Päivän lehti 16.12.2016
Valikko
Päivän lehti 16.12.2016

Menevätkö kvanttifysiikka ja suhteellisuusteoria yli ymmärryksen? Tämä kirja laajentaa tajuntaa

Tiede ei ole jatkumoa nuotiolla kerrotuille tarinoille vaan riistan jäljittämiselle, kirjoittaa Carlo Ravelli.

Seitsemän lyhyttä luentoa fysiikasta. Carlo Rovelli, suomentanut Markku Sarimaa. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa 2016. 95 s.



Onko tuntunut siltä, että suhteellisuusteoria nyrjäyttää aivot ja kvanttimekaniikka menee korkealta yli ymmärryksen?

Nyt kannattaa lähestyä maailmankaikkeuden olemusta uudelleen ja lukea italialaisen fyysikon Carlo Rovellin Seitsemän lyhyttä luentoa fysiikasta.

Kirjasessa on alle sata sivua, mutta ne riittävät tajunnan laajentamiseen.

Tällä kertaa Albert Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria ei tunnu vaikeaselkoiselta. Kirjoittajan mukaan se on henkeäsalpaavan yksinkertainen.

Newton oli olettanut, että avaruus on suunnaton tyhjä tila, jossa kappaleet liikkuvat suoraan, kunnes jokin voima kaartaa niiden rataa. Tuo voima, gravitaatio, välittyi kappaleiden välillä tuntemattomalla tavalla.

Einstein oivalsi, ettei avaruus ole tyhjä eikä jäykkä. Se on kuin jättimäinen joustava vanukas, jota kappaleiden massa taivuttaa.

Maa kiertää Aurinkoa, koska avaruus viettää Aurinkoa kohti. Se pyörii tähden ympäri kuin kuula suppilossa.

Tämän avaruuden kaareutumisen Einstein onnistui kuvaamaan yhdellä puolen rivin mittaisella yhtälöllä. Samalla hän ennusti muun muassa mustat aukot, avaruuden laajenemisen ja tänä vuonna löydetyt gravitaatioaallot.

Entä sitten kvantit. Max Planck onnistui säteilyä laskiessaan vuonna 1900 saamaan havaintoja vastaavat tulokset kuvittelemalla, että energia on jakautunut paketeiksi eli kvanteiksi.

Planckille energian ajatteleminen paketteina oli vain matemaattinen väline. Hän ei itsekään ymmärtänyt, miksi se toimi niin hyvin.

Viisi vuotta myöhemmin Einstein oivalsi, että energiapaketit olivat todellisia. Näin sai alkunsa kvanttiteoria.

Einstein ei kuitenkaan pystynyt myöhemmin hyväksymään sitä, kuinka oudosti kvantit käyttäytyivät. Kvanttimekaniikassa hiukkasen tarkka paikka voidaan tietää vain sen törmätessä toiseen. Muulloin hiukkasen paikalle voi laskea ainoastaan tilastollisen todennäköisyyden.

Todennäköisyyksien valtaannousu oli järkytys, sillä fysiikan kovaa ydintä oli ollut käsitys, että universumia säätelevät rautaiset luonnonlait.

Niin vain on, että sattuma näyttää hallitsevan muitakin perustavanlaatuisia ilmiöitä.

Olemme kauan tienneet, että lämpö siirtyy ajan myötä lämpimistä kappaleista viileämpiin. Ludwig Boltzman keksi, että suuntaa ei määrääkään mikään luonnonlaki.

On vain todennäköisempää, että kuuman aineen nopeasti liikkuva atomi törmää kylmään atomiin ja siirtää siihen hiukan energiastaan. Harvoin käy päin vastoin.

Lämmön siirtymisellä on tekemistä ajan kulumisen kanssa. Tapahtumien järjestyksellä on merkitystä ainoastaan silloin, kun siinä siirtyy lämpöä.

Moderni fysiikka on osoittanut, ettei objektiivista ajan virtaa ole. Käsite ”nyt” on yhtä subjektiivinen kuin ”tässä”.

Koemme siis itsestään selvänä ja vahvasti sellaista, mikä ei oikeastaan ole totta vaan yhteinen illuusio.

Jos totta olisi kaikki, miltä meistä on vahvasti tuntunut, Aurinkokin kiertäisi Maata. Fysiikka avaa meille ikkunoita, joista näkyy odottamattomia asioita.

”Olemme täynnä ennakkoluuloja, ja intuitiivinen maailmankuvamme on vajaa, nurkkakuntainen ja riittämätön”, Rovelli kirjoittaa.

