Lueskelen juuri junassa varsin mainiota kirjaa. Se
on Geoffrey Westin Skaala. Elämän ja kuoleman universaalit
lait eliöissä, suurkaupungeissa ja yhtiöissä (Terra Cognita
2017). West on veteraanifyysikko, joka alkoi kiinnostua myös
biologiasta. Häntä kiinnosti, onko biologiassa löydettävissä
lakeja, jotka toisivat sen vastaavalle tasolle kuin fysiikan. Siis
”oikeaksi” eli kvantitatiiviseksi tieteeksi, missä asioita
voidaan kuvata matemaattisilla laeilla ja missä voidaan laatia
matemaattisiin yhtälöihin perustuvia malleja. West oli muutaman
kollegansa kanssa etsinyt eksaktia biologiaa jo useamman
vuosikymmenen, ja alkoihan sitä löytyä, tosin odottamattomasta
suunnasta. Todellisen tiedemiehen tavoin West myös tunnustaa
olleensa väärässä biologian suhteen. Aloittaessaan työnsä hän
toimi siis virheellisten oletusten pohjalta. Mutta niin kuin elämässä
käy, rehellisellä työllä ja asenteella asiat alkavat selvitä.
Skaala kertoo lukijoille tästä älyllisestä
tutkimusretkestä selkeäsanaisesti ja kiehtovasti.
Aloittaessaan työnsä West ajatteli raivaavansa
neitseellistä aluetta. Vähitellen paljastui, että alue ei suinkaan
ole täysin tutkimaton. Pikemminkin kävi niin, että hän törmäsi
joukkoon tutkijoita ja julkaisuja, jotka käsittelivät asiaa ja
esittivät radikaaleja ja loistavia tuloksia. Nuo työt olivat vain
olleet tieteen marginaalissa. Hieman outoja ja syrjässä, ja siksi
vähällä huomiolla. Kukaan ei vain ollut koonnut niistä synteesiä.
West tarjoaa tällaisen synteesin, mutta edelleen se kärsii
luokitteluongelmasta. Kyseessä on systeemitiede, jonka teemoja ovat
kompleksisuus eli monimutkaisuus ja epälineaariset riippuvuudet,
kaaosteoria. Ja ehkä vielä jotain muuta.
Alan klassikoista West löytää ilman muuta
D'Arcy Wentworth Thompsonin (1860–1948) ylistetyn teoksen On
Growth and Form. Samoin hän
käsittelee fraktaalitutkija Benoît Mandelbrotin (1924-2010) työtä.
Hieman outoja aukkoja kirjasta kuitenkin löytyy. Ilman mainintaa jäi
Ludwig von Bertalanffyn (1901 –1972) General systems
theory. Mielestäni aiheeseen
liittyy olennaisesti myös Alfred J. Lotkan (1880 – 1949)
ainutlaatuinen tutkielma Elements of Physical Biology
(1925). Samoin kaipasin Alan Turingin (1912 – 1954) uraauurtavaa
artikkelia The Chemical Basis of Morphogenesis
(1952). Mutta mitäpä näistä puutteista. Eihän West ollut
tekemässä kattavaa katsausta, vaan dokumentoimassa omaa
löytöretkeään. Mainitsin nämä puuttuvat tiedonlähteet lähinnä
vinkeiksi lukijoille.
Westin kirjan aineisto oli minulle suurelta osin
tuttua, mutta luin kirjaa silti mielelläni sen kokoavan otteen
takia. Lisäksi kirjassa on suuri määrä minulle uutta
tilastollista dataa ja graafeja, esimerkkejä niin biologiasta kuin
laajemmin systeemien ominaisuuksista. Siltä osin se on
ainutlaatuinen. Lukiessa minulle tuli myös tunne, että olen lukenut
hieman samantapaista kirjaa aikaisemminkin. Vähitellen se tuli
mieleeni. 1970- luvulla olin lukenut David Harveyn kuuluisan kirjan
Explanation in Geography
(1969). Sen missio oli hieman
samanlainen: käsitellä aluemaantiedettä eksaktin matematiikan ja
tilastotieteen keinoin. West
ei mainitse Harveyn kirjaa, mutta esittää samantapaisia tuloksia,
muun muassa kaupunkien välisestä muuttoliikkeestä, jota voidaan
mallittaa Newtonin gravitaatiolakia muistuttavalla yhtälöllä.
