GOST, eli salainen veljeskunta

Otsikko näyttää oudolta, mutta se saa pian selityksensä. Aion myös kertoa salaisesta veljeskunnasta. Se ei oikeastaan ole kovin salainen. Olen vieroksunut viime aikoina levitettyjä kertomuksia salaliitoista. Mutta tähän veljeskuntaan ei liity mitään synkkiä tai pahantahtoisia tarkoituksia. Sen jäsenet eivät myöskään peittele jäsenyyttään. Siihen liittyminen on avointa kaikille, mutta se ei ole ilmaista, koska se edellyttää työtä ja vaivannäköä. Kuulun itsekin tuohon veljeskuntaan.

Ajatus tästä kirjoituksesta syntyi, kun kuuntelin tänään radiosta Elävä historia-sarjan osaa. Tuo osa käsitteli Suomen idänkauppaa. Jouduin itsekin siihen mukaan, kun siirryin valmistumiseni jälkeen ensimmäiseen työpaikkaani Strömberg Oy:lle. Suomen ja Neuvostoliiton välinen idänkauppa alkoi vuonna 1950, ja se jatkui Neuvostoliiton hajoamiseen asti. En tiedä, mistä tuo ajatus kahdenvälisestä eli bilateraalisesta kaupasta syntyi. Ehkä sen alkusyy oli Suomen maksettavaksi määrätyt sotakorvaukset, jotka piti toimittaa raskaan teollisuuden tuotteina. Ehkä osapuolet kehittivät toimivaksi osoittautuneen yhteistyömuodon, ehkä Neuvostoliitossa oltiin tyytyväisiä toimitettujen tuotteiden laatuun, ja eräs syy saattoi olla Neuvostoliiton krooninen pula länsivaluutasta. 

Kyseessä oli siis virallisen määritelmän mukaan ”Suomen ja Neuvostoliiton välinen tavaranvaihtosopimus”. Suomen teollisuus halusikin laajentaa vientimarkkinoitaan, mutta sopimuksen ongelma oli löytää Neuvostoliitosta riittävä määrä meitä kiinnostavia tuotteita. Eräs tuoteryhmä olivat teollisuuden raaka-aineet, ja erityisesti öljy. Toinen tärkeä ostokohde olivat aseet, ne olivat suhteellisen kalliita, ja niitä neuvostoteollisuus pystyi tuottamaan. Eräs merkittävä tuote oli Mig 21 bis- hävittäjä. Sitä pidettiin lännessä niin tehokkaana, että USA uhkasi Suomea kauppasaarrolla. Ilmeisesti Kekkonen onnistui jotenkin lepyttämään amerikkalaiset. Löytyi myös kuluttajia kiinnostava tuote: autot. Ohjelman toimittaja tunnisti hassun näköiset Ladat. No, toimittaja ei ollut vielä edes syntynyt, kun idänkauppaa käytiin. Lada ei ollut ulkonäöltään mitenkään erityinen, se vain edusti vanhempaa aikakautta. 

Neuvostoliitto oli nimittäin tilannut Italiasta autotehtaan, jonka toimitti Fiat. Lada on täysin sama auto kun Fiat 124A, itselläni on ollut juuri sellainen. Ladassa pyörät vain ovat hieman isommat ja maavara korkeampi – ymmärrettävistä syistä. Ennen idänkauppaa Suomessa vallitsi valuuttasäännöstely, eikä maahan saanut tuoda länsiautoja. Ladaa ennen teillämme liikkui neuvostoautoista Moskvits, Pobeda ja Volga. Näilläkin autoilla on länsimaiset juuret, niiden teknologia oli osa amerikkalaisten sodanaikaista tukea liittolaiselleen Neuvostoliitolle. Muistan, että lapsuudessani taksit olivat Pobeda-merkkisiä ja poliisiautot Volgia. Neuvostoliitossa arvostettiin enemmän Moskvitsia kuin Ladaa: se oli isompi, siinä oli tehokas moottori ja enemmän kromia.

Jouduin mukaan idänkauppaan, koska oma toimistoni suunnitteli sahojen automaatiojärjestelmiä, ja päämiehemme oli idänkaupan konkari: Valmet. Automaation toimituksissa ongelmana oli USA:n asettama korkean teknologian vientikielto Neuvostoliittoon. Saatoimme kuitenkin ohittaa sen: käyttämiämme minitietokoneita pidettiin jo vanhentuneina, ja niitä seuranneita 8 bitin mikroprosessoreita kielto ei koskenut. 

Idänkauppaan liittyi useita harhakäsityksiä. Yleisesti se sekoitettiin sotakorvauksiin ja ajateltiin, että Neuvostoliitto saneli meille halvat hinnat. Asia oli suorastaan päinvastoin, kaupoista sovittiin korkealla virkamiestasolla suurina kertaluotoisina erinä, ja hinnat asettuivat varsin tyydyttävälle tasolle. Ja koska kauppaerät olivat suuria, saimme merkittäviä säästöjä sekä tuotekehitys- että tuotantokuluissa. Toinen yleinen käsitys oli, että saatoimme myydä kätevästi heikkolaatuista tavaraa. Näin ei ollut, ja nyt pääsemmekin vihdoin otsikon aiheeseen.

Idänkaupan erityinen piirre oli, että emme päässeet asioimaan tuotteemme lopullisen käyttäjän kanssa. Sen sijaan vastapuolemme oli organisaatio nimeltä PROMMASHIMPORT. Se on lyhennys sanoista, jotka tarkoittavat ”teollisuuden koneiden tuontitoimisto”. Se hoiti koneiden ostot ulkomailta ja toimitti ne sitten asianomaisille tehtaille – joita ei ehkä vielä ollut edes olemassa. Organisaation edustajat tarkastivat tekniset piirustukset ja muut dokumentit, ja valvoivat laitteiden lopputestausta. Sitten tämän organisaation edustajat ilmoittivat, että suunnittelussa pitää noudattaa neuvostoliittolaisia GOST- normeja. Päällikkömme kauhistuivat. He ehkä näkivät kansainvälisen kaupan jonkinlaisena shakkipelinä, ja ajattelivat että tarkastaja oli tehnyt uhkaavan siirron. Ja myyntimiehet, jotka ehkä olivat olleet kauppaneuvotteluissa, kauhistuivat myös, he näkivät kaupan pelinä, jonka osapuolet koettavat nyhtää mahdollisimman paljon etuja itselleen. Ehkä heihin oli myös vaikuttanut neuvostopropaganda, joka asetti tavoitteeksi ”saavuttaa ja ylittää länsimaiden saavutukset”. 

En tuntenut sanaa GOST, ja pyysimme tarkastajaa nimeämään tärkeimpiä normeja. Sitten tietopalvelun ihmiset hankkivat nuo normit, ja käännätimme niitä suomeksi. Sana GOST tarkoittaa ”gosudarstvennyi standard” eli valtion standardi. Osoittautui, että normit olivat tutun oloisia, ilmeisesti suurin osa oli käännetty länsimaisista DIN- ja ISO- standardeista. Ei siis mitään erityistä. Normeja ei ”saavuteta ja ylitetä”, niitä vain noudatetaan. Muutenkin oli suuri helpotus asioida tarkastajien kanssa. He olivat useimmiten hyvin koulutettuja insinöörejä. Kuluimme samaan veljeskuntaan ja puhuimme samaa tekniikan ja luonnon lakien kieltä. Ja ymmärsin, että heilläkin oli paineita. Heidän esimiehensä olivat varmasti epäluuloisia. Tarkastajia yritettäisiin varmaankin huijata tai jopa lahjoa.

Eräät ostajan vaatimukset olivat hieman outoja. Tavarat piti pakata tukeviin puulaatikoihin ja niissä piti vielä olla vedenpitävä kansi. Ajattelimme, että vastaanottaja ehkä tekee tyhjistä laatikoista kesämökkejä. Tarkastaja selitti, että Venäjä on suuri maa. Jos rahtiosoite kirjoitetaan väärin tai kuormakirja hukkuisi, laatikot joutuisivat ehkä seisomaan jollain kaukaisella ratapihalla vuosikausia. Uskon kyllä tämän selityksen. Samalla olen varma, että laatikoista tehtiin lopulta myös kesämökkejä.

Idänkaupalla oli suuri vaikutus maamme teollisuuden kehitykseen, sitä ei ehkä oikein pystytä vieläkään arvioimaan. Kauppaa käytiin suurilla voluumeilla, kauppasopimus ulottui useiden vuosien ajanjaksolle, ja sen aikana osallistuva yritys sai maksuohjelman mukaiset rahasuoritukset, kumpikin valtio toimi rahaliikenteen takaajana. Usein toimittiin ihan avoimesti: ostaja haluaa jotain erityistä, ja myyjä saattoi sanoa että ei meillä sellaista ole, mutta kyllä voidaan tehdä. Suomessa tuotekehitysrahoitusta on ollut vaikea saada, ja tuotekehitys on usein ollut improvisoitua. Idänkauppa oli mahdollisuus tuoda siihen jatkuvuutta. Maailman ensimmäiset kaupalliset puhelinliikenteen digitaaliset runkoverkot otettiin käyttöön 1970-luvulla Moskovassa. Tunnen laitteen, olen ollut kesäteekkarina niitä testaamassa Lauttasaaressa. Varmaankin Nokia oli ollut selvillä, kuinka Moskovan puhelinverkko on ollut täysin tukossa, ja ehkä he ovat selittäneet, että heillä olisi siihen kätevä ratkaisu. Myöhemmin Nokia toimitti myös useita tietokoneohjattuja DX 200 puhelinkeskuksia Neuvostoliittoon. Jonkinlainen idänkaupan huipentuma ja myös loppumerkki oli, kun Neuvostoliiton presidentti Gorbatšov soitti valtiovierailulla Nokian ensimmäisellä kännykällä Moskovaan. 

Kun myöhemmin siirryin uuteen työpaikkaani tutkimuslaitokseen, liityin samalla myös uuteen veljeskuntaan. Minusta tuli vähitellen tieteentekijä. Ensin se tuntui oudolta, siihen oli vaikeaa tottua. Mutta toisaalta, minulla oli pohjalla hyvä koulutus, kysymys oli vain itseluottamuksesta. Vähitellen se palautui, ryhdyin kirjoittamaan tieteellisiä artikkeleita ja aloin käydä konferensseissa pitämässä esitelmiä. Ja huomasin, että minut otettiin lämpimästi vastaan. Ihan sama mistä tulet ja mitä kieltä puhut, kunhan vain olet mukana toimimassa yhteisten tavoitteiden eteen. Ja kun muutaman vuoden kuluttua olin mukana Suomen avaruusohjelmassa, sama jopa tuplaantui. Jouduin osallistumaan sekä tiedemiesten että insinöörien kokouksiin. Tapasin myös monia ”tuplaveljiä”: huipputiedemiehet osoittautuivat usein samalla päteviksi insinööreiksi.

Havaintoja Teuvo Kohosesta

Kuten monet panivat merkille, fysiikan Nobel-palkinnon saivat tänä vuonna John Hopfield ja Geoffrey Hinton. Ehkä nuo nimet eivät sano mitään. He kehittivät 1980- luvun alkupuolella keinotekoisten hermoverkkojen teoriaa (ANN, artificial neural networks). Tuohon aikaan työskentelin VTT:n tietokonetekniikan laboratoriossa, ja myös saman aihepiirin kimpussa. Olin tutkimassa uusia laskentarakenteita, ja nämä herrat olivat jo silloin minulle nimeltä tuttuja, ja heidän työnsä myös. En kyllä heitä koskaan tavannut. No, tuosta ajasta on kulunut jo 40 vuotta, hieman myöhässä tunnustus usein tulee. Ars longa,vita brevis. Suomalainen akateemikko ja tekoälyn tutkija Teuvo Kohonen (1934–2021) teki keskeiset tieteelliset työnsä juuri samaan aikaan kuin mainitut nobelistit, ja aivan samalla alalla. On arveltu, että jos Kohonen olisi ollut elossa, hän olisi ehkä ollut jakamassa palkintoa.

Oma työurani on muutaman kerran sivunnut Teuvo Kohosen tekemisiä. Emme ole työskennelleet yhdessä, mutta nuo sivuamiset ovat muulla tavalla kiinnostavia. Kerron nyt niistä.

