Kun hiiri kävi kissalle räätäliksi, ei tunnetusti syntynyt takkia. Joensuun korkeakoulussa haaveiltiin 1980-luvun alussa holografisesta Venuksesta. Sitä ei ole nähty, mutta syntyi uutta tietoa, osaamista, tekniikkaa ja teollisuutta. Tuli nano-optiikka.Kävikö siis niin, että tällä kertaa takin sijaan saatiinkin frakki?

Teksti: Kalevi Rantanen

Kun hiiri kävi kissalle räätäliksi, ei tunnetusti syntynyt takkia. Joensuun korkeakoulussa haaveiltiin 1980-luvun alussa holografisesta Venuksesta. Sitä ei ole nähty, mutta syntyi uutta tietoa, osaamista, tekniikkaa ja teollisuutta. Tuli nano-optiikka.Kävikö siis niin, että tällä kertaa takin sijaan saatiinkin frakki?

”Voitaisiinko Milon Venuksen suloja ihastella edestä ja takaa täsmälleen samaan aikaan Pariisin Louvressa, Helsingin Ateneumissa ja Kiteen kunnantalolla?” Näin kysyi 1981 Tiede 2000 -lehdessä silloisen Joensuun korkeakoulun tutkija Pertti Ketolainen. Museoaarteita ja muuta kulttuuria haluttiin tuoda kaikkien ulottuville holografian voimalla, mutta kehitys kulki toisin. Holografiaa syntyi vähän, valo-osaamista paljon. Milon Venuksen sijaan saamme nyt ihailla tietokonehologrammeja.

Syntyikin nano-optiikkaa– Vuodesta 1995 alkaen meillä on keskitytty voimakkaasti niin sanottujen tietokoneella suunniteltujen hologrammien (computer generated holograms) valmistukseen, kertoo yli-insinööri Pertti Pääkkönen nykyisestä Itä-Suomen yliopistosta.– Itse en haluaisi kutsua näitä edes hologrammeiksi, vaan mieluummin mikro- ja nanorakenteisiin perustuviksi optisiksi komponenteiksi.Hologrammi saadaan kuvaamalla esine kolmiulotteisesti lasersäteillä. Tietokonehologrammi taas suunnitellaan numeerisilla laskentamenetelmillä, ilman kuvattavaa kohdetta, ja valmistetaan esimerkiksi kvartsista tai piistä elektronisuihkun avulla.Uudet komponentit ovat suureksi osaksi kuluttajalle näkymättömiä optiikan työjuhtia, kuten diffraktiohiloja, diffraktiivisia linssejä ja lasersäteen muodon muokkaajia. Ne tehostavat esimerkiksi ledivalojen, kameroiden ja näyttöjen toimintaa. Seteleiden, pakkausten ja luottokorttien turvamerkinnät tehdään usein samalla tavalla. Ne voivat näyttää hologrammeilta, mutta ovat todellisuudessa syntyneet tietokoneessa.

Saarnamies aikaansa edelläKolmekymmentä vuotta sitten tutkijat levittivät holografian evankeliumia innokkaasti myös teollisuuteen. – Toimin holografian saarnamiehenä, kertoo Itä-Suomen yliopiston emeritusprofessori Rauno Hämäläinen. Hän mainitsi 1981 Tiede 2000 -lehdessä interferometrian yhtenä esimerkkinä teollisista sovelluksista.Holografiainterferometriassa verrataan hologrammia ja alkuperäistä esinettä, jolloin havaitaan pienetkin muodonmuutokset. Suuri mittaustarkkuus on eduksi monilla aloilla, kuten lentokoneteollisuudessa. – Ehdotin esimerkiksi Valmetin lentokonetehtaalle holografiaa aineenkoetukseen, Hämäläinen muistelee. Vastaus oli, että 1930-luvulla keksityt mittausmenetelmät riittävät. Samoihin aikoihin Yhdyvaltain lentokoneteollisuus siirtyi holografiamenetelmään.– Holografia oli tuohon aikaan vielä liian uutta, kiteyttää professori Hämäläinen.

Keskittyminen toi osaamistaTulokset ovat poikenneet haaveista. Kannattiko siis Joensuussa keskittyä holografiaan 30 vuotta sitten? – Kyllä kannatti, vastaa Hämäläisen kollega Pertti Ketolainen, nykyään emeritusprofessori hänkin. – Pienen fysiikan laitoksen voimavarat riittivät  siihen. Sittemmin holografiatutkimus on poikinut yleismaailmallisesti tunnetun laitoksen modernin optiikan alalla.Tieto ja osaaminen karttui, mutta myös taloudellinen lopputulos on ollut hyvä. Tutkimuksesta on versonut yrityksiä, kuten Nanocomp, joka toimittaa diffraktiivista optiikkaa kaikkialle maailmaan.– Holografian tutkimuksessa syntynyttä osaamista on hyödynnetty myös konenäössä sekä kännyköiden ja näppäimistöjen taustavalojen valmistuksessa, täydentää Pasi Vahimaa, joka toimii nyt teoreettisen optiikan professorina Itä-Suomen yliopistossa.

Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri, vapaa tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Hologrammi on tietopaketti

Holografiakuvauksessa filmille tai valoherkälle kennolle tulee kaksi lasersädettä, toinen suoraan ja toinen kuvauskohteesta heijastuneena. Säteet saapuvat kohteen muodon mukaan eri vaiheissa. Yhteen osuessaan ne summautuvat eli interferoivat, jolloin ne joko vahvistavat tai heikentävät toisiaan. Kaikki tieto tallentuu hologrammiin.  Kohteen jokaisesta pisteestä heijastuu valoa kuvan jokaiseen pisteeseen. Siksi hologrammin palasessakin on koko kuva, vain tarkkuus on pienentynyt. Hologrammia katsotaan kuin tavallista kuvaa. Valokin voi olla tavallista, lasersädettä ei välttämättä tarvita.Hologrammeja käytetään nykyään esimerkiksi tuotteiden tunnisteina ja koristeina, näytöissä, mainoksissa, tarroissa ja teipeissä, aikakauslehtien kuvituksessa ja koruissa.

Holovisiota odotetaan

Holografista kuvaa voidaan tuottaa myös muilla kuin valoaalloilla, esimerkiksi ultraäänellä. Oulun yliopiston tutkija Esko Alasaarela kirjoitti 1981 ultraääniholografiasta. Hän kuvasi tulevaisuuden terveystarkastusta: ”Seuraavaksi on vuorossa sydän, jonka syke näyttää kolmiulotteisessa kuvassa ihmeen laajalta ja voimakkaalta.”– Ultraääniholografiaa kehitettiin Oulun yliopistossa ja tutkimustyön tuloksena syntyneessä yrityksessä, muistelee Esko Alasaarela, joka toimii nykyään dosenttina samassa yliopistossa.Oululaistutkijat kehittivät menetelmän kohteeseen tulevan ja siitä heijastuvan ultraääniaallon vaihe-eron mittaamiseksi. Eroa kuvaavasta suureesta, vaihekulmasta, lasketaan ja muodostetaan tietokonekuva. Tutkijat patentoivat menetelmän neljässä Euroopan maassa ja Yhdysvalloissa. Sitten seurasi neuvottelukierros japanilaisten, korealaisten, saksalaisten, tanskalaisten ja amerikkalaisten ultraäänilaitteiden valmistajien kanssa, mutta kaupallista tuotetta ei syntynyt. – Suomessa ei ollut ultraäänilaitteiden valmistajia, ja muualla jostakin ”napapiirin takaa” tulleiden tutkijoiden oli vaikea myydä teknologiaansa, vaikka prototyyppiä tultiin katsomaan Koreasta ja Japanista saakka, sanoo Alasaarela. Ehkä suurin ongelma oli markkinoiden kypsymättömyys. – Olimme yli kymmenen vuotta edellä aikaamme, Alasaarela toteaa. Myöhemmin, 1990-luvulla, samanlainen tekniikka kehitettiin maailmalla, ja nykyään se on standardi lääketieteellisissä ultraäänimittauksissa. Kysymyksessä on nimenomaan tarkka ultraäänikuvaus. Kaupallinen kolmiulotteinen ultraääniholografia on yhä haave. Muuta kolmiulotteista ultraäänikuvaa kyllä tehdään etenkin sikiön, mutta myös sydämen tutkimuksessa.

Hyvä harrastus – ja helppo. Lukemista löytyy aina. Kuva: Shutterstock

Kieli rikastuu, ajattelu syvenee ja sosiaalinen taju kehittyy.

Tietokirjan järki on selvä: saa tietoa, jolla jäsentää maailmaa ja vaientaa mutuilijat. Riittävästi tietoa hankkimalla tulee asiantuntijaksi, ja sillä on selvä hyötyarvo.

Entä missä on fiktion lukijan tulosvastuu? Mitä itua on kuluttaa aikaansa tuntitolkulla hatusta vedettyjen ihmisten hatusta vedettyihin edesottamuksiin? Paljonkin: romaani tai novelli opettaa toimimaan muiden ihmisten kanssa.

Fiktio simuloi sosiaalista maailmaa, esittää asiaa tutkinut Toronton yliopiston psykologian professori Keith Oatley. Niin kuin lentosimulaattori opettaa lentotaitoja, sosiaalisten tilanteiden simulaattori – romaani – opettaa sosiaalisia taitoja.

Kokeet vahvistavat, että fiktiota lukeneet tajuavat paremmin so­siaalisia kuvioita kuin tietotekstiä lukeneet. 

Suvaitsevaisuus kasvaa

Kuvitteellisesta tarinasta on sekin ilo, että pääsee väliaikaisesti jonkun toisen nahkoihin. Samastuminen tarinan henkilöön voi muuttaa lukijan käyttäytymistä ja pistää asenteet uusiksi, ovat kokeillaan osoittaneet Ohion yliopiston tutkijat.