Hänellä on sanottavaa niille, jotka tuntevat epäluottamusta tiedettä kohtaan eivätkä pidä sitä sen pätevämpänä kuin muita maailmanselityksiä.

Rovellin mukaan tiede ei ole jatkoa vuosituhansien aikana nuotion ääressä kerrotuille mielikuvituksellisille tarinoille vaan jollekin muulle.

”Se (tiede) vastaa miesten katsetta, kun he aamun sarastaessa huomasivat antiloopin jättämät jäljet savannin pölyssä. Tarkastelemme todellisuuden yksityiskohtia ja päättelemme niistä asioita­ voidaksemme tavoitella jotain, jota emme voi suoraan havaita mutta jonka jälkiä saatamme seurata. Olemme tietoisia siitä, että voimme olla väärässä, ja siksi valmiita vaihtamaan suuntaa koska tahansa, jos uusia jälkiä ilmaantuu.”

Tällä lähestymistavalla on käytännöllinen arvo: hyvä mahdollisuus löytää antilooppi ja saada syödäkseen.

Rovelli sanoo kirjoittaneensa niille, joiden tiedot modernista fysiikasta ovat vähäiset tai olemattomat. Luentojen selkeä ja eloisan kaunokirjallinen esitystapa tuottanee mielihyvää myös aihepiirin tunteville lukijoille.

Teos on mallisuoritus kaikille, jotka ovat ottaneet tehtäväkseen kertoa luonnontieteen saavutuksista ymmärrettävällä tavalla.

Markku Sarimaa on suomentanut tekstin elegantisti.


    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Tiede
  • Tietokirjat
  • Kirja-arvostelut
  • fysiikka
  • Annikka Mutanen
  • Sanoma Pro