Työskentelin vuodesta 1975 aina 80-luvun alkupuolelle Strömbergin Pitäjänmäen tehtailla Helsingissä. Tuo aika oli hyvin innostunutta ja omalaatuista. Tietokoneiden tekniikka kehittyi juuri silloin voimakkaasti, ja Strömberg oli siinä isolla panoksella mukana. Yhtiö näki tietokoneet liiketoiminnalleen tärkeänä teknologiana. Se halusi soveltaa niitä sekä sähkövoimatekniikassa että teollisuuden automatisoinnissa. Se oli jo vuona 1970 kehittänyt Strömberg-1000- nimisen prosessitietokoneen, niitä rakennettiin kaikkiaan yhdeksän kappaletta. Tuo kone oli kookas järkäle, se käsitti kolme kahden metrin korkuista instrumenttikaappia, ja etupaneelissa oli useita rivejä värikkäitä vilkkuvia lamppuja. Elektroniikan nopea kehitys teki koneesta pian vanhanaikaisen. Yhtiö siirtyi käyttämää amerikkalaisen Data General- yhtiön Nova- minitietokoneita, tuollainen kone painoi viitisen kiloa ja mahtui hyvin kirjoituspöydälle. Strömbergillä tehtäväkseni tuli soveltaa noita koneita mekaanisen puunjalostusteollisuuden automatisoinnissa.

Eräänä päivänä aloin ohjelmoida sahatavaran lajittelulaitoksen automaattiohjausta. Laitosta ohjaamassa oli ollut pieni Suomessa rakennettu prosessitietokone, ja sain tutkittavaksi sen teknisiä dokumentteja, ehkä niistä olisi jotain apua. Tietokoneen nimi oli S-ODA, ja nuo tekniset dokumentit oli piirretty siististi lyijykynällä, muistaakseni ruutupaperille. Muutamissa näkyi suunnittelijan tai hyväksyjän nimi, Teuvo Kohonen. Nimi oli minulle silloin tuntematon. Myöhemmin kysyin asiasta Kohoselta, mutta hän ei jostain syystä halunnut puhua siitä. Olen yrittänyt löytää tietoja S-ODA -nimisestä tietokoneesta, mutta mitään ei ole löytänyt. Kone perustui transistorilogiikkaan ja siinä oli ferriittirengasmuisti, luultavasti se oli rakennettu 1960-luvun lopulla. Tämä ensimmäinen sivuaminen Teuvo Kohosen uran kanssa noin vuonna 1977 on siis täysin oman hataran muistini varassa. Mutta miksi ihmeessä keksisin jotain tällaista?

Luodaan nyt vilkaisu 1960-70- lukujen tietokoneiden maailmaan. Suomi oli luovinut sinne hieman vaivalloisesti. Oli perustettu Valtion matematiikkakonekomitea. Komitean mielestä valtakunnassa ei ollut niin paljoa laskettavaa, että tietokonetta kannattaisi ostaa, mutta koulutusmielessä kannattaisi sellainen rakentaa. Säästösyistä hankittiin saksalaisen elektroniputkilla toimivan tietokoneen piirustukset. Projekti oli katastrofi, osoittautui että saksassa ei edes ollut toimivaa prototyyppiä, ja piirustuksetkin olivat virheelliset. Kun "elektroninen sarja-komputaattori" ESKO (1954-60) vihdoin valmistui, se toimi epäluotettavasti ja oli jo vanhentunut. Väärä konteksti, akateemiset matemaatikot kuvittelivat, että tietokone on jonkinlainen laskukone. Mutta insinöörit tiesivät paremmin. Ehkä he olivat lukeneet Norbert Wienerin kirjan kybernetikasta.

Suuri yleisö muistaa Teuvo Kohosen neuroverkkojen ja tekoälyn tutkijana, ja häntä pidetään myös aivotutkijana. Tällaiselle uralle päädytään usein hieman erikoisella tavalla. Suuri osa aivotutkijoista ei ole lääkäreitä, fysiologeja tai psykologeja, vaan muun muassa insinöörejä. Kohonen kulki tätä reittiä. Hän valmistui diplomi-insinööriksi vuonna 1957, väitteli tohtoriksi 1962 kokeellisesta fysiikasta, ja toimi Teknillisen korkeakoulun teknillisen fysiikan laitoksella elektroniikan professorina vuodesta 1965. 

Tuohon aikaan laitoksella aloitettiin ensimmäisen suomalaisen tietokoneen kehitystyö. ESKOsta oli opittu, nyt kone suunniteltiin nimenomaan teollista automaatiota varten ja prosessien tietokonesäädön tutkimiseen. Siinä käytettiin transistoroitua logiikkaa, ja siinä oli ferriittirengasmuisti. Hanketta veti Teuvo Kohonen, ja sai nimen Reflac (reflex arithmetic computer). Kone valmistui vuonna 1967. Se ei niinkään perustunut laskukonemalliin, vaan unkarilaissyntyisen matemaatikon John von Neumannin ja ehkä myös Alan Turingin ideoihin (ks.kirjoitus Teoriassa vaikeaa ...). Myös Strömberg Oy osallistui tähän hankkeeseen, ja muutaman vuoden kulttua Aslak Savonjousi vei läpi Strömberg-1000 prosessitietokoneen kehitystyön. Koneesta tuli erinomainen, ja siinä oli paljon ainutlaatuisia ominaisuuksia. Edellä mainitsemani salaperäinen S-ODA tietokone näyttäisi myös syntyneen Reflac-hankkeen ilmapiirissä, en kuitenkaan ole löytänyt tarkempaa tietoa.

Teuvo Kohonen asetti seuraavat tavoitteensa korkeammalle. Tietokoneen tehokkuutta rasittaa eräänlainen pullonkaula. Tietokoneen yleisin tehtävä on käsitellä muistissa olevaa dataa. Mutta dataa on yleensä paljon, ja se pitää siirtää prosessoriyksikköön vaivalloisesti, pieni pala ei tavu kerrallaan. Olisi helpompaa jos dataa voisi hakea suoraan muistista ilman, että se pitää ensin tutkia prosessorissa. Kohonen alkoi tutkia assosiatiivisia eli sisältöhakuisia muisteja, joista dataa haetaan suoraan sen sisällön perusteella. Tämän linjan rinnalle tuli pian toinen idea: entä jos muistisolut pystyisivät myös itse käsittelemään dataa.

Palataan vielä työhöni Strömbergillä. Pian tapahtui seuraava tietokonesukupolven vaihdos: siirryimme minitietokoneista mikroprosessoreihin. Yhtiö kehitti mikroprosessoria hyödyntävän hyvin kompaktin prosessitietokoneen, jonka nimeksi tuli Selma (tästä tietokoneesta ei näytä löytyvän mitään tietoa internetistä). Tietokoneessa oli runsaasti tuloliitäntöjä, joiden kautta se vastaanotti eri tyyppisiä anturisignaaleja ohjattavasta prosessista, ja oli myös lähtöliitäntöjä ohjaustoimintoja varten. Ja mikä parasta, kun ohjelma saatiin valmiiksi, se ”poltettiin” pysyvästi koneen muistipiireihin. Ei enää tarvinnut sählätä reikänauhojen kanssa, niin kuin kaikissa aiemmissa tietokoneissa.

Oma tiimini kehitti tarvittavat ohjelmistorakenteet: ohjelmakirjastoja, käyttöjärjestelmän, ja jopa virtuaalimuistin. Jälkeenpäin ajatellen se tapahtui ihmeen nopeasti. Teimme tietokoneen avulla muistaakseni kymmenkunta prosessinohjaussovellusta, mm sahoille vaneritehtaille ja paperitehtaille. Muut tiimit käyttivät Selmaa muun muassa tietojenkeruujärjestelmissä ja vaihtovirtamoottoreiden ohjaussovelluksissa.

Vuonna 1982 tapahtui yritysjärjestely, jonka takia päätin siirtyä työskentelemään VTT:lle. Aloin tutkia uudenlaisia tietokoneiden laskentarakenteita. Jo edellisessä työpaikassani sain idean tietokoneesta, joka reagoisi suoraan prosessista tuleviin signaaleihin, ilman mutkikasta ja hankalasti ohjelmoitavaa kontrollirakennetta. Tällainen kone olisi hyvin tehokas, ja sen periaate muistutti myös sitä tapaa, jolla eläinten ja ihmisten aivot toimivat (olin jo alkanut seurata tiiviisti aivotutkimusta). Strömberg ei innostunut asiasta, heillä oli jo toinen Selma- tietokoneen jatkokehityshanke, joka oli pidemmällä.

Laskentarakenteiden tutkimuksen kautta, 1980- luvun alkuvuosina, löysin Kohosen tutkimukset assosiatiivisista muisteista, se oli juuri sitä, mitä olin etsinyt. Samalla törmäsin myös hänen kehittämiinsä itseorganisoituviin karttoihin (SOM). Ne olivat keinotekoisia neuroverkkoja, kussakin verkon solmussa paikallisesti toimiva algoritmi sai verkkoon syötetyn datan järjestymään kaksiulotteisiksi kartoiksi.

Olin Kohosen kanssa kirjeenvaihdossa, ja pohdin myös siirtymistä työhön hänen tutkimusryhmäänsä. Se ei kuitenkaan toteutunut. Vähitellen osoittautui, että Kohonen, samoin kun Hinton ja Hopfield, olivat paljon aikaansa edellä. Vasta internetin sisältämät valtavat datamäärät mahdollistivat sovellukset, joissa itseoppivia neuroverkkoalgoritmeja ajetaan perinteisissä tietokoneissa. Uranuurtajien ennakoimat mikropiiritason toteutukset eivät toteutuneet, eikä niitä ole vieläkään näköpiirissä.

Mietin vielä, mitä opittavaa tästä kaikesta voisi olla. Usein ajatellaan, että teoreettinen tiede olisi jotain hyvin abstraktia ja matemaattista, ja kun se tuottaa tuloksia, insinöörikunta alkaa käyttää sitä johonkin hyödylliseen. Mutta usein käykin niin, että juuri konkreettinen työ teknologian kimpussa saa aikaan ratkaisevia oivalluksia. Käytännön fysikaalinen maailma asettaa rajoituksia, jotka testaavat ja karsivat liian suoravivaiset teoreettiset ideat. Tämä näyttää soveltuvan Teuvo Kohoseen, hän oli perin pohjin perehtynyt tietokoneiden rakenteeseen, ja oli myös suunnitellut niitä. On muitakin esimerkkejä. Alan Turingin konkreettinen työ salakirjoitusta murtavien koneiden parissa tuotti luultavasti paljon sellaista, jota hän hyödynsi teoreettisessa työssään. Matemaatikko John von Neumann kirjoitti hyvin teknisiä muistioita tulevaisuuden tietokoneesta nimeltä EDVAC. Luultavasti Teknillisen korkeakoulun Reflac- ryhmä ja Strömberg-1000 tietokoneen suunnittelijat tunsivat ne, tai niihin liittyviä kirjoituksia.

Kuinka avointa ja julkista on tiede ja teknologia?

 Kansainvälisyys ja siihen liittyvä matkustaminen ovat nykyään erottamaton osa tiedettä ja teknologiaa. Ja niin on ollut pitkään. Itse tutustuin suureen maailmaan ensin tekniikan kautta, ja siirryin sitten ”aidan yli” tieteen puolelle.

Tekniikka on aina ollut kansainvälistä. Arkipäivän uskomukset ovat tosin antaneet tekniikasta individualistisen kuvan. Se nähdään nerokkaiden yksilöiden, keksijäiden oivallusten tuotoksena. Aivan näin asiat ei kuitenkaan ole. Tekniikka oli yhteisöllistä jo muinaisina aikoina. Tutkiessaan ihmiskunnan historiaa arkeologit etsivät ennen kaikkea tekniikan jättämiä jälkiä, ja olettavat ne kulttuurituotteiksi. He listaavat esimerkiksi vasarakirveskulttuurin, kampakeramiikkakulttuurin, pronssikauden ja rautakauden. Tekniikka siirtyy sukupolvien välillä ja leviää ihmisten mukana. Arkeologit jäljittävät reittejä jota tekniikka on kulkenut, jäljet ovat runsaammat ja tunnistettavammat kuin biologiset fossiilijäljet.

