maanantai 8. maaliskuuta 2021

​Kätkettyjä salaisuuksia

Teknologia on julkisen keskustelun mielisanoja, mutta sitä käytetään huolettomasti, ilmaisemaan jotain erityistä, jonka avulla voi ehkä menestyä tai tienata. Onhan se sitäkin. Mutta se on paljon enemmän ja paljon laajempaa. Jotain, joka on inhimillisen kulttuurin ytimessä. Jotain joka pitää sisällään lukemattomien ihmissukupolvien tietoja ja taitoja. Se on jotain, jota hyödynnämme joka päivä asiaa lainkaan pohtimatta.

Soittimet kuvastavat hyvin tekniikan olemusta. Ajatellaan vakka nykyaikaista huilua. Se on suunniteltu auttamaan muusikkoa soittamaan mahdollisimman vaivattomasti lähes kaikkea sitä musiikkia, jota länsimaisella nuottikirjoituksella on tapana viivastoille kirjoittaa. Ja kuitenkin soitin toimii yhtä vaivattomasti vaikkapa improvisoitaessa jazzia, tai kun soittaja muuten vain tulkitse musiikilla sydämensä tuntoja. Soittaja on tottunut soittimeensa, eikä lainkaan ajattele, että soiton vaivattomuus tuotetaan yllättävän mutkikkaasti toimivalla läppien ja vipujen koneistolla. Huilisti käyttää soittaessaan yhdeksää sormea, vain oikean käden peukalo laiskottelee, mutta sekin kannattelee huilua. Huilun rungossa on 16 tai 17 ääniaukkoa, joiden päällä on liikkuvat läpät. Jo tästä voi päätellä, että tarvitaan mekanismi tilanteen hallitsemiseksi. Kun huilisti painaa sormellaan läppää tai näppäintä, 1, 2 tai 3 ääniaukkoa sulkeutuu, tai joskus avautuu. Vipujen, jousien ja akselien mekanismi hoitaa asian. Huilisti ei sitä ajattele, hän ajattelee vain säveltä ja melodiaa. Toki soittamisessa tarvitaan eri äänille erilaisia sormien painalluksen ja joskus vapauttamisen yhdistelmiä, mutta onneksi mukautuvat ihmisaivot oppivat tuottamaan nämä liikkeet automaattisesti. Lisäksi ääntä kontrolloidaan puhallustekniikalla. Se on aika totaalista kehollisuutta.

Huilun mekanismin toiminta voitaisiin kuvata matemaattisesti Boolen logiikan lausekkeilla, tosin en ole tällaista esitystä nähnyt. Koneiston suunnittelija on aikanaan toiminut omalla logiikallaan ja käytännön järjellä, ja tulos materialisoituu nykyaikaisessa soittimessa. Se pitää toimintansa mutkikkaan periaatteen piilossa, tosin huilun ulkonäkö antaa siitä jonkinlaisen vihjeen.

Konserttipianisti ei myöskään yleensä ajattele, millainen mutkikas mekanismi äänen tuottamiseen vaaditaan. Toisin kuin huilussa, jokaisen pianon koskettimen takana on samanlainen mekanismi, eivätkä koskettimet vaikuta toisiinsa. Muta koneisto suorittaa vaativan liikesarjan: kosketinta painettaessa koneisto kiihdyttää vasaran suureen nopeuteen samalla kun se vapauttaa kielen sammuttimen. Iskeydyttyään kieliin vasara vetäytyy lepoasentoon ja kielet soivat vapaasti, kunnes sormi nostetaan koskettimelta, jolloin vasara palautuu valmiusasentoon ja sammutin sammuttaa kielet. Pianon koneisto on satojen vuosien, lukuisten sukupolvien ja monien kehitysvaiheiden tulos. Koskettimen takana oleva mekanismi toistaa käyttöikänsä aikana liikkeensä jopa miljoonia kertoja, aina samanlaisena ja tasaisena. Ja kuitenkin koneisto rakentuu yhä edelleen puusta, nahasta ja huovasta sekä muutamasta metallisesta tangosta ja akselista. Entisaikojen mestarit loivat pitkäikäisen ja toimivan ratkaisun.

