Filosofia kehittyi, varmaankin puhetaidon kehittämisen pohjalta, itsenäiseksi hengenviljelyn alaksi ainakin Kreikassa, ehkä noin 600 eaa. Käytän sanaa ”hengenviljely” enkä ”tiede”. Siihen on syynsä. Filosofian status tieteenä on epäselvä. Sanan ”tiede” merkitys on suomen kielessä laajempi kuin englannin kielessä, jossa se tarkoittaa luonnontieteitä. Itse pidän omaksumastamme laajemmasta merkityksestä. Tieteellä ymmärrän maailman ja tosiasioiden tutkimista, ja mahdollisimman luotettavalla tavalla. Filosofiaa pidän kielen ja ajattelun tutkimisena, ja sinänsä arvokkaana.
Monet filosofit näkevät tehtävänsä laajemmin, luonnon ja maailmankaikkeuden tutkimisena. Se on filosofian vanha mandaatti, ja nykyisin luonnontiede on ottanut tämän tehtävän vastaan hyvällä menestyksellä. Monet filosofit eivät toisin halua luopua vanhasta läänityksestään, ja se herättää jonkin verran hämmennystä.
Filosofiasta tuli länsimaisen kulttuurin tärkeää perinnettä hieman oudolla tavalla. Roomalaiskaudella filosofinen perinne laimeni, ja lopulta katkesi valtakunnan hajotessa. Se oli kuitenkin löytänyt turvapaikan. Antiikin filosofien kirjoituksia oli jo koottu muun muassa Aleksandrian kirjastoon, jonka kokoelmat tosin tuhoutuivat ja hajaantuivat jo ennen Islamin syntymistä. Sitten islamilainen teologia kiinnostui kreikkalaisesta filosofiasta, ja 700-luvulta 900-luvulle jatkuneen käännöstyön aikana valtaosa antiikin Kreikan säilyneistä filosofisista kirjoituksista käännettiin arabiaksi. Arabimaissa vaikutti myös merkittäviä tiedemiehiä, kuten Avicienna, Averroes, al-Kindi, Alhazen, al-Jazari ja al-Khwarizmi (hänen nimestään tulee sana algoritmi).
Islamin vetäytyessä Euroopasta oppineet löysivät uudelleen antikin kulttuurin. Syntyi antiikin harrastus. Oppineiden toiminta siirtyi luostareista yliopistoihin, joita alettiin perustaa 1000-luvulta alkaen. Vanhoja antiikin oppineiden tekstejä alettiin kääntää kreikasta tai arabiasta latinaksi. Erityisesti kirkon kanonisoiman Aristoteleen teksteistä tuli länsimaisen tieteen kulmakivi.
Antiikin filosofiassa vaikutti monia hieman erikoisia käsityksiä, joista keskiajalla kehittyi lähes uskonkappaleita. Luonnontieteen alkuaikoina tutkijat alkoivat tehdä itse havaintoja. Ne tulivat yhä tarkemmiksi, eivätkä ne vastanneet filosofien väitteitä. Tuli välttämättömäksi taistella filosofien pyhitettyjä uskonkappaleita vastaan. Kuten Galileon ja Brunon tapaukset osoittavat, tuo taistelu ei suinkaan ollut vaaratonta. Luettelen lyhyesti muutamia filosofisia päähänpinttymiä. ”Painavat esineet putoavat nopeammin kuin kevyet”. ”Maapallo ei voi liikkua”. ”Kuun takaisessa maailmassa eivät vallitse samat luonnonlait kuin maan pinnalla”. ”Heitetty esine liikkuu, koska heittäjän kädestä siirtyy siihen impetus- nimistä ainetta”.
Eräs erityinen ja haitallinen filosofinen periaate kuuluu: tyhjää ei voi olla olemassa, vaan aina täytyy olla jotakin. Tämä koskee sekä ainetta, että abstrakteja asioita. On suorastaan mahdotonta edes ajatella sellaista, jota ei ole. Tällä periaatteella on ollut outoja vaikutuksia. Aloitetaan matematiikasta.
Matematiikka lienee syntynyt laskemisesta. Siihen on ikivanha tarve. Esimerkiksi metsästäjät tai kalastajat ovat halunneen jakaa saaliinsa reilusti, ja parhaiten se onnistuu laskemalla. Laskeminen on varmaan syntynyt sillä samalla periaatteella, jolla pienet lapset opettelevat laskemaan. Jokaiselle määrälle eli luvulle pitää keksiä oma sana. Pitää siis opetella ulkoa nämä sanat, ja pitää myös muistaa, mikä sana edeltää ja mikä seuraa kutakin sanaa. Onneksi meidän ei tarvitse opetella ulkoa tuhansittain lukujen nimiä, sillä seuraava oivallus on ryhmitellä numerot. Sen jälkeen voidaan laskea myös tällaisia ryhmiä. Ja helpointa on laskea määriä erikseen kullekin sormelle. Voin kertoa, että tässä ollaan aivan matematiikan syvillä lähteillä eli lukuteoriassa.