Tilanne ei ole muuttunut omana aikanamme. Tekniikka leviää ennen muuta teknisten esineiden eli erilaisten koneiden, työkalujen ja tuotteiden kautta. Mutta aivan yhtä olennaista on, että se leviää opittuina tietoina ja taitoina ihmisten mukana. Ruhtinaat ja kuninkaat ovat hankkineet palvelukseensa erityisalojen mestareita kuten aseseppiä tai ruudin valmistajia. Suomen historiassa maahamme muuttaneet yritteliäät tehtailijat ovat tuoneet mukanaan mestareita ja asiantuntijoita. Esimerkiksi Julinien suvun kautta syntyivät kontaktit skotlantilaiseen koneteollisuuteen. Tuo paikka edusti 1700- ja 1800- luvuilla maailman konetekniikan huippuosaamista. Näin voidaan osksi selittää, että maamme teollisuus pystyi 1800- luvulla valmistamaan höyrykoneita ja jopa vetureita. Eräs tekniikan siirtymisen tapa on myös suomalaisten asiantuntijoiden opiskelu ulkomailla. Suomen ”sähkötekniikan isä” Gottfried Strömberg oli Saksassa mm. Werner von Siemensin opissa. Koneinsinööri Werner Ryselius työskenteli veturitehtailla Saksassa ja Sveitsissä. Sitten hän käytännössä loi suomalaisen höyryveturiteollisuuden.

Tiedettä ja tekniikkaa edistivät myös yhteisöt, joista tunnetuin oli Royal Society Lontoossa. On syytä huomata, että 1800- luvulla tieteen ja teknologian välillä ei tehty mitään jyrkkää eroa.

Nykyisin yleinen käsitys teknologian kehittymisestä vilisee myyttejä teollisista salaisuuksista, teollisuusvakoilusta, salaisista patenteista ja nerokkaista keksijöistä. Joten voiko edes olla olemassa julkisia teknologiakonferensseja, joissa tutkijat ja insinöörit vaihtavat ideoita ja esittelevät luomuksiaan. Vuosien ja kymmenien konferenssien kokemusten perusteella voin sanoa: kyllä niitä on, ja ne ovat tavattoman kiinnostavia ja hyödyllisiä. Tämä voi vaatia selittämistä. On totta, että on todella olemassa ideoita, patentteja ja uusia tuotehankkeita, joista ei voi julkisesti kertoa. Ei ainakaan niiden alkuvaiheessa. Toisaalta, teknologiakonferenssi on yrityksille myös mainio tilaisuus viestiä asiantuntijoille juuri sellaisia tietoja, joita ne haluavat viestiä, kuten tietoa uusista kehityssuunnista, standardoinnin tarpeesta, tuotelinjoista ja erilaisista teollisista avauksista. Konferenssien tärkein anti on kuitenkin levittää teknologista tietoa globaalille tutkija- ja insinööriyhteisölle. Moderni teknologia on aivan liian mutkikasta ja vaikeaa jotta sitä voisi kehittää edes monikansallisten jättiyritysten resursseilla. Teknologia on edelleen ja jopa paljon aiempaa suuressa määrin ihmiskunnan yhteistä henkistä pääomaa.

On selvää, että teknologiseen tietoon liittyy suuria teollisia ja taloudellisia arvoja ja menestymisen mahdollisuuksia. Voisi kuvitella, että se näkyisi kokousten ilmapiirissä salailuna tai kyräilynä. Sellaista näkyy kuitenkin yllättävän vähän. Aivan samoin kuin tiedekonferensseissa, monenlaiset kulttuurien rajat katoavat, pikemminkin seistään yhtenäisinä suurempien haasteiden äärellä. Jonkinlainen poikkeus syntyy, jos jollain suurella teollisella korporaatiolla tai yliopistolla on kovin suuri määrä väkeä kokouksessa, silloin ihmisillä on taipumus vetäytyä tuttujen organisaatiorajojen suojaan.

Euroopan avaruusjärjestön ESA:n avaruusluotainten kehityksessä noudatettiin aivan erityistä menettelyä, jonka tarkoitus oli saada insinöörit ja fyysikot ymmärtämään paremmin toisiaan. Niinpä ESA järjejesti hankkeeseen osallistuville monipäiväisiä ”konferensseja”. Yleensä ensin pidettiin ”science working team” eli tiedepuolen työkokous. Siinä olivat äänessä vuorollaan eri instrumenttien tutkijat, jotka olivat enimmäkseen fyysikkoja. He esittelivät laitteidensa tieteellisiä tavoitteita, niiden toimintaperiaatteita, ja erilaisia rajoituksia ja ongelmia, joita niihin liittyi. Tiedekokousta seurasi ”engineering review” eli tekninen katsaus. Siinä insinöörit esittelivät laitteidensa suunnittelun ja rakentamisen edistymistä. Ja luonnollisesti oltiin aivan erityisten ongelmien äärellä, sillä laitteiden tuli olla mahdollisimman suorituskykyisiä, ja samalla niiden paino ja tehonkulutus olivat tiukasti säännösteltyjä.

Nämä ESAn kokoukset erosivat tieteen ja tekniikan konferensseista siinä, että kaikilla osallistujilla oli voimassa yhteinen tavoite useamman vuoden ajan. Kehitettiin avaruusluotainta, ja siinä ohessa tiede- ja insinööriryhmät kehittivät sen hyötykuormaan omia tutkimuslaitteitaan. Oli tärkeää, että luotaimeen asennettujen erilaisten tiedeinstrumenttien suunnittelijat ovat selvillä, mitä eri instrumenttiryhmät tekivät. Yleensä fyysikot osallistuivat myös teknisiin katsauksiin ja vastaavasti insinöörit osallistuivat tiedekokouksiin. Näin oppimisesta tuli ainutlaatuisen syvää. Tieto kulki tutkimuslaiteryhmien sisällä, mutta myös niiden välillä.

Kertaan asioita. Tiedettä pidetään kansainvälisenä ja avoimena ilmiönä. Saattaa tuntua yllättävältä, että myös tekninen tutkimus ja kehittäminen ovat suurelta osin avoimia ja julkisia – vaikka niillä on myös salaiset nurkkansa. Erityisen kiinnostavia ja avoimia ovat suuret kansainväliset tieteellistekniset hankkeet: esimerkkejä ovat Euroopan hiukkaskiihdytinlaboratorio CERN ja fuusioenergian koereaktori ITER.

Juuri nyt ihmiskunta tarvitsisi koordinoituja ja yhteisiä suurhankkeita ilmastonmuutoksen pysäyttämiseen. Olennainen rooli on poliittisella tahdolla ja kansanvälisillä hiilidioksidipäästöjen rajoituksilla. Käytännön tasolla tavoite edellyttää myös teknologisia ponnisteluja, joista olennaisimmat näyttävät liittyvän energian tuotantoon ja sähkön varastointiin.

​Ihmeellinen kultakausi

Meillä tunnetaan hyvin taiteemme kultakausi. Sen aikaisista maalauksista Aino-triptyykki on juhlapaikalla Ateneumissa, Wright-veljesten lintumaalaukset ja ennen kaikkea ikoninen Taistelevat metsot ovat rakastettuja, ja Kansallismuseon pääaulassa voimme ihailla Pariisin maailmannäyttelyn Suomi-paviljongin freskojen kopioita. Oikeastaan juuri nyt esillä oleva Ilja Repin-näyttelykin littyy asiaan, taiteilijahan asui Suomen puolella Kuokkalassa, ja hänellä oli läheiset suhteet suomalaiseen taiteilijayhteisöön.

Kultakausi on tosin käsitteenä ikivanha, se tunnettiin jo antiikin Kreikassa ja Roomassa. Se on vahvaa nostalgiaa. Sen mukaan joskus kauan sitten on vallinnut myyttinen ja onnellinen suuruuden ja kukoistuksen aika, jota nykyisen ahdistavan ajan ihmiset voivat vain kaihota. Kultakausi on olennaisesti myyttinen sepite vailla todellisuuspohjaa. Se on kulttuuriimme juurtunut ja varmaan ihmisen luonnolle ominainen arkkityyppi.

Suomen taiteen kultakausi ei kuitenkaan ole mytologiaa, siihen se on liian tuore, ja se on jättänyt jälkeensä aivan konkreettisia ja edelleen ihailtuja taideaarteita. Siinä mielessä kultakausi on kuitenkin myyttinen, että sillä oli tehtävä: luoda kansakunnalle kuviteltu menneisyys ja historia ihailtuine sankareineen. Usein kultakausi rajataan juuri tällä tavoin, kansallisen heräämisen ja sortokauden nostattamaksi toimeliaisuuden kaudeksi, ja silloin se usein rajataan vuosiin 1880-1916. Vastaavasti kultakauden taiteilijoiden kaanoniin luetaan pieni joukko miespuolisia kuvataiteilijoita ja säveltäjiä.

Kultakauden luomisvoiman laajuus ja sen tulosten korkea laatu hämmästyttävät edelleen, ne ovat hieman tympeää luonnehdintaa käyttäen ”kansanvälistä tasoa”. Miten näin nopeasti saattoi vähäisistä resursseistamme nousta jotain näin ainutlaatuista ja suurta? Eräs selitys on vedota suomalaisten poikkeavaan geneettiseen luovuuteen, mutta ei sellaiseen enää kukaan tosissaan usko. Voimme myös tarkastella kriittisesti tuon aikakauden taideluomuksia. Silloin käsitys niiden kansallisesta ainutkertaisuudesta ja omintakeisuudesta laimenee. Näemme niiden taustalla kansainvälisiä esikuvia, malleja ja aatesuuntauksia. Ja näin asia onkin, sillä taideteosten korkea laatu ja niiden teemat ovat pitkälle seurausta taiteilijoiden opiskelusta Euroopassa ja parhaitten eurooppalaisten mestareiden johdolla. Kansallinen onkin myös kansainvälistä.

Mutta asiassa on muutakin. Taiteilijamme olivat kiistatta omaperäisiä ja osasivat ammentaa töihinsä jotain sellaista, joka vetoaa suomalaiseen yleisöön herättämällä aivan erityisiä tunteita. Kultakaudeksi luettu muutama vuosikymmen ei kuitenkaan olisi ehtinyt tuottaa niin suurta mullistusta taide-elämään. Taiteilijat ponnistivat laajemmalta ja pidempään vaikuttaneelta kansalliselta pohjalta, joka koostui koulutus- ja sivistysarvoista, kirjallisesta kulttuurista, tieteestä ja teknologiasta sekä oikeus- ja hallintojärjestelmästä. Koko 1800-luvun jälkipuolisko Suomessa elettiin kiihkeää edistyksen ja henkisen nousun ajanjaksoa, joka kosketti jokaista. Se oli Suomen todellinen ja edelleen ylittämätön kultakausi. Ja jostain syystä se tunnetaan meillä edelleen kovin huonosti.

Tähän kultakauteen vaikutti useita ulkoisia tekijöitä. Suomen sodan tuhoista oli selvitty ja oli alkanut pitkä rauhan kausi, suomalaisilla ei edes ollut pakollista sotapalvelusta. Suomi oli saanut selvät rajat, ja alkoi muotoutua käsitys yhtenäisestä ja yhdistyvästä Suomen valtakunnasta. Ruotsin ajalta säilyi osittain rahajärjestelmä, paikallinen hallintotapa ja oikeuskäytäntö. Uskonpuhdistuksen perintönä oli saatu koulutusmyönteisyys ja lukemisen opetus oli jo pitkään tapahtunut omalla Agricolan määrittelemällä kirjakielellä ja oman aapiskirjan avulla.

1800- luvulla teollistuminen oli kiihtyvässä vauhdissa Euroopassa ja Venäjällä, ja tuo vauhti tarttui myös Suomeen. Poliittisista syistä Venäjä oli päättänyt nostaa Helsingin pääkaupungiksi Turun edelle. Uuden keskustan rakentamiseen satsattiin suuria summia ja Carl Engel kutsuttiin sen suunnittelijaksi. Uljaaseen suunnitelman kuului luterilainen kirkko, yliopistorakennus kirjastoineen, sairaala, Senaatin rakennus ja Tähtitorninmäen observatorio. 

Helsinki haluttiin yhdistää Pietariin rautatiellä, mikä innosti suomalaiset suunnittelemaan kansallista rataverkkoa. Suomalaiset poliitikot, etenkin senaattori Snellman ajoivat kiihkeästi rautateiden rakentamista. Jo 1800-luvulla Suomessa rakennettiinkin 3000 km rataverkkoa ja hankittiin 300 höyryveturia, joista puolet valmistettiin Suomessa, sekä 800 henkilövaunua ja 9000 tavaravaunua. Saimaan kanava yhdisti sisä-Suomen vesistöt Suomenlahteen. Se oli valtava rakennushanke, joka toteutettiin osin ruotsalaisin voimin, mutta se herätti huomiota, innostusta ja uskoa teknologiaan. Työmaalle matkattiin kuin turistikohteeseen, ja siellä ihailtiin ennennäkemättömiä työkoneita. Toki suomalaisia asiantuntijoita ja alihankkijoita osallistui työhän, esimerkiksi kallion louhinnassa tarvittu ruuti valmistettiin Suomessa.