Sisällysluettelo

  1. Pääuutiset
    1. Kännykkä varoittaa tietöistä, ruuhkista ja jopa peltipoliiseista – näistä sovelluksista on apua liikenteessä
    2. Trumpin voitto antoi vauhtia aseyhteistyöhön
    3. 16 ällistyttävän pikkutarkkaa Helsinki-piparia HS:n kilpailun finaalissa – vielä ehdit äänestää suosikkiasi!
  2. Pääkirjoitus
    1. Sdp saa sittenkin puoluejohtajakisan
    2. Aleppo tuhottiin Syyrian hallituksen pelastamiseksi
    3. Ylellä on pitkä urakka
    4. Silakkaa joulupöytään
    5. Lapsen etu tulee muistaa työelämän muutoksessa
    6. Karlsson
    7. Rex Tillersonin valinta voi muuttaa Suomen asemaa
  3. Kotimaa
    1. Kisa suurimman puolueen paikasta kiristynyt – Yle-kohu ei näytä murentaneen keskustan kannatusta
    2. Sdp:n johtoon pyrkivä Timo Harakka: Vastustaja ei ole Antti Rinne vaan Sipilän ja Orpon kuripolitiikka
    3. Timo Harakka pyrkii Suomen seuraavaksi pääministeriksi – vaikka yrittääkin peitellä sitä löysillä puheillaan
    4. Vihreiltäkin oma malli perhevapaista: isä ja äiti saisivat viiden kuukauden kiintiöt
    5. 31-vuotias helsinkiläisnainen kertoo: ”Joka kuukausi rahat ovat loppu” – Lapsiperheiden köyhyys kääntyi taas nousuun
    6. Työryhmä antaisi hätäapua paperittomille – tilapäisestä toimeentulotuesta syntyi vääntö
    7. Kiusaamisesta puhuneet työsuojeluvaltuutetut pelkäävät potkuja Tampereella – ”Sairaanhoitopiirissä ei pidetä julkisuudesta”
    8. Sotilaat hermostuivat sananvapautensa puolesta – uusi ohjesääntö suitsii ”puuttumista puoluepoliittisiin kiistakysymyksiin”
    9. Työntekijä kuoli kaivinkoneen pudottua 25 metriä Kittilän kultakaivoksessa
    10. Omaisuusrikoksia tehneen virolaisryhmittymän tuomioihin vain pieniä muutoksia hovioikeudessa
    11. Kaksi kuoli rekan ja henkilöauton nokkakolarissa Orivedellä
    12. Turistiopas Vekin työnantaja on Safartica
    13. Jarmo Ihme torjui vain yhden laukauksen
  4. Kaupunki
    1. Asuntosijoittaja, unohda kallis Helsinki –asiantuntijat kertovat, mistä sijoitusasunto kannattaa nyt ostaa
    2. Näin Hakaniemi voi muuttua – HS esittelee neljä ehdotusta uudeksi hotelliksi
    3. Tutkijat: ”Kohtuuhintaiset” vuokra-asunnot eivät hillitse vuokrien nousua – päinvastoin
    4. Stockmann lopetti ruotsinkielisen uutiskirjeensä toistaiseksi – osa kanta-asiakkaista leikkasi korttinsa vastalauseeksi
    5. Poliisit jahtasivat huuhkajaa Kehä III:lla Vantaalla – ”Se katsoi meitä todella pahasti”
  5. Ulkomaat
    1. Journalistitkin olivat rähmällään – Neuvostoliitto pyrki levittämään politiikkaansa muun muassa toimittajajärjestön avulla
    2. Syyrian hallitus on keskeyttänyt Itä-Aleppon evakuoimisen – syyttää kapinallisia sopimuksen rikkomisesta
    3. Britannian ja USA:n puolustusministerit moittivat Venäjää raakuuksien tukemisesta ja tyhjistä lupauksista Syyriassa
    4. Tieto tuomiosta ei kulkenut Saksaan – opiskelijatytön murhasta epäilty turvapaikanhakija oli tuomittu Kreikassa tapon yrityksestä
    5. Trump nimitti sisäministerikseen Ryan Zinken, entisen laivaston erikoisjoukkojen komentajan
    6. Britannia hyväksyi kolmen vanhemman lapset – tarkoituksena on ehkäistä tappavan geneettisen sairauden periytyminen
    7. Kiinan tulee valmistautua valloittamaan Taiwan voimakeinoin nopeasti, julistaa valtiollinen media
  6. Talous
    1. Arevaa epäillään peittelystä
    2. Suuryritykset ovat nousseet vastustamaan Trumpin syrjiviä ehdotuksia – suvaitsemattomuus on pahaksi bisnekselle
    3. Hyvän työn ei tarvitse olla liian kivaa tai helppoa, arvioi asiantuntija – näin pääset kiinni työn imuun
    4. Suomalaiset teleoperaattorit voivat hakea poikkeusta verkkovierailun datamääristä
    5. Pentti Hakkarainen siirtymässä Suomen pankista EKP:n pankkivalvojaksi – ”Hieno tunnustus suomen­pankkilaisille”
    6. 21st Century Fox ostaa mediayhtiö Skyn lähes 15 miljardilla dollarilla
    7. Euron arvo suhteessa dollariin romahti halvimmilleen 14 vuoteen
  7. Urheilu
    1. Parahiihtäjillä juhlaviikko maailmancupin laduilla Vuokatissa – ”Palkitsevaa, todella palkitsevaa”