Tämä tuntuu selvältä, mutta miksi ihmeessä numero nolla, eli ”ei mitään” on ollut niin vaikea keksiä. Syynä saattaa olla, että arvovaltainen antiikin filosofia kieltää nollan. Vaikka onhan selvää, että jos kalastaja palaa ilman saalista, sillekin asialle pitäisi olla nimi. Nollan ajatteleminen on kuitenkin ollut kiellettyä. Varmaankin kansanmiehet ja -naiset ovat käytännössä rikkoneet tätä sääntöä.
Tämä on kummallinen asiantila. Nollan puuttumisen takia ei voinut olla myöskään negatiivisia numeroita. Sellasten asioiden ajattelu on ollut kiellettyä, ja siis myös käytännössä mahdotonta. Voidaan hyvin syin ja vanhan nuolenpääkirjoituksen perusteella olla varmoja, että olemme osanneet laskea ainakin viisituhatta vuotta, ja luultavasti jopa kauemminkin. Kuitenkin vasta 600-luvulla intialainen matemaatikko Brahmagupta tuotti ensimmäisen tunnetun kirjallisen ilmaisun ja todisteen nollasta. Asiat alkoivat pian kehittyä. Persialainen matemaatikko ja tähtitieteilijä al-Khwarizmi kirjoitti Bagdadissa 820-luvulla arabiaksi teoksen Hindunumeroitten avulla laskeminen. Se esittelee tuntemamme kymmenjärjestelmän, ja tietenkin myös nollalla oli siinä paikkansa. Nolla ja negatiiviset luvut saivat myös laskusääntönsä. Negatiivisille luvuille löytyy arvokasta käyttöä kirjanpidossa: niillä alettiin merkitä velkaa.
Uusi lukujärjestelmä oli ainutlaatuisen kätevä ja helppokäyttöinen. Se korvasi kreikkalaisten hankalan tavan merkitä numeroita kirjaimilla, ja vielä hankalammat roomalaiset numerot. Sen käyttö levisi kuitenkin hitaasti, ehkä juuri siksi että se vaikutti niin monilla elämän aloilla. Uusien numeroiden etuja esiteltiin oppineille eri teoksissa. Leonardo Pisalainen eli Fibonacci kirjoitti vuonna 1202 kirjassaan Liber abaci arabialaisista numeroista ja paikkamerkinnästä. Hän mainitsee myös nollan arabialaisen nimen "zephirum". (Elias Lönnrot ehdotti suomen kielen nolla-sanaksi tyhjykkää, mutta saamme tyytyä lainasanaan).
Palataan luonnon tutkimiseen. Vanhan filosofian mukaan luonnossakaan ei voi olla mitään, mitä ei ole. Siis ei myöskään aineesta vapaata paikkaa. Periaate jalostui käsitteeksi tyhjyyden kammo, horror vacui. Siitä löydettiin jopa todisteita. Antiikin ajan insinööri Ktesibios (285-222 eaa.) osasi valmistaa mittatarkkoja pronssisylinterejä ja mäntäpumppuja. Tällainen pumppu pystyi imemään vettä. Ilmiö selitettiin tyhjiön kammon avulla. Männän liikkuessa ylöspäin sylinteriin on syntymässä tyhjiö, jollaista ei voi olla. Siksi vesi nousee sylinteriin täyttämään tyhjiön. Tyhjiön kammo ilmenee myös voimana, joka tuntuu pumpun varressa.
Tyhjiön kammo oli siis hyvin konkreettinen asia, siihen uskottiin luonnonlakina. Ilmapumpusta tuli vähitellen tutkijoiden työväline, jolla voitiin tutkia tyhjiön kammon olemusta. 1600-luvulla Evangelista Torricelli antoi ilmapumpun toiminnalle oikean selityksen. Tyhjiön tuottama voima ja pumppujen kyky imeä vettä aiheutuvatkin ulkopuolisesta ilmanpaineesta. 1650-luvulla järjestettiin kuuluisia näytöksiä, joissa 12, 16 ja jopa 24 hevosta koetti turhaan kiskoa erilleen kahta metallista puolipalloa, halkaisijaltaan noin 37 cm, joiden sisältä ilma oli pumpattu pois. Nämä niin sanotut Magdenburgin puolipallot irtosivat kuitenkin helposti toisistaan, kun pallon ilmahana avattiin.