Teollistuva Suomi tarvitsi insinöörejä, ja teknikoiden ja insinöörien koulutus käynnistyi useissa kaupungeissa jo 1800-luvun puolivälissä. Suomi teollistui perinteiseen tapaan metsien tuottamana puun varassa, ja ymmärrettiin myös, että teollisuus tarvitsee paljon sähköä. Insinööri Gottfried Strömberg kävi Saksassa Werner von Siemensin opissa. Hän, Daniel Wadén ja Paul Wahl loivat sähköinfrastruktuurin perustaa. Venäläiset olivat jo rakentaneet rannikkoa myötäilevän optisen lennätinverkon Ahvenanmaalle asti. Nyt kasvoi uusi sähköinen lennätinverkko rautateitä seuraillen, teknologian toimitti Siemens-yhtiö. Lennätin palveli Venäjän sotilaallista turvallisuutta, mutta se oli pääasiassa siviilikäytössä. Myös sellainen ihme kuin langaton lennätin eli radio otettiin käyttöön, venäläinen fyysikko Aleksander Popov kuului radion keksijöihin.

Suomen asema autonomisena suuriruhtinaskuntana oli olennainen. Suomi hoiti itsenäisesti monia hallinnollisia asioita ja talouttaan. Venäläiset rahoittivat osan infrastruktuurihankkeista, muuten rahoitusta tuli pääosin veroista ja maksuista, sijoittajilta ja ulkomaisilta pankeilta. Näissä oloissa korkein opetus suunnattiin ennen kaikkea hallinnon ja oikeusjärjestelmän tarpeisiin. Suomalaisten piti pystyä toimittamaan päteviä virkamiehiä hallintotehtäviin – jotta siellä toimisi suomalaisia eikä venäläisiä. Suomi ei suorastaan ollut mikään suuri tiedemaa, mutta tieteet kehittyivät myös kiertotietä, teknisen koulutuksen kautta. Esimerkiksi Kaisaniemeen rakennettiin magneettinen observatorio, ja perustettiin hienomekaaninen työpaja valmistamaan instrumentteja niin teollisuuden kuin tieteen käyttöön.

Itsenäisen toiminnan ajatus ja mahdollisuus levisi myös henkiseen elämään. 1800 luvun loppua kohti kulttuurielämä kehittyi tavattoman vilkkaaksi. Valtakunnassa toimi kymmenittäin sanomalehtiä ja kirjankustantajia, ja kirjoja kirjoitettiin, käännettiin ja julkaistiin hämmästyttäviä määriä. Syntyi upea kansallinen kirjallisuus. Taide-elämässä toimi kymmenittäin kuoroja, teattereita, orkestereja ja soittokuntia. Esiin nousi suuria säveltäjiä, kuten Merikanto ja Sibelius. Taidetta harrastettiin eri yhteiskuntaluokissa ja erilaisen taustan omaavien ihmisten keskuudessa. Törmäsin sattumalta uutiseen, missä aikansa tunnettu laulajatar Anna Sarlin esitti laulua insinööri Werner Ryselinin kanssa vuonna 1906. Ryselin kutsuttiin sitten Tampereelle suunnittelemaan vetureita, ja myöhemmin Lokomon konepajan johtajaksi. (Samaisen insinöörin poika John Ryselin kehitti yhdessä Petri Bryckin kanssa 1960-luvulla Outokummun liekkisulatusmenetelmän kuparin ja nikkelin jalostusta varten, se lienee kaikkien aikojen menestynein suomalainen innovaatio).

Kultakauden menestystarinassa oli myös ikävämpi vaihe. Huonot sääolot johtivat viljasatojen menetykseen 1866-1868. Viranomaisten myöhästynyt ja epäonnistunut toiminta aiheuttivat nälkäkatastrofin, johon menehtyi 10% väestöstä. Tämäkään ei pysäyttänyt edistyksen kiihtyvällä vauhdilla pyörivää pyörää.

Kultakausi oli suurien aatteiden ja ajatusten aikaa. Kansansivistysaate, raittiusliike ja naisliike ajoivat uudistuksia, ja vähitellen työväenliikkeestä tuli suurin poliittinen voima. Aikakauden olennaisin muutos oli poliittinen. Sen alussa Suomi oli sääty-yhteiskunta, missä vain mitätön osa kansaa sai vaikuttaa poliittisesti, mutta aikakauden lopussa oli siirrytty kansalaisyhteiskuntaan ja yleiseen äänioikeuteen. Kansallisaatteen nousu tapahtui suomalaisuuden merkeissä eli fennomaanisena liikkeenä. Jopa ruotsinkielinen sivistyneistö alkoi opetella suomen kieltä, ja suomen kieli sai aseman virallisena kielenä. Itsenäisyys Venäjästä ei kuitenkaan ollut liikkeen tavoitteena, Venäjä oli kulttuurillisesti ja taloudellisesti aivan liian tärkeä. Tilanne muuttui nopeasti, kun autoritäärinen ja harvainvaltainen Venäjä aloitti venäläistämis- ja sortotoimet.

Tiedämme, kuinka kultakausi päättyi nopeasti ja dramaattisesti ensimmäiseen maailmansotaan, itsenäisyysjulistukseen ja kansalaissotaan. Sen raunioista nousi aivan erilainen Suomi. Kyräilevä ja vähemmän kansainvälinen, mutta yhtä lailla itsepäinen. Vasta 1990- luvulla Suomi alkoi toden teolla avata uudelleen ikkunoita muuhun maailmaan.

Olen kirjoittanut kirjan Tervanpoltosta innovaatiotalouteen, jossa olen kuvannut myös Suomen kultakautta ja sen jälkeistä aikaa, ja koettanut sijoittaa sen laajempaan, tieteellisen vallankumouksen ja teollistumisen globaaliin kehikkoon.

 

 

Kertomus koneista, roboteista ja aivoista

Edelleen varsin yleisen ja aika kaavamaisen ajatuksen mukaan tiede käsittelee syvällisesti maailman perusasioita ja parantaa ymmärrystämme luonnonlaeista. Vaikka tiede on luonnostaan teoreettista ja abstraktia, siitä saattaa olla laajempaakin hyötyä. Esimerkiksi siten, että luonnontieteistä voi kehittyä hyödyllisiä insinööritieteitä. Tai että yhteisöjen sosiologinen tutkimus ehkä auttaa kehittämän yhteiskuntia harmonisempaan suuntaan. Tai että taloustieteet johtavat talouskriisien parempaan hallitaan ja talouden tuottaman hyvän levittämään yleiseen onneen. Tässä vaiheessa ajattelevan lukijan nauruhermoissa tosin voi jo tuntua kihelmöintiä. 

Tällainen käsitys vaikuttaa edelleen yhteiskunnaisen keskustelun taustalla, vaikka se on auttamattoman vanhentunut. Todellisuus on monipuolisempi, tieto ja muut vuorovaikutukset virtaavat kaikkiin suuntiin. Edes selvältä tuntuva käsite "luonnonlaki" ei todellisuudessa ole lainkaan yksinkertainen juttu: katso kirjoitukseni Se on luonnonlaki. Toisaalta pitää muistuttaa myös, että nykyään niin tavallisilla tieteen ja tiedon vastaisilla asenteilla ei ole todellisuuspohjaa.

Moderni maailma perustuu edelleenkin tietoon ja sen hyödyntämiseen. Taloustieteellä on edelleen yhtymäkohtia reaalitalouteen, vaikka ne ovat monimutkaisia ja monensuuntaisia. Lääketieteessä tapahtuu jatkuvaa edistymistä, se on poikkeuksellisen kiinteässä ja hyödyllisessä yhteydessä lääkintätaitoon. Koululääketieteen kritiikki ja uskomushoidot eivät ole todellisuuspohjalla, vaikka ne saavat näennäistä tukea ihmisen fysiologian monimutkaisuudesta ja siihen liittyvästä tilastollisesta vaihtelusta. Edes insinööritaito ei ole luonnontieteiden yksisuuntaista soveltamista, vaan se on enimmäkseen jotain aivan muuta: omalakista ja mutkikasta ihmisten toimintaa. Se tuottaa ymmärrystä tekniikasta, ihmisyhteisöistä, luonnosta. - ja myös luonnonlaeista. Olen kirjoittanut tästä asiasta tarkemmin otsikolla Isi, mitä sinä teet töissä?

Nyt seuraa kertomus insinööritaidon harrastamisen kautta syntyvästä laaja-alaisesta ymmärryksestä. Se ansaitse tulla kerrotuksi myös, koska se on katoavaa teollisuus- ja kulttuurihistoriaa.

1970- luvulla työskentelin teollisuuden automaatioinsinöörinä. Työpaikkani oli Helsingissä, Strömbergin Pitäjämäen tehtailla. Jälkeenpäin ajatellen tajuan, että silloin elimme huikean jännittävää tietokonetekniikan pioneeriaikaa. Tietokoneet kehittyivät tuohon aikaan valtavaa vauhtia. Emme voineet tietää, mihin se johtaisi, mutta tällaisessa tilanteessa parhaalta vaihtoehdolta tuntui elää muutoksen mukana ja koettaa hyötyä siitä.

Strömberg Oy on perinteinen ja merkittävä sähkövoimatekniikan pioneeriyritys. Sen perusti Berliinissä sähkötekniikkaa opiskellut Gottfrid Strömberg jo vuonna 1889. Voidaan sanoa, että yhtiö sähköisti Suomen teollisuuden ja jopa kotitaloudet. Se valmisti sähkömoottoreita ja generaattoreita, muuntajia ja säätölaitteita sekä sähkönjakelussa tarvittavia kojeita ja laitteita. Jonkin verran tuotettiin myös kotitalouksien liesiä ja lämmittimiä. Pitäjänmäen tehtaan konesalit ja asennushallit olivat kiehtovia paikkoja, koska ne yhdistivät luovasti raskasta metalliteollisuutta, sähkötekniikkaa ja elektroniikkaa. Juuri voimakkaasti kehittyvä elektroniikka oli monella tavalla kaiken keskiössä. Miten se tulisi ottaa huomioon tuotannossa, ja miten suuressa määrin. Nykyiset johtamisopit puhuvat rönsyjen karsimisesta, mutta 1970- luvulla tehtiin toisin. Rönsyjä ei karsittu, vaan niitä vaalittiin, jotta nähtäisiin, mitä niistä kasvaa. Ehkä äärimmäinen esimerkki on, että 1970- luvun alussa yhtiö kehitti ja valmisti pienen sarjan raskaita prosessitietokoneita (Strömberg 1000 eli SELCO 1000). 

Niinpä työskentelyni aikana laboratoriomme takaseinällä seisoi muutamia pakastekaapin kokoisia ja satojen kilojen painoisia tietokoneita. Taoimme ohjelmia koneiden sisään rämisevillä mekaanisilla teletype - kirjoittimilla. Ja sitten, muutamassa vuodessa siirryimme keskelle mikroprosessorien murrosaikaa. Teimme suunnilleen samoja asioita kuin kollegamme Amerikan piilaaksossa, ja luimme lehtikierrossa samoja ammattilehtiä. Se oli ihmeellistä ja se oli kiehtovaa. Mutta meistä, jotka olimme silloin mukana - se oli aivan normaalia.

