Totuus fysiikasta - ei se ihan niin mene!

Taas tulee kovaa tiedettä. Kovaakin kovempaa eli fysiikkaa. Pahoittelen, heikkohermoiset hypätköön yli.

Sattuma toi käteeni Ramo Lehden kirjan ”Tieteen rannalla” (Ursa 2005). Matemaatikko Raimo Lehti (1931-2008) oli minulle tuttu Teknillisestä korkeakoulusta vuodelta 1970. Hän luennoi minulle integraalimuunnosten kurssia. Olin huono oppilas, mutta läpäisin kurssin joten kuten. Lehti ei ollut erityisen karismaattinen opettaja, muistan hänen olleen kuiva, mutta tavattoman tarkka yksityiskohdissa. Hän käytti myös säästeliäästi viistoa huumoria. Samaan aikaan riehui kuumana yliopistojen hallinnonuudistuskiista, jossa Lehti toimi oman ilmoituksensa mukaan ”tykkimiehenä”. Se oli masentava ja hyödytön episodi, joka viilensi opiskelijoiden ja professoreiden välejä.

Seuraavan kerran törmäsin Lehden kirjoituksiin vasta 2000- luvulla. Havaitsin, kuinka hän kirjoitti tavattoman kiehtovasti ja oivaltavasti tieteenhistoriasta, erityisesti Galileosta, Kopernikuksesta ja Kepleristä. Siteerasinkin hänen tekstejään mm omilla luennoillani.

Lehdestä oli siis tullut tieteen historian ja tieteenfilosofian tutkija ja asiantuntija, ja hän oli vähintäänkin hyvin perillä tähtitieteestä. Olin hyvin vaikutettu ”Tieteen reunalla”- kirjasta. Sain siitä uusia oivalluksia. Kirjassa on lähinnä muokattuja kirja-arvosteluja ja kommenttipuheenvuoroja - mutta ne ovatkin jotain ihan erityistä! Tieteen popularisoijana hän ei välttämättä ole esimerkiksi Kari Enqvistin veroinen, koska tarkkuus ja huolellisuus tuntuvat herkästi kuivakoilta. Minä tunnistin kirjasta heti hänen kuivan tyylinsä, viiston huumorin ja tarkkuuden yksityiskohdissa.

On kiintoisaa, että, Lehti ruotii ankarasti Enqvistin kirjaa ”Olemisen portilla” - vaikka hän on useimmista asioista samaa mieltä. Hän oli löytänyt epätarkkuuksia ja laiskaa ajattelua, jokaisen tietokirjailijan syntejä. Lehti yhtyi myös Enqvistin kritiikkiin kvanttifysiikan oudoimpia tulkintoja kohtaan, itse asiassa terävöittäen kritiikkiä. Schrödingerin kissa on siis elävä TAI kuollut, ei mitään muuta (kysyin asiaa kerran lapsiltani, ja hekin olivat tätä mieltä - ja lapset ovat viisaita.) Kaikkiaan Lehti antoi Enqvistin kirjalle reilun tunnustuksen, onhan sen aihe todella kunnianhimoinen. 

Lehti ottaa myös voimakkaasti kantaa ns. postmodernia tieteenkäsitystä vastaan, osoittaen - mielestäni varsin armottomasti - sen pinnallisuuden ja väärintulkinnat. Myös reduktionismin, emergenssin ja determinismin käsitteitä Lehti ruotii ilahduttavalla innolla ja älyllä.

Lehti kurmottaa myös liian yksioikoista luonnontieteellisen metodin esittelyä. Usein esitetään, että luonnontieteellisen mallin ihannetyyppi on differentiaaliyhtälö, ja sen ratkaisut esittävät kuvattavaa ilmiötä. Lehti jos kuka tunsi differentiaaliyhtälöt. Hän toteaa purevasti, että differentiaaliyhtälöllä ei useinkaan ole ratkaisua, tai sitten ratkaisu on kelvoton kuvaamaan mitään ilmiötä. Usein mainittu esimerkki on niin sanottu kolmen kappaleen ongelma: kolme kappaletta kiertää toisiaan avaruudessa, jolloin niiden radat määrää liikevektorien alkuarvot ja kappaleiden keskeinen vetovoima. Niiden liikeyhtälöt on helppo kirjoittaa, mutta yhtälöiden ratkaisua on pidetty mahdottomana. Jo Newton sai päänsärkyä tästä ongelmasta. Ranskan tiedeakatemia lupasi jopa palkkion ongelman ratkaisemisesta.

Olen tavannut väitteen ongelman ratkaisemattomuudesta useammassakin tiedettä popularisoivassa kirjassa. Lieneekö kyseessä tieteellinen sovinismi, sillä vuonna 1912 suomalainen matemaatikko Karl Frithiof Sundman julkaisi ratkaisunsa matemaattisessa aikakausilehdessä, ja kuittasi Ranskan akatemian palkkion jopa kaksinkertaisena. Myös toinen suomalainen, Pauli Kustaanheimo on esittänyt oman ratkaisunsa. Raimo Lehti on eritellyt näitä ratkaisuja erillisissä kirjoituksissaan.

Varsinainen oivallus syntyi artikkelista, joka käsitteli Juri Baryshevin ja Pekka Teerikorven englanninkielistä kirjaa kosmoksen fraktaalirakenteista. Ja se oivallus on seuraava. Sekä populaareissa että tutkijoille suunnatuissa tieteenfilosofian esityksissä väitetään varsin yleisesti, että suhteellisuusteoria korvasi Newtonin fysiikan, ja että kvanttimekaniikka on pidemmälle kehitettyä ja oikeampaa kuin Einsteinin relativistinen fysiikka. Asia ei ole lainkaan näin. Kvanttimekaniikan tulkitsemisessa on runsaasti ongelmakohtia. Ehkä vielä kiehtovampaa on, että Newtonin fysiikka tarjoaa kosmologialle sellaisen hedelmällisen viitekehyksen mihin Einsteinin geometrinen painovoimateoria ei yllä. Yhteenvetona, näillä kolmella teorialla on sovelluskohteen mukaan vaihteleva tarkkuus ja kattavuus ilmiöiden mallituksessa. Ja mikä yhtä olennaista, kullakin näistä teorioista on kyky stimuloida ihmisen ajattelua ja ei-matemaattista keskustelua fysiikasta yhä tänäkin päivänä.

Niin että unohtakaa väite Newtonin fysiikan vanhentuneisuudesta. Ja muistakaa että suhteellisuusteoria ei ole kaikkivoipa. Ja kvanttimekaniikka - siitä ehkä kannattaisi puhua äärimmäisen varovasti.