torstai 12. tammikuuta 2017

Ajan ja maailman mysteeri

[äärellinen mutta reunaton]

                                                                                                    Kyösti Salovaara, 2017.
Yksityiskohta.

Kaikenlaista sopii ihmetellä. Siis ajatella.
    Suuria asioita: elämän merkitystä, avaruuden kokoa, ajan alkua.
    Pieniä asioita: mahtuuko 42 numeron kenkä jalkaan, miksi aamun lehdessä on aina parillinen määrä sivuja, miten muovipakkauksen saa auki menettämättä malttiaan.
    Myös tiedemiehet ajattelevat ja ihmettelevät.
    Vaikka osataan selittää maailmankaikkeus (yleinen suhteellisuusteoria) ja atomimaailma (kvanttifysiikka) ei kukaan osaa yhdistää näitä selityksiä, sillä jompi kumpi on väärässä toisensa suhteen ellei sitten tilaa ole jätetty Jumalalle, joka ei kuitenkaan kerro miten nämä maailmat (oikein iso, älyttömän pieni) toimivat samojen periaatteiden mukaisesti.
    Yhdistävää teoriaa haetaan, mutta ehkäpä ns. yhtenäisteoriat (GUT ja TOE) ovatkin juuri se, mitä ei ole olemassa.


Vuonna 1988 englantilainen matemaatikko ja fyysikko Stephen Hawking (s. 8.1.1942) julkaisi ajan ja maailmankaikkeuden teorioita popularisoivan teoksen Ajan lyhyt historia.
    Viime sunnuntaina Hawking täytti 75 vuotta.
    Sattumalta – jos sattumia on – Hawking syntyi täsmälleen 300 vuotta myöhemmin kuin Galileo Galilei kuoli.
    Galilei joutui maailmankaikkeuden rakennetta koskevien selityksien takia hakaukseen katolisen kirkon kanssa. Se mitä Galilei näki, tuntui asettavan kirkon jumalakeskeisen maailmanselityksen epäilyttävään valoon. Ehkä myös ihmisen asema luomakunnan keskipisteenä joutui epäiltäväksi.
    Ajan lyhyessä historiassa Hawking pohtii toistuvasti jääkö Jumalalle sijaa ajan ja maailmankaikkeuden prosessia selitettäessä ja jos jää, millainen liikkumavara Jumalalla oli maailmaa luodessaan ja luonnonlakeja sommitellessaan. Jumala ei heitä arpaa, kuten tavataan sanoa.
    Aika voi olla ikuista, Hawking sanoo, mutta sillä on merkitystä vasta nykyisenkaltaisessa maailmassa. ”Aika ennen maailmankaikkeutta on pelkkä sana, joka ei merkitse mitään.” Aika ja valo syntyivät alkuräjähdyksen hetkellä.
    Hawking muistuttaa, että Augustinus kysyi:”Mitä jumala teki ennen kuin loi maailmankaikkeuden?”
    Augustinus olisi voinut vastata että ”silloin Jumala suunnitteli helvettiä niille, jotka esittävät tuollaisia kysymyksiä”. Mutta sen sijaan hän vastasi, että aika on Jumalan luoman maailmankaikkeuden ominaisuus, koska aika luotiin samalla kuin koko maailma. Aikaa on vain maailmassa.
    Tietysti olisi aika raflaavaa ajatella, että ensin luotiin helvetti ja vasta sitten paratiisi.


Kun Carl Sagan kirjoitti Hawkingin teokseen alkusanat, hän aloitti sanomalla että ”voimme elää jokapäiväistä elämäämme ymmärtämättä maailmasta juuri mitään”.
    Ei tarvitse ymmärtää miten auringonvalo mahdollistaa elämän. Riittää kun osaa käydä kaupassa ruokaostoksilla. Eikä tarvitse pelätä lentävänsä taivaalle painovoiman pettäessä, riittää kun tietää mihin tallustelee kadulla tai metsäpolulla ja viheltelee mennessään.
    Mutta jos maailmankaikkeudelle annetaan selitys, ei sitäkään ole helppo ymmärtää.
    Kun Hawking päätyy ajatukseen, että aika ja avaruus muodostavat pinnan, joka on kooltaan äärellinen mutta joka on samalla reunaton, sitä on vaikea ymmärtää.
    Ajattele vaikkapa jalkapallokenttää, jonka sanotaan olevan äärellisen kokoinen mutta silti reunaton. Mihin laitat maalit tuollaisella kentällä? Entä katsomon? Missä on keskiympyrä josta peli aloitetaan? Jaksaako kukaan juosta 90 minuuttia tuollaisella kentällä?
    Kaikkea ei voi ymmärtää. Pitää vain uskoa selitykseen.
    Tiedän, että omena putoaa puusta maahan, mutta ymmärränkö että miksi?