Ammatillisesti kiinnostavin työvaihe alkoi, kun aloin vetää "mekaanisen puunjalostusteollisuuden automaatioryhmää". Minun tiimini kehitti ja toimitti sahoille puutavaran käsittelylaitteistojen ohjausjärjestelmiä. Nuo laitteistot olivat suuria, kymmenien metrien pituisia koneita, joissa tukkeja, lautoja ja lankkuja sahattiin, mitattiin, lajiteltiin ja paketoitiin. Tietokone ohjasi koneiden kaikkia toimintoja, ja ohjauksen piti olla hyvin täsmällistä ja oikein ajoitettua. Kaiken piti tapahtua muutaman sadasosasekunnin tarkkuudella. Viivytellä ei voinut, muuten joku lauta murskautuisi koneen rautojen välissä tai sinkoutuisi lattialle. Koneiden piti olla myös luotettavia: jos tietokone pysähtyisi tai hidastelisi, koko laitos pysähtyisi. Koneissa oli paljon antureita ja tietokoneen ohjaamia moottoreita ja työsylinterejä. Kaikkien osien piti toimia synkronoidusti, mutta myös joustavasti erilaisilla tuotantonopeuksilla. Teollisuuden alkuaikoina tällaisia työkoneita ohjattiin mekaanisilla releillä. Nyt kaikki piti tehdä paljon nopeammin, tehokkaammin ja älykkäämmin, ja siihen meillä oli tarjota tietokoneita, elektroniikkaa ja aineettomia bittejä.

Eräs merkittävä oivallus oli filosofinen, sitä voisi sanoa "insinöörieetokseksi". Itse asiassa se ei edes ollut oivallus, vaan ajattelutapa, jonka olimme omaksuneet aivan huomaamattamme. Törmäsin samaan asiaan kirjallisuudessa jokin aika sitten. Fyysikko ja säieteorian kehittäjä Michio Kaku nimitti sitä "konstruktiiviseksi filosofiaksi". Se on eräänlaista suoran toiminnan filosofiaa. Mekin tunsimme jo silloin tuon periaatteen. Toimiston seinällä oli taulu, jossa luki suunnilleen näin: "Mahdottomat asiat tehdään kahdessa viikossa, mutta ihmeistä pitää sopia ensin esimiehen kanssa". Ja näin me toimimme. Tiimini alkoi ensimmäisten joukossa talossamme käyttää mikroprosessoreita, kaikki oli uutta ja ongelmia oli. Kohtasimme ongelmia, joista tiesimme ettei niille ole teoreettista ratkaisua, ja sitten oli ongelmia, jotka olivat muuten vain vaikeita. Useimmiten ne kuitenkin ratkesivat. 

Rakentamistamme koneista opin tärkeitä asioita. Ne olivat ikään kuin eläviä olentoja. Ne saivat tietoja ympäristöstään lukuisten antureiden ja mittalaitteiden kautta, ja tiettyihin signaaleihin piti reagoida tarkasti ja oikealla tavalla. Koska signaaleja saapui näennäisen satunnaisesti, koneiden piti tehdä päätelmiä reaktioiden kiireellisyydestä. Koneiden tuli selvitä itsenäisesti poikkeustilanteista, kuten epänormaaleista signaaleista. Siinä ohessa niiden tuli reagoida konetta ohjaavien ihmisten toimenpiteisiin. Koneemme toimivat itsenäisesti rikkaassa ja dynaamisessa ympäristössä, ja niiden toiminnassa oli tarkoitukseen tähtäävä piirre: ylläpitää omaa toimintakykyä ja käsitellä puutavarakappaleita oikealla tavalla. 

Pian huomasimme laatimissamme ohjelmissa kiinnostavia piirteitä, ja ryhdyimme kehittämään ja vahvistamaan niitä tietoisesti. Ohjelmien avulla rakensimme tietokoneen sisään mallin puutavaraa käsittelevästä koneesta ja sitä ympäröivästä maailmasta. Malli oli dynaaminen, sillä erilaiset anturisignaalit ylläpitivät tuota mallia jatkuvasti. Mallin elementit: muuttujat, laskurit ja taulukot, kuvasivat sekä puutavaran käsittelykoneen omaa tilaa, että siinä liikkuvien puutavarakappaleiden tiloja. 

Aloimme käyttää tuota ohjelmarakennetta myös ohjelmistojemme testaukseen. Rakensimme yksinkertaisen simulaattorin kuvaamaan automaation toimintaa. Visualisoimme tuon tietokoneen sisäisen mallin: lisäsimme koneemme ohjelmistoon uuden ohjelman, joka piirsi noin viisi kertaa sekunnissa sisäisen mallin tilan graafisin symbolein kuvaruutunäytölle. Näin saatoimme katsella reaaliajassa, mitä teollisessa prosessissa tapahtui, tai oikeastaan mitä tietokone kuvitteli tapahtuvan. Tämä järjestely oli hyödyllinen ohjelmien testaajille - ja asiakkaamme suorastaan lumoutuivat siitä.

Opimme siis, että automaatiojärjestelmän sisälle tulee rakentaa dynaaminen malli sen ympäristöstä. Tietenkään emme silloin tienneet, että brittiläinen psykologi Richard Gregory oli keksinyt saman idean Edinburghin yliopiston tekoälyprojektissa jo vuonna 1967. Harvat tuntevat tätä ideaa vieläkään. Mutta alun perin idean takana on vielä vanhempi mentaalisen mallin käsite, ja sen esitti skottilainen filosofi Kenneth Craik (1914–1945). Ilmeisesti roboteillekin siis pitää rakentaa mentaalinen malli.

On varsin yllättävää, että kymmenisen vuotta sitten saman tapainen toiminta löytyi elävien olentojen ja ihmisen aivoista. Tosin asian tarkempi tutkiminen on edelleen käynnissä. Tämä asia on syvällinen, ja se tuntuu liittyvän myös tietoisuuden käsitteeseen. Elämme rikkaassa ja muuttuvassa maailmassa, johon tietoisuudellamme ei ole mitään suoraa yhteyttä. Tietoisuutemme tuntee vain tuon aivojen luoman sisäisen maailmanmallin. Ja asialla on toinenkin puoli. Aivomme tuottavat vastaavan mallin myös itsestämme. Se kertoo meille ruumiimme tilasta ja tuntemuksista, ja ruumiimme sijainnista maailmanmallissa. Ja se sisältää myös elämänkerrallisen mallin, joka on kertomus itsestämme, yhdistettynä muistikuviimme ja tulevaisuuden suunnitelmiimme. 

Kehomme malli, sisäinen ruumiinkuva on meille ainutlaatuisen tärkeä. Jos siinä on puutteita tai vikoja, ne ilmenevät psyykkisinä häiriöinä. Erityisen konkreettisina ne näkyvät syömishäiriöiden kohdalla. 

Neurofysiologit ja neuropsykologit ovat vasta aivan viime vuosikymmeninä selvittäneet tämän aivojemme toiminnallisen piirteen, joka on automaatioinsinöörille vanhastaan tuttu. Miten he ovat päätyneet siihen? Eräs selitys saattaa olla, että hämmästyttävän monet eturivin aivotutkijat ovat alun perin insinöörejä tai tietokonenörttejä. Esimerkiksi Michio Kaku, Jeff Hawkins, Richard Gregory, Christof Koch ja Teuvo Kohonen. Ehkä siksi heillä on ollut ennakkoluulottomuutta ja moraalista rohkeutta tarkastella ihmisaivoja koneena.

Palaan vielä entiseen työnantajaani Strömbergiin. 1960- ja 1970- luvuilla sen insinööreillä oli varsin hyvät mahdollisuudet esittää elektroniikkaan liittyviä uusia hankkeita tai omaksua uusia ideoita projekteihinsa. Rönsyjä syntyi ja niitä ruokittiin, mutta syntyikö niistä vahvoja innovaatioita ja uutta liiketoimintaa? Tähän on vaikea vastata suoraan. Yleinen teollisuusautomaatio kuihtui vähitellen pois. Mutta elektroniikan ja mikroprosessorien yhdistäminen sähkövoimatekniikkaan tuotti tärkeitä uusia tuotteita, kuten ohjauslaitteita ja suojareleitä. Sähkönjakelua ei enää oikein voisi kuvitella ilman elektroniikan tuottamaa älyä ja toiminallisuutta. Loistava esimerkki on vaihtovirtamoottorien säätäminen taajuusmuuttajan avulla. Yhtiö kehitti tämän laitteen 1970- luvulla käyttökelpoiselle tasolle ensimmäisenä maailmassa, Vaikka Strömberg on nykyään sulautunut monikansalliseen ABB- konserniin, taajuusmuuttajien tuotanto Suomessa on edelleen merkittävää liiketoimintaa.  

Rönsyjen kasvattaminen vaatii myös aikaa. Kehitystyön jatkuminen pitää turvata, vaikka se on hidasta ja epävarmaa. Suuri ja vakiintunut yhtiö voi sallia itselleen tällaisia riskejä. Siksi niillä on oma roolinsa merkittävien innovaatioiden tuottajana. Muistan osallistuneeni keskusteluun ruoripotkureista vuonna 1982, kun olin juuri lähtemässä uuteen työpaikkaan. Voisivatko ne joskus toimia sähköllä? Ruoripotkuri on monipuolinen ja tehokas laivojen työntövoimaa tuottava laite. Ensimmäinen suoravetoinen, elektronisesti ohjattu ja sähköinen Azipod- ruoripotkuri asennettiin laivaan vuonna 1990. Siitäkin syntyi merkittävää ja kestävää liiketoimintaa.

Koneen henkeä jälkiviisauden valossa

Luin uudelleen Tracy Kidderin kirjan "Koneen henki" (Kirjayhtymä 1984, alkuteos "The Soul of a New Machine" julkaistiin 1981). Luin sen koska halusin tutkia insinöörien käsityksiä omasta työstään, ja teollisuuden johtamiskäytäntöjä. Ajattelin, että vuosikymmenien etäisyys tuohon silloin niin ajankohtaiseen kirjaan avaisi aivan uusia näkymiä. Ja niin todella kävi. Kirja kertoo aika paljon sekä insinöörityöstä että johtamisesta. Ja lisäksi se kertoo yritysten ponnistuksista teknologisen muutoksen kurimuksessa. Tässä suhteessa kirjalla on vahva yhtymäkohta Nokian matkapuhelinliiketoiminnan katastrofiin. Siinä se toistaa antiikin tragedian mottoa: "jumalat lyövät sokeudella ne jotka he haluavat tuhota".

1970- luvun lopulla katastrofin koneisto oli jo käynnistynyt Yhdysvaltain tietokoneteollisuudessa, mutta kirjan toimijat eivät näe sitä. Vasta me jäljessä tulevat näemme. Ja katastrofi iski juuri kaikkein vahvimpiin - aivan kuten se iski vuosikymmeniä myöhemmin alallaan ylivoimaiseen Nokiaan. Se murjoi sellaisia aikansa mahtifirmoja kuin Digital Equipment, Data General, Control Data, Sperry Rand, Burroughs, IBM ja Xerox. Nykyiselle sukupolvelle vain kaksi viimeksi mainittua lienevät tuttuja.

Pari sanaa itse kirjasta. Se dokumentoi runsaan vuoden pituisen jakson, jonka aikana Data General kehitti uuden ja aikansa tehokkaimman 32- bittisen superminitietokoneen. Kirjoittaja Tracy Kidder vietti tuon ajan Data Generalin laboratorioissa tuotekehitysinsinöörien seurassa. Kirja oli ainutlaatuinen ja eläytyvä ruohonjuuritason kuvaus asiantuntijaorganisaatiosta. Sen ansioista hänelle myönnettiin mm. arvostettu tietokirjallisuuden Pulitzer- palkito.

Luin kirjan heti kun se ilmestyi englanninkielisenä. Se oli minua lähellä, koska juuri samaan aikaan työskentelin itsekin jokseenkin samanlaisessa työssä, Strömberg Oy:ssä, ja samaisen Data General- yhtiön teknologian kimpussa. Käytimme työssämme yhtiön tuottamia Nova- ja Eclipse- minitietokoneita, mutta olimme jo luopumassa niistä. Strömbergin johtaamistyyli muistutti Data Generalin tapaa. Se oli äärimmäisen epämuodollista: johto antoi vain suunnan, mutta ei puuttunut siihen, millä tavalla toimittiin*.  Uusi tehtäväni oli kehittää mikroprosessoripohjainen automaatiojärjestelmä puunjalostusteollisuuden tarpeisiin (ei toki yksin; minulla oli oma kahdeksanhenkinen suunnittelutiimi, ja rinnallamme työskenteli Kari Matilaisen vetämä kovoporukka, joka suunnitteli tarvittavat elektroniikkakortit koko firman tarpeisiin). Samoin oli elektroniikalle yhteinen tuotantoporukka, joka valmisti piirilevyt ja kokosi asiakkaille toimitettavat automatiikkakaapit. Tiimissäni oli kokenut teknikko, joka laati tuotannon tarvitsemat kokoonpanopiirustukset ja osaluettelot.