Torricelli on lahjoittanut ihmiskunnalle ilmapuntarin ja ilmanpaineen yksikön, torrin. Hän ei kuitenkaan tarvinnut vaivalloista mäntäpumppua tyhjiön luomiseen. Hän käytti nestemäistä metallia, elohopeaa. Kun umpinaisessa putkessa elohopeapatsaan korkeus ylittää noin 76 cm, putkeen syntyy tyhjiö. Tämän ideaan mukaan kehitelty elohopeapumppu oli kekseliäs ja kätevä ja ennen kaikkea tehokas. Sitä käytettiin vielä pari sataa vuotta myöhemmin, kun sähkölampputehtaiden piti tyhjentää lamppujen kuvut ilmasta.
Kävi, niin kuin elämässä usein käy. Fyysikoiden demonstraatiot eivät saaneet ihmisiä ajattelemaan, että elämme jatkuvasti kovan ilmanpaineen puristuksissa. Sen sijaan se vahvisti vanhaa mielikuvaa siitä, kuinka tyhjiön kammo voi synnyttää valtavia voimia. Pian ajateltiin hyödyntää noita voimia käytännössä. Ihmiskunta oli astumassa voimakoneiden aikakauteen.
Eräs ensimmäisistä ideoista oli ruutimoottori, jota kehittelivät muun muassa Leonardo da Vinci ja Christiaan Huygens. Ajatuksena oli luoda tyhjiö sylinteriin räjäyttämällä siellä ruutipanos ja sulkemalla sylinteri nopeasti, jolloin siihen sovitettu mäntä tekisi työtä. Ymmärrettävästi tällainen moottori olisi tavattoman epäkäytännöllinen. Silti ruutimoottoreita kehiteltiin satoja vuosia – ilman sen kummempaa tulosta.
Historian kirjat esitelevät meille ensimmäisenä käytännöllisenä voimakoneena Thomas Saveryn ja Thomas Newcomenin höyrykoneen 1700-luvun alusta. Koneessa tyhjiö synnytetään täyttämällä sylinteri kuumalla höyryllä ja ruiskuttamalla sinne sitten vettä. Kone oli varsin tehoton, mutta joka tapauksessa se pystyi toimimaan jatkuvasti. Näiden koneiden tehtäväksi tuli tyhjentää hiilikaivoksia vedestä, se tuotti siis alusta alkaen taloudellista hyötyä. Samoihin aikoihin ranskalainen Denis Papin huomasi, että ylipaineinen höyry voisi olla jopa tyhjiötä tehokkaampaa. Hän keksi myös painekattilan ja ylipaineventtiilin. Voimakoneiden kimpussa puuhaili 1500-luvulta aina 1700-luvulle aikansa etevimpiä oppineita ja kokeilijoita. Jo mainittujen lisäksi listalle pitää vielä lisätä ainakin Galileo Galilei ja matemaatikko Gottfried Leibniz.
James Wattin kehittämä höyrykone oli jo huomattavan tehokas, ja lisäksi se muutti männän liikkeen pyöriväksi liikkeeksi. Watt hyödynsi aluksi hänkin koneessaan tyhjiötä, mutta käytti työsylinterin ulkopuolista lauhdutinta. Näin koneen toimintanopeutta saattoi nostaa huomattavasti. Jopa ensimmäiset polttomoottorit perustuivat aluksi tyhjiöperiaatteeseen. Tällaisia koneita sanottiin myös atmosfäärisiksi koneiksi, koska ne hyödynsivät ilmanpainetta.
Vähitellen Watt uskalsi nostaa koneidensa höyrynpainetta, vaikka Denis Papinin korkeapaineista tekniikkaa pidettiin vaarallisena. Papinia jopa rangaistiin räjähdyksen aiheuttamisesta. Kehityksen pyörää ei kuitenkaan voitu pysäyttää, korkeapaineiset höyrykoneet olivat ylivoimaisen tehokkaita. Teollinen vallankumous alkoi nyt edetä höyrykoneiden voimalla. Sitä valitettavasti säestivät tuhannet höyrykattilaräjähdykset, jotka vaativat tuhansia ihmishenkiä.
Tyhjiön kammo on nyt jäänyt historiaan. Mutta ehkä sitä ei ole haudattu kokonaan. Fyysikot katsovat, että tyhjimmässäkin tilassa esiintyy kenttiä, jatkuvia kvanttivärähtelyjä ja niiden tuottamia virtuaalihiukkasia.