Kaksituiskohta.


Olen vuosien varrella alleviivannut Stephen Hawkingin teoksesta useita lauseita, mieleen tarttuvia ajatuksia.
    Yleensä sitä tulee alleviivanneeksi ne lauseet, jotka luulee ymmärtävänsä. Sitä mitä ei ymmärrä, ei ole olemassa.
    Hawking käyttää usein huumoria selittäessään vaikeaa asiaa. Kun joku vertaus tai tiivistys naurattaa, sen kuvittelee ymmärtävänsä vaikka voi olla, että nauru peittää epätietoisuuden ja epäuskon.
    Esimerkiksi mustissa aukoissa, joka ovat pisteeseen luhistuneita tähtiä, ei ole mitään naurettavaa. Ellei sitten se, että ne ovat paikkoja joista informaatiota tulee ulospäin mahdollisimman vähän; tieto on siellä pisteen lähellä, ei täällä kauempana, ei siis medialle uutisherkkua. ”Musta aukko määritellään niiden tapahtumien joukoksi, joista tieto ei voi etääntyä kauaksi.”
    Hawking kyllä varoittaa ettei mustaan aukkoon kannata pudota, koska siellä saattaa kohdata menneisyyden, jota ei vielä ole tapahtunut.
    Sehän kannattaa muistaa, että vaikka elämme todellisessa maailmassa, luonnonlait ja ihmisten kokemukset todellisuudesta ovat aivan erilaisia luonteeltaan. Ihminen esimerkiksi muistaa menneisyyden mutta ei tulevaisuutta, kun taas luonnonlait eivät tee eroa menneisyyden ja tulevaisuuden välillä.
    Ihmisen näkökulmasta aika näyttäytyy kolmessa muodossa. Ensinnä on termodynaaminen aika, joka ilmoittaa missä suunnassa epäjärjestys kasvaa. Kahvikupit siis menevät rikki pudotessaan lattialle mutta eivät itsestään palaa sirpaleista ehjäksi kupeiksi.
    Toiseksi meillä on (ihmisen) psykologinen aika. Se kertoo missä on menneisyys (sen muistaa) ja missä tulevaisuus (sen kuvittelee).
    Kolmanneksi on kosmologinen aika, joka etenee maailmankaikkeuden laajenemisen suuntaan.
    Tähän voisi heittää hieman metafyysiseksi kontrastiksi taiteilijan mietteen ajasta. ”Aika ei kulu nopeasti, kun sitä tarkkailee”, kirjoitti Albert Camus vuonna 1943. ”Se tuntee, että sitä pidetään silmällä. Mutta se käyttää hyväkseen hajamielisyyttämme. Ehkäpä on suorastaan olemassa kahdenlaista aikaa: se jota tarkkailemme ja se joka muuttaa meitä.”