Oli erikoinen tunne lukea vuosikymmenien jälkeen sama kirja suomennettuna. Huomasin, että kirja oli tallentunut hyvin muistiini (olihan se minulle niin tärkeä). Mutta samalla minun oli hieman vaikea tunnistaa kirjaa samaksi, jonka olin lukenut alkukielellä. Kääntäjä oli tehnyt sujuvaa tekstiä, mutta ymmärrettävästi lyhenteet ja ammattitermit oli usein väärin tai ainakin outoja. Esimerkiksi kirjassa vilahteli usein sana "insinöörityön osaston päällikkö", kun oikea sana olisi "suunnitteluosaston päällikkö". Lisäksi minusta tuntui, että joitakin kappaleita oli lyhennetty tai pudotettu pois - vaikka voihan oma muistini myös reistailla. Mutta joka tapauksessa käännös kaivoi muististani esiin alkuperäisen kirjan, joka oli liian armottoman haalistunut ilman apua muistettavaksi.

Tämä riittäköön taustoista. Kidderin kirja on legendaarinen, koska se kuvasi tarkasti, miltä insinööriporukan toiminta ja johtaminen näytti lattiatasolta katsoen. Kyseessä on tosin vain yksi yhtiö, mutta tunnistin todella omasta työhistoriastani monet kirjassa esitellyt asiat. Ne näyttävät olevan universaaleja, ja lisäksi sellaisia, joita ei missään tapauksessa opeteta yritysjohtajien koulutusohjelmissa. Olennainen asia seuraavassa on, miltä Kidderin kirja näyttää vuosikymmenien kuluttua ja jälkiviisauden kirkastamana. 

Matala hierarkia

 

Kidderin kirjan sensaatiomaisin asia oli aikanaan matalan hierarkian idea. Alemmat johtajat olivat epämuodollisia, ihmisiä pyrittiin sitouttamaan eikä käskyttämään, ja muodollisen projektijohtamisen asemasta ihmiset saivat itse kehittää yhteistyön muodot.

Jälkiviisaus ja oma kokemukseni puhuvat hieman muuta. Luettuani kirjan uudelleen aloin ajatella, että kysymys on myös yhteiskuntien erosta. Eagle- tiimissä oli noin 30 ihmistä, jotka jakautuivat karkeasti kovoporukkaan (elektroniikka) ja mikrokakaroihin (Eagle oli ns. mikro-ohjelmoitu kone, mutta en aio selittää mitä se on). Kuitenkin tuossa porukassa oli ihmeen paljon arvoasteikkoja ja eritasoisia päälliköitä. Itse asiassa monet ihmiset valittivat jopa, ettei johto piittaa heistä (eli ei pomota tarpeeksi). Myös sitoutumisessa näytti olevan ongelmia. Oma tulkintani on, että Yhdysvalloissa vallitsee perinteisempi ja autoritaarisempi kulttuuri. Eaglen päälliköiden omaksuma vapaa tapa toimia oli intuitiivinen ja siinä tilanteessa välttämätön, mutta se aiheutti stressiä ja turvattomuuden tunnetta insinööreissä. Oma kokemukseni Strömbergiltä oli, että meillä hierarkia oli pienempi ja vapaus suurempi, eikä se aiheuttanut kitkaa**. 

Sisäinen kilpailu

Kirjan keskeinen "kätketty agenda" liittyy sisäiseen kampailuun. Alussa yhtiön johtaja de Castro ilmoittaa, että yhtiön keskeinen tulevaisuuden projekti, 32-bittinen tietokone kehitettäisiin uudessa yksikössä Pohjois-Carolinassa, Fountainhead- projektissa, jonne tulisi parhaat resurssit. Ilmoitus loukkasi syvästi yhtiön kokenutta Eclipse- ryhmää. Vähitellen ja ovelalla diplomatialla Eclipse- ryhmä alkaa kehittää omaa 32- bittistä konettaan, ja hankkeen salanimeksi tulee "Eagle".

Avoimia kysymyksiä jää. 1. Oliko kyseessä ovela veto saada aikaan yhtiön sisäinen kilpailu 32- bittisestä koneesta, 2.  Oliko kyseessä ylimmän johdon rajaton typeryys. 3. Oliko sisäisellä kilpailulla motivaatiovaikutus Eagle- ryhmään, 4. Oliko tarkoitus myös motivoida / kannustaa Fountainhead- projektia. Sen paremmin kirja kuin jälkiviisaus ei vastaa näihin kysymyksiin. 

Tuloksellisuus 

Miten Eagle- hanke toteutui teknisesti? Tärkein tulos oli, että kone saatiin aikaiseksi, ja että se lopulta läpäisi vaativat testiajot. Kidderin analyysi loppuu tähän. Jälkiviisaan on helppo arvostella. Koneen suunnittelu tehtiin kiireen takia aivan liian nopeasti. Virheitä ei juuri löydetty suunnittelun aikana, eikä pahemmin etsittykään. Siksi se piti tehdä järjestelmätestauksen yhteydessä. Niinpä testaus venyi ajatellusta muutamasta kuukaudesta moninkertaiseksi, yli vuoden mittaiseksi tuskalliseksi taisteluksi. Tämä on itsellenikin tuttu ilmiö monista hankkeista. Testauksen kuluessa useimmat perusosat jouduttiin muuttamaan ja korjaamaan yhä uudelleen. Tämä uuvutti ja turhautti koko tiimiä, sitä pahemmin mitä pidemmälle edettiin.

Joka tapauksessa epävirallinen Eagle- tiimi päihitti virallisen Fountainhead- projektin, joka ei oikeastaan saanut mitään aikaan. Kidder ei sano suoraan, mutta antaa ymmärtää, että menestys johtui epämuodollisesta johtamistavasta. Minulla on paljon raadollisempi selitys. Teknologian kehitys nojaa olemassa olevaan perimään paljon enemmän kuin halutaan edes myöntää. Eagle-tiimi oli tuottanut menestyneen Eclipse- tuotelinjan. Eagle oli Eclipsen laajennus, ja siinä käytettiin ilmeisesti hyväksi Eclipse- projektissa kehitettyjä piiriratkaisuja ja ideoita. Se oli siis teknologisesti kypsempi. Fountainhead sai aloittaa ns. puhtaalta pöydältä. Sen suunnitelmat olivat varmaankin kunnianhimoisemmat ja pidemmälle viedyt, mutta voisin vaikka lyödä vetoa, että  neitseellinen piirisuunnittelu toi mukanaan niin paljon virheitä, ettei testausvaihe enää niistä selvinnyt. Ja kun asiaa ilmeisesti yritettiin korjata muodollisella projektijohtamisella, se vain pahensi asiaa. 

Projektijohtamisen poissaolo

Eagle-hanketta ei todellakaan johdettu projektina. Ja tämä oli ilmeisen hyvä asia, sillä hankkeessa oli aivan liikaa epävarmuutta, jotta se olisi toiminut. Toisaalta, projektijohtamista ei tuohon aikaan ylipäätään sovellettu tuotekehityksessä. Olen pohtinut projektijohtamisen roolia kirjassani "Projektitoiminnan musta kirja". Kidderin kirja tuo ilmi, miksi projektitoiminta ei tässä sovi. Aivan liikaa epävarmuutta ja liikkuvia osia. Projekti voi tosin olla keino tutkia hankkeen epävarmuuden tasoa ja vaikutusta. Mutta silloin ei saa olla kiire. 

Ainoa noudatettu muodollisuus, josta päälliköt pitivät tiukasti kiinni, oli ECO eli "engineering change order". Jokainen prototyyppiin tehty muutos kirjattiin tarkasti dokumenttiin. Se olikin hankkeen pelastus, muuten muutokset ja muutosten muutokset olisivat saanet aikaan hallitemattoman kaaoksen.

Pelastuspartio

Eagle- hanke todella pelasti Data Generalin (DG) - asia, jota Kidder ei kirjan päättäessään tiennyt, mutta aavisteli. Se tuotti kipeästi kaivatun 32- bittisen tietokoneen, joka olikin onnistunut ja täytti jatkuvasti kasvavat ohjelmoinnin tarpeet. Kone tosin saatiin markkinoille liian myöhään, vuonna 1980. Kilpailijan, Digital Equipment (DEC)- yhtiön VAX 11/780 tuli myyntiin vuonna 1978, ja se oli jo eräänlainen teollisuusstandardi

Tässä on vähän jargonia. Miksi "bittimäärä" on niin tärkeä? Kysymys on osaksi siitä, miten paljon tietoa käsitellään rinnakkain. Tiedon perusyksikkö tietokoneissa on 8 bitin tavu, ja se pystyy tallentamaan yhden kirjaimen tai merkin. Joten on todella tehokkaampaa hakea muistista kerrallaan kaksi (16 bittiä) tai neljä tavua (32 bittiä). Mutta vielä paljon olennaisempaa on muistin koko.  Ohjelmien kasvaessa ja osituskäytön (monta käyttäjää käyttää samaa konetta yhtä aikaa) yleistyessä tarvitaan suuria muisteja. On helpompaa toteuttaa laaja muisti, jos tietokone voi käsitellä 32 bittisiä tietoyksiköitä kerralla. Tarvitaan paljon bittejä muodostamaan laajan muistin muistipaikkojen osoitteet. Teknisistä syistä tällaiseen koneeseen voidaan rakentaa hyvin suuri, käytännössä lähes rajaton muisti. Tällaista muistia sanotaan virtuaalimuistiksi. VAX tarkoittaa "virtual access", ja myös Eagle oli virtuaalimuistikone.

Data Generalin kyvyttömyys tuoda markkinoille 32- bittinen kone oli lähes käsittämätön strateginen virhe. Eagle korjasi tilanteen viime tingassa, ja se sai kaupallisen nimen Eclipse MV/8000. Mutta se toi helpotuksen vain vähäksi aikaa. Kumpikaan yritys (DEC ja DG) ei pystynyt vastaamaan isompaan haasteeseen, eli mikroprosessoreihin. Ne eivät pystyneet siihen, koska ne olivat liian vahvasti sitoutuneet minikoneisiin ja niiden tuomaan liikevaihtoon. (Tämä ei ollut salaisuus, mainitsinkin että Eagle- projektin aikaan Strömberg oli jo hylännyt minikoneet). Yhtiöiden alamäki alkoi 1980-luvun lopussa, ja lopulta luova tuho tuhosi ne. 

Pahat johtajat - päällikkötaso 

Kirjassa kuvataan useita päällikkötason henkilöitä, jotka käyttäytyivät oudosti ja jopa työntekijöiden kannalta vihamielisesti. He sanoutuivat ehdottomasti irti "sosiaalisesta / ihmiskasvoisesta johtamisesta", ja samalla halusivat ylläpitää vaikutelmaa, että he hallitsivat tekniikan sisällön suvereenisti. Avoimeksi jää, oliko heidän tyly käytöksensä tietoista, yritys saada insinöörit ottamaan omaa vastuuta työstään. Kidderin mukaan tämä oli toimivaa, mutta se ajoi herkimmät tai heikosti motivoituneet ulos hankkeesta ja koko yhtiöstä. 

Pahat johtajat - ylin johto

Ylin johto, lähinnä toimitusjohtaja de Castro jää hämärän peittoon. Yhtiön perustajana ja huippuammattilaisena hänellä on kova auktoriteetti. Hänen todelliset toimensa jättävät ristiriitaisen vaikutelman. Hän ei pystynyt käynnistämään 32- bittisen koneen kehitystyötä ajoissa. Hän siirsi strategisen projektin erilliseen ryhmään, hyödyntämättä yhtiön kokeneimpia resursseja. Hän loukkasi ja mitätöi yhtiön menestynyttä Eclipse- ryhmää. Ja kun Eagle- projektin tulos lopulta esiteltiin hänelle, hän oli lähes vihamielinen. Pahinta oli, että hän ei ymmärtänyt mikroprosessorien haastetta (tosin Nova ja Eclipse- tietokoneet toteutettiin myös mikroprosessoriversioina, mutta tämä oli vain tekninen valinta). Olennaista on, mitä muutos vaikuttaa asiakkaiden toimintatapoihin. De Castro ei ollut tässä ainoa sokea, vaan useimmat vakiintuneet tietokoneyritykset tekivät samat virheet.

Lopputulemaksi jää, että ylimmän johdon toiminta on parhaimmillaan yhdentekevää ja pahimmillaan tuhoisaa. Ajatteleva lukija saattaa miettiä, mistä heille sitten maksetaan. 