Tutustuin huilun mekaniikkaan konkreettisesti, kun päätin vaihtaa huiluuni uudet tyynyt, eli läppien alle asennettavat pehmustetut ja tiiviit levyt, jotka sulkevat ääniaukot läpän liikkuessa. Tein sen itse uteliaisuuttani, en rahaa säästääkseni. Tosin olen myös aiemmin tyynyttänyt sekä huilun että saksofonin. Operaatio on lievästi sanoen haastava, olin jo kokonaan ehtinyt unohtaa, kuinka vaikeaa se on. Joten suosittelen lämpimästi jättämään työn ammattilaiselle. Pelkästään koneiston purkaminen osiin on jo oma juttunsa. Sitten huilu tietenkin puhdistetaan. Tyyny on sitten helppo irrottaa läpästä ja ruuvata uusi tyyny tilalle. Sitten läppä keinotellaan paikalleen, katsotaan, onko se tiivis (työntämällä pieni lamppu huilun sisään). Jos ei ole, irrotetaan läppä ja tyyny ja sovitetaan tyynyn alle paperisia levyjä ja puolikuita ja kokeillaan uudelleen. Tätä toistetaan kunnes tyyny näyttää tiiviiltä. Jos useamman läpän täytyy sulkeutua yhtä aikaa, niiden toiminta säädetään säätöruuveilla tai paperisuikaleilla tai korkkiliuskoilla. Huilussa voi myös olla vikoja kolhujen ja huonon kohtelun seurauksena, ja ne täytyy koettaa korjata parhaan ymmärryksen mukaan ja tietenkin hyvin varovasti. Lopulta akselit öljytään ja huilu kootaan. Ja sitten tärkeä testi, soiko huilu nyt vaivattomasti? Jos ei, pitää miettiä mitä jäi huomaamatta.

Selostin tämän asian näin tarkasti, ettei kukaan vain ryhtyisi siihen kevytmielisesti. No, onneksi on soitinkorjaamoita.

Huilun tutkiminen valaisi hyvin sen mekanismin kiemuroita ja herätti minussa syvää kunnioitusta sen suunnittelijaa kohtaan. Vuosikymmeniä sitten ostin ensimmäisen huiluni, halvan käytetyn, ja laitoin sen soittokuntoon. Silloin olin sekä nuuka että utelias. Samalla ostin Theobald Böhmin kirjoittaman kirjan Flute and flute playing. Böhm (1794–1881) on mies nykyaikaisen huilun mekanismin takana. Sanoisin jopa että nero, vaikka en pidä sanasta. Joten sanon vain, että hän oli utelias, taitava ja innostunut, kaikki hyvä ihmiskunnalle on tullut tällaisten ihmisten kautta.

Eteläsaksalaisen Böhmin isä oli kultaseppä, ja hän opetti ammatin salat pojalleen. Böhm kiinnostui jo nuorena huiluista, ja valmisti itse ensimmäisen soittimensa. Hänestä kehittyi nopeasti taitava huilisti, hän soitti jo 17-vuotiaana sinfoniaorkesterissa ja joitain vuosia myöhemmin hän oli huilun äänenjohtaja. Lisäksi hän sävelsi huilumusiikkia. Tietenkin hän havaitsi perinteisessä huilussa monia ongelmia. Ennen kaikkea sitä saattoi soittaa helposti vain muutamassa sävellajissa. Orkesterimusiikkia tuotetaan kuitenkin kaikissa sävellajeissa ja kromaattiset sävelet ovat yleisiä.

Hienomekaanikon koulutus rohkaisi hänet ilmeisesti suunnittelemaan huilun metallista, ja kuuluisihan metallisen huilun voimakas ääni paremmin orkesterissa. Ääneltään parhaiksi materiaaleiksi osoittautuivat hopeaseokset. Böhm luopui myös puuhuilujen kartiomaisesta porauksesta, jolloin alarekisteriin saatiin lisää voimakkuutta. Sopivaksi putken sisäläpimitaksi osoittautui 17 mm. Ääniaukkojen tuli olla isoja, jotta sävelet soisivat täsmällisesti, ja se edellytti läppiä. Soittimesta piti myös tulla täysin kromaattinen, siksi tarvittiin enemmän ääniaukkoja ja jonkinlainen koneisto läppien hallitsemiseksi. Böhm opiskeli fysiikkaa yliopistossa ymmärtääkseen paremmin huilun teoriaa. Fysiikka ei kuitenkaan riitä selittämään kaikkia huilussa tapahtuvia ilmiöitä. Siksi Böhm rakensi koesoittimia, joissa oli siirreltävät ääniaukot.