Aikaa ei pääse karkuun vaikka kuinka juoksisi. Se saa meidät kiinni, ennemmin tai myöhemmin.
    Ihmisen muistilla ja tietokoneiden muistilla on samanlainen psykologinen suunta: vain mennyt muistetaan. ”On perusteltua olettaa, että tietokoneiden aika ja ihmisten aika ovat samansuuntaisia”, Hawking sanoo. ”Ellei niin olisi, pörssissä olisi helppo tehdä omaisuuksia tietokoneella, joka muistaisi huomisen kurssit.”
    Ajatusleikkinä voisi tietysti ajatella, että ihmisen aika kulkisi vastavirtaan kosmologisen ja termodynaamisen ajan kanssa.
    Silloin me syntyisimme eläkeikäisinä, kaiken tietävinä, viisaina kuin mikä. Elämä kulkisi (palautuisi) sitten keski-ikää, nuoruutta ja lopulta lapsuutta kohti ja koko ajan tietäisimme vähemmän ja vähemmän kunnes olisimme vauvoina tyhjä kangas.
    Jos elämän aika kulkisi nurinkuriseen suuntaan, ratkaisisiko se monta ongelmaa? Ainakin taitetusta indeksistä pitäisi puhua eri tavalla, erilaisia kaavoja käyttäen. Kun palkansaaja katsoisi kuukausittaista palkkalaskelmaa, siellä olisi palautus eläkemaksusta. Olisi tietysti muutenkin hauskaa muistaa tulevaisuus mutta ei menneisyyttä.



Vaikka Hawkingin kosmologiset teoriat perustuvat luonnonlakien tutkimukseen, hän muistuttaa että todellisuutta lopulta tarkastelee ja selittää ihminen eikä kukaan muu, siis ei kivi eikä kanto.
    Antropistisen periaatteen mukaan voidaan sanoa esimerkiksi näin: ”Me näemme maailmankaikkeuden sellaisena kuin näemme, koska olemme olemassa.”
    Ja edelleen: ”Miksi maailmankaikkeus on juuri sellainen kuin miltä se näyttää?”
    Siksi että:
    ”Jos se olisi toisenlainen, ei meitäkään olisi!”
    Tästä tulee mieleen älyttömiä ja mukavan kiehtovia ajatuksia, joilla selittää melkein mitä tahansa.
    Jos muistelen kirjoittajia, joita olen lainannut jutuissani neljänkymmenen vuoden aikana eniten, niin kärkeen nousevat Franz Kafka, Yrjö Ahmavaara, Karl Marx ja Stephen Hawking. Seuraavassa ryhmässä, kakkostasolla, ovat esimerkiksi Erno Paasilinna, Raymond Chandler, Jean-Paul Sartre, Albert Camus, Bertolt Brecht, John Carey, Philip Roth ja Olavi Paavolainen. Kolmanteen ryhmään kuuluu Platonin, Popperin, Wittgensteinin ja Dahrendorfin kaltaisia ajattelijoita.
    Antropistista periaatetta mukaillen päättelen, että nuo kirjailijat näyttävät merkittäviltä siksi, että minä olen olemassa ja lainaan heidän kirjoituksiaan. Ja toisekseen, jos heitä ei olisi olemassa, ei minuakaan olisi - kirjoittajana.

                                                                                                   Kyösti Salovaara, 2017.
Yhtenäisteoria: kaksi taideteosta, toisensako selittävät?
Alvar Aallon piirtämä rakennus, Shaderin Cube / Lux Helsinki 2017.
Entä ajan viiva?

_______________________________

Albert Camus: Kapinoiva ihminen. Valikoinut Maija Lehtonen. Suom. Ulla-Kaarina Jokinen ja Maija Lehtonen. Otava, 1971.
Stephen W. Hawking. Ajan lyhyt historia. (A Brief History of Time, 1988.) Suom. Risto Varteva. WSOY, 1988.

6 kommenttia:

  1. On vaikea oppia kirjoittamaan että 2017. Se ei ole tasajaollinen vuosi. Tai muistamani mukaan sellaisia lukuja oli. En oppinut ikinä matikkaa kunnolla.

    Mutta vastaus elämän tarkoitukseen siis on tuo sama 42. En tiedä parempaa kirjasarjaa kuin se tuo Hitchhiker's Guide to the Galaxy tutustua niin hankalaan tapaukseen kuin astrofysiikka. Poijantyttärelle annoin uuden vuoden kunniaksi kirjan nimeltä, mikähän se oli, Maailma Stephen Hawkingin mukaan? Sinne päin. Kuulemma lukevat sitä koulussa, yläasteen ekalla.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Totta - ja heitin tuon 42 enempää ajattelematta!