Insinöörin ura 

Kirjassa siteerataan lausuntoa, jonka alkuperä on epäselvä. "Insinöörejä kasvatetaan kuin herkkusieniä. Pidä ne pimeässä ja syötä niille sontaa, ja ne kasvavat". Ihmiskasvoinen johtaminen onkin turhaa ja jopa häiritsevää niiden kohdalla, jotka saavat motivaationsa työn sisällöstä. Toisaalta kysymys on erilaisista uraodotuksista. Insinöörien keskuudessa on niitä, jotka odottavat tilaisuutta noustakseen organisaation portaita, siis edetäkseen erilaisissa johtotehtävissä. Mutta ongelmaksi on koettu ne, jotka saavat tyydytyksensä haasteista, ja he ovat yleensä kaikkein lahjakkaimmat. Heidän kohdallaan Kidder viittaa flipperipeliin. Projekti on kuin flipperi. Jos pelaat hyvin, saat pelata uuden pelin, joka parhaassa tapauksessa on vaativampi.

Eagle- ryhmälle Data General ei osannut tarjota uusia pelejä. Kun Eagle oli valmis, lähes kaikki sen avainhenkilöt lähtivät yrityksestä muutaman vuoden kuluessa.

*) Käsitys Strömbergin johtamistavasta 1970- luvulla ei ole vain omani, ks. Harmoinen, Martti. SAMIn tarina. ABB, Helsinki, 2002.
**)  Tässä pitäisi oikeastaan käyttää hollantilaisen teollisuussosiologin Geert Hofsteden termiä "valtaetäisyys". Hofsteden tutkimusten mukaan valtaetäisyys on Suomessa likimain maailman pienin. Valtaetäisyyden käsite valottaa mielenkiintoisesti myös Linnan "Tuntemtonta sotilasta". 

Teoriassa vaikeaa - mutta mitä siitä!

Kävin katsomassa Alan Turingin elämästä kertovan elokuvan ”Imitation game”. Sen innostamana luin lopultakin Andrew Hodgesin maineikkaan elämäkerran ”Alan Turing: arvoitus” (Terra Cognita, 2000). Elokuva oli hyvä, vaikka se vetikin niin sanotusti mutkat suoriksi. Joten siitä ei sen enempää (paitsi että on syytä korostaa, että elokuvassa rakennettu koodeja murtava kone,"Bombe" ei ole maineikas ”Turingin kone” - eikä Turing ole edes keksinyt sitä, vaan puolalaiset matemaatikot). Sen sijaan tuo kirja, joka on kyllä raskasta luettavaa, lumosi minut. Ja aivan erityksestä syystä.

Tähän lumoukseen on kaksi syytä. Ensin se yksinkertaisempi. Kirjassa Turing kohtaa urallaan, useimmiten henkilökohtaisesti, ne samat legendaariset tiedemiehet, joiden ajatuksiin tutustuin itse opiskellessani teknillisessä korkeakoulussa tietokonetekniikkaa, säätötekniikkaa ja niihin liittyviä aineita 1970- luvun alussa. Näitä henkilöitä olivat Ludwig Wittgenstein, David Hilbert, Kurt Gödel, Bertrand Russell, Claude Shannon, Norbert Wiener ja John von Neumann. Turingin uran aikana, karkeasti ottaen vuosina 1932- 1952 luotiin se teoriapohja, jonka varaan syntyi meidän uusi aikamme, tietokoneiden, automaation, viestinnän ja internetin aika. Turing ei suorastaan tuottanut teorian läpimurtoja, mutta oli innokkaasti mukana, ja julkaisi myös itse lukuisia teorioihin vaikuttaneita artikkeleita. (Turingin koneeseen liittyvä teoria on kuitenkin poikkeus, ja siitä kohta lisää). Tieteen edistykseen Turing toki vaikutti. Toisin kun luullaan, tiede ei voi edistyä vain nimekkäiden tiedemiesten oivallusten varassa. On olennaista, että samoista asioita kiinnostuneet tutkijat kommentoivat, korjaavat, vastustavat ja täydentävät heidän teorioitaan.

Kun itse opiskelin samoja asioita noin 30 vuotta myöhemmin, kohtasin nuo samat tutkijat ja heidän ajatuksensa. Jouduin siihen samaan taikamaailmaan, jossa Turing vaikutti itse mukana, toimijana ja pohtijana. Ja kun nyt luin Hodgesin kirjaa, sama lumouksen ja ihmeen maailma palasi elävänä mieleeni.

Turingin keskeinen saavutus, Turingin koneiden teoria, ei liittynyt niinkään tietokoneisiin, vaan puhtaaseen matematiikkaan ja matematiikan filosofiaan. Vuonna 1936 hän julkaisi artikkelin ”On computable numbers...” (Luvuista, jotka voidaan laskea). Sen tausta on asioita rankasti yksinkertaistaen seuraava. Hilbert tavoitteli matematiikan täydellistä ja ristiriidatonta järjestelmää, ja uskoi, että sellainen voidaan luoda. Gödel osoitti, että sellaista ei voi olla. Aritmetiikka ei voi olla samalla sekä ristiriidaton että täydellinen. Toinen kysymys on matemaattisten väittämien todistettavuus (Entscheidungsproblem). Todistuksessaan Gödel rinnasti väittämät reaalilukuihin. Avoimeksi jäi, voidaanko matemaattisen väitteen mahdollinen todistettavuus osoittaa jollain mekaanisella prosessilla, joka muodostuisi sarjasta täsmällisesti kuvattuja operaatioita, vähän samoin kuin shakkipelissä noudatetaan tarkkoja sääntöjä .**

Todistettavuusongelman ratkaisemiseksi Turing kuvitteli mielessään yksinkertaisen koneen, joka laskisi väittämiä vastaavia reaalilukuja. Sitten hän osoitti, että ei voida etukäteen päätellä, saadaanko laskennasta jokin täsmällisesti määritelty tulos. Se tarkoittaisi, että kone ryhtyy tuottamaan reaalilukua eli päättymätöntä desimaalilukua. Entä miten voidaan havaita, että kone tulostaa reaalilukua, eikä tee jotain muuta? Riittää, että voidaan ajatella näin tapahtuvan: konehan on matemaattinen olio, eikä mikään oikea kone. Itse koneen konstruktio, jota en lähde nyt selittämään, on täysin looginen ja aukoton - eikä se edes ole kovin mutkikas. Sen toimivuudesta ei siten jää mitään epäilystä.

Hyvin harva pystyi aikanaan ymmärtämään Turingin artikkelia, mutta vähitellen se herätti kasvavaa huomiota. Hänen kuvitteellista laitettaan alettiin sanoa Turingin koneeksi. Artikkelissa oli myös sivujuonne, joka herätti vähintään yhtä paljon huomiota. Pitäisikö jokaista tutkittavaa väitettä varten rakentaa juuri sitä tutkiva kone? Turing totesi, että voidaan rakentaa kone, joka aluksi lukee sisäänsä ongelmaa ratkaisevan koneen kuvauksen, ja alkaa sitten jäljitellä sitä. Tällaista konetta alettiin nimittää universaaliksi Turingin koneeksi. Turingin artikkelin tiivistetty tulos on siis: kaikki mitä ylipäätään voidaan laskea tarkasti, voidaan laskea universaalilla Turingin koneella***.

On toinenkin syy, miksi Hodgesin kirja lumosi minut. Se tuntuu kertovan kummallisesta lainalaisuudesta, teorian ja käytännön mutkikkaasta suhteesta. Tietokoneen kehitys ei nimittäin saanut vauhtia Turingin tekemästä kehitystyöstä. Turing ajautui mukaan kehittämään ensimmäisiä tietokoneita aivan toisesta syystä. Hänen sodan aikainen työnsä salakirjoituskoodia murtavien koneiden parissa oli perehdyttänyt hänet konkreettisella tavalla sähkömekaaniseen elektroniikkaan, ja viimeisissä murtamiskoneissa (Colossus) kokeiltiin jo elektroniputkia. Niistä saatiin hyviä kokemuksia, joten pian sekä Britanniassa että Yhdysvalloissa alettiin suunnitella putkilla toimivia laskukoneita, muun muassa tykistön ballististen taulukoiden ja atomipommilaskelmien jouduttamiseksi.

Edellä kerroin, kuinka Turing oli 10 vuotta aikaisemmin esittänyt universaalin koneen idean, se olisi laskeva kone, jonka muistiin luettaisiin ensin sen toimintaa ohjaava koodi. Idean toteuttamista tietokoneessa ei kuitenkaan esittänyt Turing, vaan toinen nero, John von Neumann****. Siksi nykyisen kaltaisia tietokoneita sanotaan joskus von Neumannin koneiksi. Turing alkoi suunnitella ACE- nimistä elektronista tietokonetta, mutta hanke joutui vaikeuksiin. Hän siirtyi turhautuneena Manchesterin yliopiston tietokoneprojektiin, joka oli jo pitkällä. 500 elektroniputken demonstraatiokone (1948) oli maailman ensimmäinen toimiva elektroninen ”von Neumann” tietokone. Siitä kehittyi Mark I malli, jossa putkia oli jo 4000. Turingissa yhdistyi abstrakti teoreettinen ajattelu ja hyvin konkreettinen työtapa. Turing ei osallistunut vain teorian tasolla, vaan laatimalla ja testaamalla konekielisiä ohjelmia, ja rakentamalla ja korjaamalla elektronisia piirejä.

Teorian ja käytännön mutkikkailla suhteilla on historiansa. Mekaaninen laskukone voitaisiin helposti rakentaa hyvin konkreettista laskemisen tarvetta varten pelkästään käsityötaidon varassa. Kuitenkin varhaisen mekaanisiin hammaspyöriin perustuvan laskukoneen rakensi matemaatikko Blaise Pascal vasta 1600-luvulla. 1700- luvulla matemaatikko Gottfried Leibniz suunnitteli ehkä ensimmäisen mekaanisen laskukoneen, joka pystyi kertolaskuun. Ehkäpä konkreettinen työ ja mekanismien kanssa leikittely ei välttämättä olekaan abstraktin ajattelun vastakohta, vaan jopa oudolla tavalla sille sukua.

Teorian ja käytännön suhde on kirjassa vieläkin monimutkaisempi. Turingin koneen idealla on lähes käsittämätön matemaattinen voima - mutta se vaikuttaa periaatteellisella tasolla, sillä ei ole juuri mitään roolia arkipäiväisten ongelmien parissa. Ehkä tuon voiman sokaisemina Turing ja hänen kollegansa antautuivat laajoihin kybernetiikkaa ja tekoälyä koskeviin spekulaatioihin. He tuntuivat olevan uskomattoman tietämättömiä edes kielitieteen tai psykologian alkeista. Turing tosin selvitteli aivojen neuronien määrää, ja päätyi jopa 10 miljardin solun arvioihin - valtava kontrasti verrattuna sen aikaisten laskentakoneiden kapasiteettiin: muutama tuhat muistipaikkaa tai elektroniputkea.

Siitä huolimatta Turing uskoi tietokoneiden supervoimiin. Hän muotoili kuuluisan Turingin testin. Ajatellaan suljettua huonetta, jossa on joko tietokone tai ihminen, ja joka kommunikoi koneella kirjoitettujen viestien kautta. Jos huoneen ulkopuolelta ei voida päätellä, onko huoneessa tietokone vai ihminen, Turingin mukaan voidaan sanoa että tietokone pystyy ajattelemaan. Turingin testiin on vaikea suhtautua, mutta harva yhtyisi päätelmään tietokoneen ajattelukyvystä, vaikka se onnistuisikin huijaamaan ulkopuolella olijoita. Testin muunnelma on ”Searlen kiinalainen huone” (John Searle on amerikkalainen filosofi). Nyt huoneessa istuu henkilö, joka lukee huoneeseen sujautettuja kiinan kielellä kirjoitettuja lappuja. Hän ei osaa kiinaa, vaan valitsee vastaukset suuresta koodikirjasta. Kirja on niin laaja ja hyvin laadittu, että vastaukset ovat järkeviä. Kysymys kuuluu: osaako tuo huone kiinaa?

Filosofiaan taipuvat lukijat voivat huvitella pohtimalla, ovatko nämä testit syvällisiä vai lapsellisia.