Lopputulos oli loistava. Böhmin uusi soitin oli helppo soittaa, ja se taipui notkeasti modernien säveltäjien vaatimuksiin. Sen mekanismi on jokseenkin muuttamattomana edelleen käytössä. Huilun esimerkki innosti muitakin soittimenrakentajia. Läppämekanismeja kehiteltiin klarinetteihin, oboeihin ja fagotteihin. Böhmin koneisto omaksuttiin suoraan uuteen soittimeen, saksofoniin. Siksi monet saksofonistit soittavat myös huilua, ja päinvastoin.

Nykyaikainen ja erityisesti akateemisen maailman hellimä idea on, että tulee keskittyä mahdollisimman suppealle alalle, jotta saisi aikaan korkeatasoisia tuloksia. Theobald Böhmin esimerkki väittää jotain suorastaan päinvastaista. Hänen laaja-alaiset kykynsä muusikkona, säveltäjänä ja hienomekaanikkona toimivat ainutlaatuisesti ja korvaamattomasti yhdessä. Eikä hän ole ainoa esimerkki. Laaja-alaisuus ja monipuolinen elämänkokemus näyttävät liittyvän monien huippusuorittajien elämänuraan.

Hienomekaniikalla näyttää olevan aivan erityinen rooli teknologiassa. Sen avulla koneet, työvälineet ja laitteet nousevat aivan uudelle laadulliselle tasolle. Historioitsijoille hienomekaniikka näyttää olevan tuntematon maa, se on teknologian tehokkuuden taustalla vaikuttava salainen aarre. Hienomekaniikkaa harrastettiin jo antiikissa, mutta uudella ajalla sen vaikutus alkoi muuttaa yhteiskuntia. Ehkä tunnetuin esimerkki on kello. Pienikokoisen kellot tulivat yleiseen käyttöön myöhään, vasta 1800- luvulla. Erittäin tärkeä keksintö oli 1700-luvun puolivälissä kehitetty laivakronometri, joka mahdollisti navigoinnissa pituusasteen määrittämisen.

Emme ehkä tule ajatelleeksi, että hienomekaniikka liittyy myös kirjapainotaidon syntyyn. Johannes Gutenberg oli kultaseppä, joten hänellä oli hallussaan taito valmistaa tehokkaasti ja riittävällä tarkkuudella pieniä metallisia irtokirjasimia. Kirjapainon toinen haaste ei liity itse kirjasimiin, van siihen että kirjoittamisessa niin välttämätön ja vakiintunut vesipohjainen muste ei tartu metallikirjasimiin. Ratkaisu edellytti laaja-alaisuutta: taiteilijoiden suosimat öljyvärit osoittautuivat toimiviksi myös vasta keksityssä kirjapainossa.

Optiikka on toisenlainen esimerkki hienomekaniikasta, sekin merkitsee suurta tarkkuutta. Se tuotti 1600-luvulla teleskoopit, mikroskoopit ja erilaiset mittalaitteet. Sekstantissa yhdistyvät optiikka ja tarkka mekanismi. Siitä tuli välttämätön merenkulun työväline. Myös informaatiotekniikan taustalla vaikuttaa hienomekaniikka. Suuri matemaatikko Gottfried Leibniz suunnitteli 1600-luvulla erään ensimmäisistä laskukoneista, jotka pystyvät kerto- ja jakolaskuun. Leibniz oli myös hyvä esimerkki laaja-alaisesta yleisnerosta. Numeeriset ja analogiset laskulaitteet kehittyivät rinnan tärkeiden matematiikan sovellusten kanssa. Hienomekaaninen perinne jatkui myös elektroniikassa: elektronisten sähköpiirien miniatyrisointi johti tietotekniseen vallankumoukseen. Fysiikassa optisten ja hienomekaanisten tutkimuslaitteiden osuus on ollut aivan ratkaisevassa roolissa modernin fysiikan synnyssä. On hauska ja osuva sattuma, että sekä fysiikan tutkimuslaitteita että soittimia sanotaan instrumenteiksi.

Oikeastaan hienomekaniikka synnytti modernin maailman, kun se oli laaja-alaisten ja ennakkoluulottomien ihmisen käytössä. Emme edes huomaa, millaisella mutkikkaalla perustuksella vauras olemassaolomme seisoo. Ei tästä tarvitse kiitollisuutta tuntea, mutta jonkinlainen kunnioitus olisi paikallaan. Ajatus ei ole minun, sen on esittänyt espanjalainen filosofi José Ortega y Gasset (1883–1955).