Skaala
tarjoaa hätkähdyttävää tietoa sekä biologiasta että yhteisöjen
dynamiikasta. Biologinen data osoittaa, kuinka eliöt
erilaisuudestaan huolimatta ovat monessa suhteessa samanlaisia: ne
ovat ikään kuin saman perusmallin variaatioita, ja evoluutiossa
kehittyneet samojen fysiikan lakien ja samankaltaisten
ympäristöpaineiden vaikutuksen alla. Oudoimpia asioita on, että
selkärankaisen sydän lyö eläimen koosta riippumatta elämän
aikana 1,5 miljardia kertaa. Kun pienen eläimen sydän tykyttää
nopeasti, sen elämä on vastaavasti lyhyempi. Skaala
käsittelee myös monipuolisesti yhteisöjen ominaisuuksia:
kaupunkeja, yrityksiä ja talouselämää. Tiedot ovat taas
hämmästyttäviä, ja viittaavat myös ihmisorganisaatioiden
biologiseen ja fysikaaliseen perustaan.
Tekniikassa
mittakaava on suunnattoman tärkeä. Pienoismalleja on käytetty
muinaisista ajoista, ja käytetään edelleen. Mutta niiden
skaalautuminen pitää ymmärtää. Galileo Galilei oivalsi
skaalautumisen matematiikan ensimmäisenä, ja kehitti uuden tieteen:
lujuusopin.
Olen itsekin
kirjoittanut samoista aiheista kuin West. Vanha kirjoitukseni Galileo
ja nanotekniikka käsittelee
mittakaavojen vaikutusta tekniikassa. West ei kirjoita
nanotekniikasta. En pidä sitä virheenä, koska hänen
lähestymistapansa on runsaudensarvi, joka tuottaa suunnattomasti
esimerkkejä. Yhteen kirjaan ei voi kaikkea ahtaa. Totean kuitenkin,
että nanotekniikka on alue, jossa nimenomaan mittakaava tuottaa
ainutlaatuisia ja teknisesti hyödynnettäviä ilmiöitä.
Galileon lisäksi
toinen Westin käsittelemä sankari on brittiläinen viktoriaanisen
ajan insinööri Isambard Kingdom Brunel (1806 – 1859). Tämä
meille vieras henkilö ei ole tuntematon Britanniassa: siellä hänet
äänestettiin vuonna 2002 Churchillin jälkeen kaikkien aikojen
toiseksi suurimmaksi britiksi. Brunel suunnitteli menestyksellisesti
lähes kaikkea mahdollista: siltoja, rautateitä, kanavia, tunneleita
ja höyrylaivoja. Monet hänen luomuksensa ovat edelleen käytössä.
1840- luvulla Brunel alkoi suunnitella maailman suurinta laivaa,
jonka nimeksi tuli Great Eastern. Hän
tavoitteli mittakaava-etua: laivan piti pystyä kulkemaan samalla
hiililastilla Lontoosta Sidneyhyn ja takaisin, Suetzin kanavaa ei
tuohon aikaan vielä ollut.
Brunelin laskelmien mukaan laivan piti
siihen pystyäkseen olla
todella suuri: 225 metrin
pituinen. Laivan rakennusprojektista tuli jopa nerokkaalle Brunelille
suunnattoman vaivalloinen, ja itse laivakaan ei toiminut odotetulla
tavalla. Hanke nujersi tarmokkaan Brunelin. Kasvattaessaan reippaasti
laivan mittakaavaa Brunel otti liian suuren harppauksen. Hän ei
osannut ennakoida muutoksesta koituvia toissijaisia vaikutuksia. Olen
käsitellyt Brunelin epäonnista projektia kirjassani
Projektitoiminnan musta kirja.
Nuorena miehenä
Brunel suunnitteli myös Thames- joen alittavan jalankulkutunnelin
Itä-Lontooseen. Siitä tuli valtavan suosittu. Lähes kaksi
miljoonaa ihmistä maksoi vuosittain pennyn päästäkseen alittamaan
joen. Valitettavasti siinä kävi niin kuin kävi. Tunnelista
muodostui kodittomien, ryöstäjien ja prostituoitujen
oleskelupaikka. Siitä tuli vaarallinen. Tunneli jouduttiin
sulkemaan, ja se muutettiin metrotunneliksi. Sellaisena se toimii
edelleen.
Vuonna 1967
Helsinkiin valmistui
rautatieaseman ja makkaratalon
yhdistävä maanalainen asematunneli. Suunnittelijoiden idea oli
kieltää kokonaan kadun ylitys maan päällä, ja pakottaa kaikki
jalankulkijat tunneliin. Kävi aivan samoin kuin Brunelin tunnelille:
siitä tuli pelottava ja vaarallinen paikka. Jouduttiin lisäämään
vartiointia ja rakentamaan maanpäälliset suojatiet. Olisi ollut
hyvä, jos suunnittelijat olisivat tunteneet myös urbaanien
rakenteiden historiaa.
 | |
| Brunelin suuren mittakaavan unelma: The Great Eastern. |
