissa löydöksissä oli, ettei voitu vain olettaa maailmankaikkeuden olevan ikuisesti siinä. Aikaisemmin se oli jäänyt jotenkin unholaan, uteliaan etsinnän ikuisena taustana. Nyt havahduttiin pohtimaan itse maailmankaikkeuden olemassaoloa.

Ei tämä todistanut uskontoa oikeaksi. Ei tietenkään, eivätkä myöskään muut juonenkäänteet. Ei elämän lähes satumaiset mahdollistavat tekijät tai vaikkapa kvanttiteoria. Ihan oma lukunsa on tietoisuuden ongelma.

Karkea "materialismi" ei kuitenkaan enää ollut voitolla.

Kosmonautti Gagarin
©Pravmir.ru

Opetus luomisesta aiheuttaa monelle ajatuksena päänvaivaa. Ei aina olla ihan varmoja mihin se oikein viittaa.

Asiaa voisi kuvata viivan avulla. Big bang on kuin viiva selvällä alkupisteellä. Ikuinen maailmankaikkeus on kuin, olkoon sen nykyperustelu mikä tahansa, ääretön viiva ilman loppua ja alkua. Yhden teorian mukaan maailma on kuin rajallinen viiva, mutta ilman selkeää alkua, vähän kuin vaikkapa ympyrä.

Luominen ei ensisijaisesti ota kantaa viivan laatuun, vaan vastaa kysymykseen miksi alkuunkaan on jokin viiva. Mistä itse viiva tuli? Kuka tai mikä viivan piirsi? Ehkä tämä auttaa oivaltamaan hieman perinteisen ajattelun luomisesta. Miksi ylipäätänsä yhtään mitään on olemassa?

Jumalan etsiminen avaruudesta tai mikroskoopilla ei onnistu. Avaruudessa käyneet ihmiset eivät törmänneet itse Jumalaan, eikä hän löydy hiukkaskiihdyttimen uumenista.

Se on "vähän samaa kuin kaikkien Shakespearen näytelmien lukeminen tai katsominen siinä toivossa, että yhtenä henkilönä kohtaisitte jossakin itse Shakespearen", sivalsi C. S. Lewis (k. 1963).

Toisaalta eipä luottamus Shakespeareen horjuisi, Lewis jatkaa, vaikka joku hänen kieltäjänsä "täysin vakavana sanoisi tutkineensa kaikki näytelmät löytämättä mistään niistä Shakespearea".