Palaan vielä Turingin lumottuun maailmaan, sillä jouduin sinne uudelleen ensimmäisessä työpaikassani Strömbergillä 1970- luvun loppupuolella. Yhtiössä vallitsi suuri innostus tietokoneisiin. Se oli jo suunnitellut ja rakentanut pienen sarjan järeitä Selco-1000 teollisuustietokoneita (kone muistutti pioneeriajan tietokoneita, se käsitti useita kahden metrin korkuisia instrumenttikaappeja, joiden etupaneelissa oli riveittäin värillisiä vilkkuvia lamppuja). Sen jälkeen siirryttiin niin sanottuihin minitietokoneisiin (sellainen painoi kymmenkunta kiloa ja mahtui vaikka kirjoituspöydälle). Toteutimme näillä koneilla teollisuuden automaatiojärjestelmiä. Laadimme konekielisiä ohjelmia (tarkemmin sanoen symbolista konekieltä eli assembleria). Alkuaikojen tietokoneiden tapaan ohjelmat syötettiin koneisiin paperisilla reikänauhoilla. Työ oli laiteläheistä, toisin sanoen tiesimme ja ymmärsimme pienintä yksityiskohtaa myöten, mitä tietokoneessa ja sen oheislaitteissa sekä ohjattavissa teollisuusprosesseissa tapahtui.

Mielenkiintoisin vaihe alkoi, kun siirryimme käyttämään mikroprosessoreita - ne olivat varsinaisiin tietokoneisiin verrattuina halpoja, pieniä ja luotettavia. Tässä vaiheessa tapahtui useita kertoja, että teoria ja käytäntö joutuivat ristiriitaan - ja useimmiten käytäntö voitti. Ensimmäisen kerran se tapahtui, kun ehdotin esimiehelleni, että myös oma ryhmäni alkaisi käyttää mikroprosessoria. Strömberg oli jo valmistautunut, sillä se oli kehittämässä mikroprosessoreihin perustuvaa teollisuusjärjestelmää (tarvittaisiin mm. laskentayksiköitä, muistiyksiköitä ja prosessisignaalien liittämiseen tarvittavia yksikköjä). Mutta esimieheni selitti minulle, että mikroprosessori sopii vain hyvin yksinkertaisiin tehtäviin, se olisi vähän niinkuin taskulaskimen kaltainen laite. Sitä ei voisi käyttää vaativissa automaatiosovelluksissa. En uskonut. Tutkin teknisiä dokumentteja ja tein laskelmia. Huomasin, että mikro olisi jopa tehokkaampi kuin käyttämämme minitietokone. Joten pienen väännön jälkeen sain luvan käyttää mikroprosessoria. Ja käytäntö osoitti, että olin oikeassa.

Seuraava kriisi koski käyttöjärjestelmää. Minikoneissa oli yksinkertainen reaaliaikakäyttöjärjestelmä, joka helpotti merkittävästi ohjelmointia ja mahdollisti useiden ohjelmaprosessien samanaikaisen ajon. Mutta mikroihin sellaista ei ollut saatavilla. Ehdotin taas esimiehelleni, että tekisimme sen itse. Tällä kertaa hän oli suorastaan kauhuissaan. Hän selitti, että se olisi lähes mahdoton asia, se vaatisi vuosien työn, eikä ehkä edes onnistuisi (tietokonetekniikan historiassa tunnettiinkin katastrofeiksi muuttuneita käyttöjärjestelmäprojekteja). En saanut hänen mieltään muuttumaan, joten menin takaisin toimistooni ja aloin koodata sitä itse, ilman lupaa. Muutamassa viikossa se oli koodattu ja testattu - muun työn ohessa. Se oli hyvä ratkaisu, ilman käyttöjärjestelmää olisimme olleet todella pulassa.

Oli toinenkin syy miksi käyttöjärjestelmä saattoi arveluttaa. Akateemisessa tietokoneteoriassa prosessien vaihto-ongelma tunnettiin niin sanottuna pahana ongelmana, sen mutkikkuus kasvoi rajusti prosessien lisääntyessä. Mutta tiesin, että tarvitsisimme enintään parikymmentä samanaikaista prosessia. Näin pienessä mittakaavassa prosessien vaihto ei vaatinut paljoakaan ylimääräistä laskentaa.  Saatoin jättää akateemisen tieteen ennustaman riskin huomiotta. 
 
Viimeinen kriisi liittyi muistin riittävyyteen. Tunnetun lainalaisuuden mukaan ohjelmien koko pyrkii kasvamaan jatkuvasti. Siihen aikaan se ei ollut ongelma ohjelmien kirjoittajille, mutta käyttämämme 8 bitin mikroprosessorin muistialue oli rajoitettu. Olisimme voineet siirtyä tehokkaampiin prosessoreihin, mutta siihen ei vielä ollut valmiutta. Joten päätin tehdä virtuaalimuistin - ja tällä kertaa en edes yrittänyt kysyä lupaa esimieheltä. Akateeminen tietokoneteoria liitti virtuaalimuistiin ns. roskienkeruun, jota pidettiin niin ikään potentiaalisesti pahana ongelmana. Tarvittiin ohjelma, joka vapautti käyttöön aiemmin varattuna olleita muistilohkoja. Toisaalta meidän ohjelmiemme piti reagoida prosessista tuleviin signaaleihin lähes välittömästi, ei ollut mahdollista jonottaa esimerkiksi muistin vapautumista. Keksin kuitenkin toisenlaisen tavan tehdä virtuaalimuisti. Kävelin laitekehityksestä vastaavan Kari Matilaisen toimistoon, ja selitin, että tarvitsemme muistiyksiköitä, jotka voidaan aktivoida ja passivoida ohjelmakäskyllä. Samalle muistialueelle voitaisiin silloin latoa rajattomasti muistia. Hän piti ajatusta hyvänä, ja lupasi toimittaa tällaisia muistiyksikköjä siihen mennessä kun me saamme niitä tarvitsevan ohjelman valmiiksi. Lopuksi tein käyttöjärjestelmään pienen muutoksen, joka vaihtoi prosessia vaihdettaessa myös sen käyttämän muistiyksikön. Ohjelmoijan ei tarvitsisi koskaan murehtia muistin riittävyyttä. Riitti, kun ohjelmistoa koottaessa tietokoneelle "kerrottiin", missä lohkossa kukin ohjelmaprosessi sijaitsee.

Koetan vetää yhteen, mitä olen koettanut havainnollistaa. Teknologia ei välttämättä kehity tieteellisen teorian vaikutuksesta. Usein teorioissa esiintyvät periaatteelliset rajoitukset saattavat jopa hidastaa teknologian kehitystä****. Toisaalta, kuten esimerkit mekaanisista laskukoneista ja tietokoneiden alkuajoista osoittavat, teoria voi myös rohkaista ja oikeuttaa käytännön kehitystyötä. Teknologiaan liittyvä keskeinen teoriatausta myös muuttuu kehityksen myötä. Tietokoneiden alkuaikoina tarvittiin Alan Turingin kaltaisia matemaatikkoja löytämään ja muokkaamaan tietokoneiden ratkaistaviksi soveltuvia tehtäviä. Tällä hetkellä laskentateoriat ovat jääneet taustalle, ja tilalle on tullut esimerkiksi koodausteoriaa, tiedon pakkauksen teoriaa ja salakirjoituksen teoriaa.

Kohtasin työssäni vielä yhden Turingin taikamaailman piirteen. Koodeja murtava ryhmä toimi täysin autonomisesti, siinä ei ollut hierarkiaa eikä esimiessuhteita, vaan työt jaettiin kykyjen mukaan ja kaikki auttoivat toisiaan. Oma työympäristöni oli samanlainen, Samalla kun taistelimme teknisten ongelmien kimpussa, koetimme pitää huolta, että keksimämme uudet ratkaisut sopivat yhteen ja hyödyttivät koko yritystä. Johtajat eivät motivoineet eivätkä kannustaneet, vaan pysyttelivät poissa tieltä.

Hodgesin kirjan nimessä on sana ”arvoitus”. Selvästi se liittyy saksalaisen salakirjoituskoneen koodin murtamistyöhön, missä Turingin rooli oli aivan keskeinen. Koneen nimi ”Enigma” tarkoittaa arvoitusta. Mutta se voi viitata myös Turingin persoonallisuuteen, joka oli vähintään poikkeuksellinen. Myös Turingin itsemurha on arvoitus. Hän ei vaikuttanut masentuneelta eikä itsetuhoiselta, mutta toisaalta hän puhui itsemurhan mahdollisuudesta huolettomasti. On totta, että Yhdysvalloissa levisi sodan jälkeen moraalinen paniikki, ja he painostivat myös brittejä puhdistamaan homoseksuaalit ja muut epäilyttävät henkilöt valtion palveluksesta. Turing suhtautui avoimesti ja luontevasti seksuaalisuuteensa. Mutta epäilemättä painostus tuntui, ja hän sai myös poikkeuksellisen kovan tuomion "seksuaalisesta perversiosta". On myös mahdollista, että hänet murhattiin, vaikka selviä viitteitä ei ole. Jostain syystä Turingin sodanaikainen työ luokiteltiin myös sodan jälkeen äärimmäisen arkaluontoiseksi. Se pidettiin täysin salassa 20 vuotta, ja kirjan mukaan se on edelleen osittain salaista. Turingin homoseksuaalisuus, hänen persoonallisuutensa, hänen älyllinen kapasiteettinsa ja  lukuisat kontaktit ”epäilyttäviin” henkilöihin saattoivat tehdä hänestä uhkaavan turvallisuusriskin. 

Elokuvan nimi ”Imitation game” eli ”jäljittelypeli” voisi viitata ainakin kolmeen asiaan. Ensinnä se tuo mieleen Turingin testin, missä tietokone yrittää jäljitellä ihmistä. Toiseksi, se voisi viitata universaalin Turingin koneen toimintaan. Tuo konehan lukee minkä tahansa muun koneen rakennekuvauksen, ja ryhtyy sitten jäljittelemään sitä. Ja sitten sillä voidaan viitata siihen, miten homoseksuaali selviytyy vihamielisessä ympäristössä. Pitää jäljitellä ”tavallisia” ihmisiä. Mutta tällaisesta elämästä Alan Turing ei itse piitannut. Hän oli avoimesti vain oma itsensä. 

Jälkikirjoitus

Alan Turing oli harvinaisen monipuolinen ajattelija. Hänen ideansa "universaalista Turingin koneesta" vaikutti ratkaisevasti nykyaikaisen tietokoneen keksimiseen. Hän vaikutti vahvasti tekoälyn (AI) tutkimuksen käynnistämiseen 1950- luvulla. Hän pohti myös, miten kemialliset prosessit voisivat saada aikaan epäorgaanisten aineiden järjestäytymisen symmetrrisiksi muodoiksi, kuten tähdiksi, nauhoiksi ja spiraaleiksi. Vuonna 1952 hän julkaisi artikkelin "The chemical basis of morphogenesis" (muotojen syntymisen kemiallinen perusta). Sitä pidetään yhtenä teoreettisen biologian perusteoksena.

*) Jos lukija ei ole perehtynyt matematiikkaan ja logiikkaan, voi olla valaisevaa lukea hieno sarjakuvaromaani ”Logicomix” - se on myös suomennettu (Avain 2010). Siinä seikkailevat nämä Alan Turingin tärkeät kollegat - myös Turing mainitaan sen liiteosassa.

**) Tämä kuvaus on epätarkka, eikä se pysty valaisemaan hyvin vaikeaa ja syvällistä ongelmaa. Yllä mainittu ”Logicomix” johdattelee siihen kansantajuisesti.

***) Nykyiset tietokoneet ovat pääasiassa niin sanottuja von Neumann- koneita ja sen muunnelmia. Loogisesti ne vastaavat täysin universaalia Turingin konetta - paitsi että jälkimmäisessä on ääretön muisti. Oikeassa tietokoneessa sellaista ei tietenkään voi olla.
****) John von Neumann kirjoitti vuonna 1945 raportin "First Draft of a Report on the EDVAC", jossa kuvataan yleiskäyttöisen tietokoneen rakennetta. Turingin nimeä ei siinä mainita, mutta raportin keskeinen idea oli peräisin Turingin vuoden 1936 artikkelista "On computable numbers". Von Neumannin raporttia ei julkaistu, mutta sen kopiot kiersivät asiantuntijoiden keskuudessa. Sen takia tietokonetta ei koskaan voitu patentoida.

*****) Olen eritellyt teknologian ja tieteen suhteita ja teknologian leviämistä ja vaikutuksia kirjassani ”Tervanpoltosta innovaatiotalouteen”.