    2. Hiihdon olympiavoittaja paljastuu numerokoodilla Venäjän dopingista kertovassa raportissa: ”Tämä on hänelle todella vaikea ja hullu tilanne”
    3. Kiprusoff torjui kiekkoja ja Harkimo rakensi samaan aikaan jäähalleja – nyt he ovat molemmat jääkiekkoleijonia
    4. Tuoreet kasvot piristivät Leijonia – Aaltosen nimiin kaksi osumaa: ”Aina on kiva tehdä maaleja ja kyllä niistä saa virtaa”
    5. BBC: Williams kieltäytymässä Mercedeksen Bottas-havitteluista
    6. Norjan hiihtotähti vieraili 90-vuotiaan ihmeparantajan luona purkamassa ongelmiaan
    7. Suárez hyväksyi Barcelonan kanssa pitkän jatkosopimuksen – hurja ulosostohinta: ”Tunnen täydellistä onnea”
    8. Real Madrid eteni jalkapallon seurajoukkueiden maailmanmestaruuskilpailujen finaaliin – viimeisin tappio huhtikuussa
    9. HIFK julkisti kaksi jatkosopimusta – ”Europaikka realistinen tavoite”
    10. Suomen jalkapallo­maajoukkueen kannattajat vaativat muutoksia Palloliiton toimintaan
    11. Torstain tulospörssissä muun muassa ampumahiihtoa, jääkiekkoa, rahapelejä ja vinkkejä tv-urheiluun
  8. Lasten uutiset
    1. Näitä leikkejä lapset leikkivät Bagdadissa
    2. Miten valmistautua yläkouluun?
    3. Ruotsin kielen asema puhuttaa jälleen
    4. Syyriaa, Saaraa ja googlausta
    5. Käytätkö Google-hakua?
    6. Paremmat Lasten uutiset?
    7. Miten valmistautua yläkoulua varten?
    8. Piparkakkupallerot
  9. Kulttuuri
    1. Peruukki, pierutyyny ja pilailuhampaat – silti kriitikot rakastavat tätä uutuuselokuvaa maailmalla
    2. Mikä ratkaisee, jos toimittajan ja päätoimittajan etiikka ovat ristiriidassa? Ylen etiikkapäällikkö ja JSN:n puheenjohtaja vastaavat
    3. Iso ja erilainen muuminäyttely avautui Lontoossa – taiteellinen johtaja hehkutti muumien ja Pohjolan otetta tasa-arvoon, planeettaan ja ilonpitoon
    4. Juha Sipilä Ylen toimittajien erosta ja sananvapaus­jupakasta: ”Ei se vaikuta Suomen maineeseen ulkomailla”
    5. Hämeenniemen Shakespeare kesti Sibelius-vertailun
    6. 16-vuotias tähti laulaa kansallislaulun Trumpin virkaanastujaisissa – viihteellistä klassista laulava Jackie Evancho saattaa saada seurakseen Andrea Bocellin
    7. Suomen taideyhdistyksen Dukaattipalkinto ”juoksevan miehen isälle” Nestori Syrjälälle
    8. Nightwishin manageriyhtiö sai valtakunnallisen musiikkivientipalkinnon
    9. IL: Päivi Paunu on kuollut
    10. Aki Kaurismäen tuleva pakolaiselokuva Berliinin elokuvajuhlien kilpasarjaan
  10. Tiede
    1. Menevätkö kvanttifysiikka ja suhteellisuusteoria yli ymmärryksen? Tämä kirja laajentaa tajuntaa
    2. Voiko sukellusveneestä onkia?
    3. Mitä purukumi on ja miksi se venyy?
    4. Miten nukahtaminen tapahtuu?
    5. Miksi ilveksellä on lyhyt häntä ja muilla kissaeläimillä pitkä?
    6. Syöpätaudit lisääntyneet kohonneen eliniän mukana
  11. Mielipide
    1. Parhaat menestyvät myös kilpailutilanteessa
    2. Potilaan tulee saada hoitoa omalla äidinkielellään
    3. Kokonaan uusi historian museo olisi jälleen uusi kuluerä
    4. Sotamuseo toimii yhä
    5. Sibelius-museo Hakasalmen huvilaan
    6. Itsenäisyys alkaa tunnustuksesta
    7. Pietari-säätiön taloudenpito on ollut tarkkaa
    8. Nuori tutustuu peilin kautta itseensä
    9. Yleinen asumistuki ajaa opiskelijat yksiöihin
    10. Kannattaa tutustua elävään suomenruotsalaiseen kulttuuriin – suhtautuminen ruotsin kieleen voi muuttua myönteisemmäksi
    11. Tappaako pakollinen ruotsin kurssi unelmani tutkijan urasta?
  12. Tänään
    1. Kotisaaresta tuli suosittu turistikohde – Suomenlinna valittiin joulukuussa 1991 Unescon maailmanperintöluetteloon
    2. Suuragentti Helsinkiin
    3. Tapahtumia perjantaina 16. joulukuuta
    4. Tuomiokirkossa soi Bach
    5. Joulutunnelmaa Kaapelitehtaalla
  13. Radio ja TV
    1. Hiphop kulkeutui Bronxin kaduilta koko maailman popmusiikiksi
    2. Norjalainen menestyssarja Skam tuli Areenaan
    3. Tohtori Raimo satirisoi päivittäin
    4. Perjantain elokuvia