      Poista
  2. Nämä ajan ja maailman mysteerit ovat aina tavattomasti kiehtoneet minuakin. Ajan lyhyen historian ilmestyessä silloin lähes 30 vuotta sitten aloitin innokkaasti sen lukemisen. Sen verran vaikeaa asia oli, että kirja jäi kesken. Pienen tauon jälkeen aloitin kirjan uudestaan, uudella puhdilla, ja sainkin sen luettua siten, että kuvittelin olennaiset asiat jopa ymmärtäneeni. Ainakin noin laajassa katsannossa, ja sillä varauksella, että eiväthän ihmisen aivot näitä asioita ihan aidosti voi ymmärtää.

    Jo suhteellisuusteoria saa aivot solmuun, mutta kvanttifysiikka on vielä pahempaa. Se on todellisuutta, johon meidän ymmärryksemme ei oikein millään pysty. Myös äärettömyys ja aika suhteellisuuksineen ovat käsitteitä, jotka tekevät pienen ihmisen nöyräksi. Silti kaikki tämä kiehtoo, sillä kyse on kovasta todellisuudesta, maailmasta jossa elämme.

    Tuosta äärellisestä mutta reunattomasta maailmankaikkeudesta olen lukenut aika hyvän yksinkertaistuksen. Otetaan vain yksi ulottuvuus pois, ja kuvitellaan että eläisimme kaksiulotteisina olioina kaksiulotteisessa maailmassa. Maailmankaikkeus olisi tuolloin kuin pullistuvan ilmapallon pinta. Siinä olevat tähdet ja galaksit etääntyisivät toisistaan. Maailmalla ei olisi reunaa, vaikka se äärellinen olisikin. Todellisessa maailmankaikkeudessa on toki se yksi ulottuvuus lisää, mutta sitä aivomme eivät enää taivu hahmottamaan.

    Ai se olikin sattuma, tuo 42? Minä kun jo kuvittelin sen nokkelaksi viittaukseksi Douglas Adamsin mainioihin kirjoihin.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Hah, joo, mutta onko sattumia ihan oikeasti? Heitin tuon luvun noin vaan kun kirjoitin konseptia, sitten kun julkaisin pakinan laitoin sen lihavoitettuna koska silloin jo "tiesin" tämän Adamsin merkityksellisen luvun.

      Joo, ilmapallovertaus on hyvä - tyhmä vaan siitäkin ajattelee, että ilmapallon ympärillä ja ulkopulella on "jotakin" ihan ääretöntä.

      Poista
  3. Totta - alitajunta tuottaa joskus sellaista viisautta, jota mieli ei ole vielä osannut tietoiseksi ajatukseksi pukea.

    Ilmapallovertaus on tietysti typistetty kuva todellisuudesta, mutta antaa minusta hyvän käsityksen siitä, mitä noilla hankalilla äärellisillä ja reunattomilla tarkoitetaan.

    Olen ollut ymmärtävinäni, että nykytiedon mukaan aika ja tila ovat asioita, jotka syntyivät alkuräjähdyksessä. Ennen sitä, tai niiden ulkopuolella, ei siis ole sen enempää aikaa kuin tilaakaan! Näin siis meidän maailmankaikkeudessamme, mutta mitä tahansahan voi toki olla ja tapahtua sen tuolla puolen.

    Ajatus on vaikea, mutta minusta jollain lailla ymmärrettävä näillä ihmisenkin rajallisilla aivoilla. Nehän kun ovat kai kehittyneet käsittelemään vain meidän aistittavissamme olevaa todellisuutta.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Kuuntelin viime viikolla Yleltä keskustelua "kaiken teoriasta" (TOE) - onko sellaista ja jos on niin mitä sitten tapahtuu kun se "löydetään".

      Fyysikkojen ja matemaatikkojen optimismia teorian mahdollisuuksista hieman problematisoi "biofyysikko" joka totesi ettei nykytiede vielä tiedä "edes" että miten (täsmällisesti) happi päätyy vereen eikä sitä mitä vesi todella on.

      Tutkittavaa siis piisaa myös lähellä, aistein havaittavassakin todellisuudessa.

      Poista