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää

    Luetuimmat

    1. 1

      Oudoilla havainne­kuvilla yritetään vaikuttaa – Helsinkiläis­mies turhautui ja kokeili, miltä Pasilan tornitalot näyttäisivät todellisuudessa

    2. 2

      Batagaikan jättikraatteri kasvaa nopeasti Siperiassa

    3. 3

      Kauppojen vapaat aukiolot ovat kaataneet yrityksiä ja lisänneet silpputyötä – kohta Helsingissä on Prisma, joka ei sulkeudu ikinä

    4. 4

      Uber, Facebook, Apple, Microsoft – on selkeät syyt, miksi arkemme on täynnä amerikkalaisia eikä suomalaisia keksintöjä

    5. 5

      Kela-korvausten leikkaus ohjaa suomalaisia julkiseen hoitoon – Lääkäri arvioi: Osa jättänyt hoidot kokonaan väliin

    6. 6

      Pyöräteiden rakentamisessa on menty liiallisuuksiin Helsingissä – Miksi pyöräilyväylä tarvitsee moottoritien verran tilaa?

    7. 7

      ”Painu neekeri takaisin sinne mistä tulit” – Michaela Moua kertoo, millaista on syrjintä Helsingin joukkoliikenteessä

    8. 8

      Ex-presidentti George W. Bush näpäytti Trumpia: ”Tarvitsemme riippumatonta mediaa”

    9. 9

      Autovakuutuksen uudistus voi tuoda satojen eurojen säästöt – HS vertaili pakollisen liikenne­vakuutuksen ehtoja ja hintoja

    10. 10

      Onko Trump saanut mitään hyvää aikaan? Pysyykö hän vallassa koko kautensa? HS vastaa lukijoiden kysymyksiin presidentin alkukaudesta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      ”Painu neekeri takaisin sinne mistä tulit” – Michaela Moua kertoo, millaista on syrjintä Helsingin joukkoliikenteessä

    2. 2

      Sadat lääkärit kipusivat tuloeliittiin palkkatyöllä – laskuri näyttää, miten Suomen kovatuloisimmat lääkärit tienaavat

    3. 3

      Batagaikan jättikraatteri kasvaa nopeasti Siperiassa

    4. 4

      Moonlight palkittiin yllättäen parhaana elokuvana, palkinto kuulutettiin ensin La La Landille – HS listasi kaikki vuoden Oscar-voittajat

    5. 5

      Otatko työpaikkasi hauskuuttajan vakavasti? Syytä olisi, opastavat tutkijat

    6. 6

      Raju pettymys ei voinut tulla Aino-Kaisa Saariselle yllätyksenä – ja lisää saattaa olla tulossa

    7. 7

      Onko islam sodan vai rauhan uskonto? Kysymys on väärä, sillä uskonnot ja aatteet elävät aina tulkinnasta

    8. 8

      Tuomarineuvoston mielestä Norjan Emil Iversen ei aiheuttanut kaatumista: ”Hidastuksesta näki hyvin, mitä siinä tapahtui”

    9. 9

      Facebook ei paljasta, miten uusia kavereita ehdotetaan – seksuaalirikoksen uhrin näkymään ilmestyi ahdistelijan profiili

    10. 10

      Uusi tiedonmuru Herttoniemestä kadonneen Harry Karjalaisen etsinnöissä – nähty Sipoonkorven liepeillä

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Vaatteet paljastavat usein ihmisen luokka-aseman, vaikka sitä yrittäisi salata, kertoo tutkija – Tältä köyhyys näyttää ja tuntuu Suomessa

    2. 2

      Suomalaiset nimet aiheuttavat hauskoja ja kiusallisia tilanteita ulkomailla – ”Vieraat ihmiset saattavat hätkähtää, kun he huomaavat, etten ole arabi”

    3. 3

      Otatko työpaikkasi hauskuuttajan vakavasti? Syytä olisi, opastavat tutkijat

    4. 4

      Rivitaloremontti meni järkyttävällä tavalla pieleen Järvenpäässä – löperösti toiminut valvoja joutuu maksamaan peräti miljoonan euron korvaukset

    5. 5

      Pelastuslaitos kiittelee autoilijoita, jotka muodostivat Turun moottoritielle pelastuskujan – ”Erinomainen ilmiö”

    6. 6

      Pahoinpitelyt ja nöyryyttäminen mursivat 15-vuotiaan sipoolaispojan – Äiti kertoo, että nyt riittää: ”En anna tämän enää olla”

    7. 7

      Saara Aallon rohkea ilmapallotemppu huipensi X Factor -konsertin Lontoossa

    8. 8

      Tiina Lietzén kyllästyi työhönsä ja laski, ettei tarvitse kuukausipalkkaa – hän muutti alkeelliseen mökkiin ja hakkaa metsää

    9. 9

      Lääketeollisuus salaa suurimman osan lääkäreille maksetusta rahasta – katso, kuuluuko oma lääkärisi eniten rahoitusta saaneiden joukkoon

    10. 10

      Tätä on seksi nyt: Tinder-sukupolvi ei eläkään yltä­kylläisyydessä, parisuhteissa etenkin miehet kärsivät puutteesta – mistä se johtuu?

    11. Näytä lisää