Samastumisella on vaaransa. Romaanin aiheuttama itsemurha-aalto koettiin 1700-luvun lopulla, kun nuoret onnettomat miehet matkivat Johan Wolfgang von Goethen päähenkilön tekoa Nuoren Wertherin kärsimyksissä.

Ohiolaistutkimuksessa vaikutus oli rakentavampi: kun nuoret aikuiset olivat lukeneet tarinan miehestä, joka meni äänestämään, he menivät hanakammin vaaliuurnille vielä viikon kuluttua lukemisesta. He olivat saaneet kansalaishyvetartunnan.

Valkoihoisten suvaitsevaisuutta taas kasvattivat tarinat, joissa päähenkilö osoittautui homoseksuaaliksi tai afroamerikkalaiseksi. Lukijoilta karisi myös stereotypioita. Tämä kuitenkin edellytti, että päähenkilön ”erilaisuus” paljastui vasta tarinan myöhemmässä vaiheessa ja lukijat olivat ehtineet asettua hänen nahkoihinsa.

Stressi väistyy

Kun uppoutuu lukemaan, maailman meteli jää kauas ja paineet hellittävät. Tuttu tunne, josta on myös tieteelliset näytöt: lukeminen poistaa stressiä.

Terveystieteen opiskelijat saivat Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa lukeakseen netistä ja aikakauslehdestä poimittuja artikkeleita, jotka käsittelivät historiallisia tapauksia ja tulevaisuuden innovaatioita. Aihepiirit olivat siis kaukana tenttikirjojen pakkolukemistosta.

Puolentunnin lukutuokio riitti laskemaan verenpainetta, sykettä ja stressin tuntua. Huojennus on yhtä suuri kuin samanpituisella joogahetkellä tai televisiohuumorin katselulla. Mikä parasta, apu löytyy helposti, lukemista kun on aina saatavilla.

Sanasto karttuu

Kirjoitettu kieli on ylivoimaisesti suurempi uusien sanojen lähde kuin puhuttu. Erot lasten sanavaraston runsaudessa voi johtaa suoraan siihen, miten paljon he altistuvat erilaisille teksteille, vakuuttavat lukemisen tutkijat Anne Cunningham ja Keith Stanovich.

Tiuhimmin uutta sanastoa kohtaa tieteellisten julkaisujen tiivistelmissä: tuhatta sanaa kohti harvinaisia on peräti 128. Sanoma- ja aikakauslehdissä harvinaisten sanojen tiheys nousee yli 65:n ja aikuisten kirjoissa yli 50:n.

Lastenkirjakin voittaa sanaston monipuolisuudessa televisio-ohjelman mennen tullen. Lapsilukija kohtaa kirjassa yli 30 harvinaista sanaa tuhatta kohti, kun aikuisten telkkariviihdettä katsoessa niitä tulee vastaan 23 ja lastenohjelmissa 20.

Juttelukaan ei pahemmin kartuta sanavarastoa. Aikuispuhe sisältää vain 17 epätavallista sanaa tuhatta kohti.

Syntyy omia ajatuksia

Ihmisen aivoja ei ole ohjelmoitu lukemaan. Kun taito kehittyi 5 500 vuotta sitten, näkemiseen, kuulemiseen, puhumiseen ja ajatteluun rakentuneet alueet alkoivat tehdä uudenlaista yhteistyötä.

Nyt olemme jälleen uudenlaisen lukukulttuurin alussa. Verkkolukeminen on tullut jäädäkseen, ja jotkut pelkäävät, että tyhmistymme, kun totutamme aivomme ärsyketulvaan ja pikaselailuun netissä. Tiedonvälitys on lisääntynyt räjähdysmäisesti mutta niin myös häly.

Syventyvän lukemisen kohtalosta kantaa huolta professori Maryanne Wolf Tufts-yliopistosta. Tapaa näet kannattaisi vaalia. Aivokuvaukset paljastavat, että paneutuva lukija käyttää laajasti molempia aivopuoliskojaan. Hän ei vain vastaanota kirjoittajan sanomaa vaan vertaa sitä aiemmin hankkimaansa tietoon, erittelee sitä ja rakentaa omaa ajatteluaan. Pintalukijalla ei tähän ole aikaa.

Mikko Puttonen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2012 

Täysin raittiiden suomalaisnuorten osuus on moninkertaistunut vuosituhannen alusta.

Nuoruus raitistuu, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Nuorten alkoholin käyttö kasvoi vuoteen 1999, joka oli myös kaikkein kostein vuosi. Silloin vain joka kymmenes yhdeksäsluokkalainen ilmoitti, ettei ollut koskaan käyttänyt alkoholia.

Sittemmin täysin raittiiden osuus on moninkertaistunut, ilmenee vuoteen 2015 ulottuneesta eurooppalaisesta, nuorten päihteidenkäyttöä käsittelevästä Espad-tutkimuksesta.

Jopa muut eurooppalaiset jäävät jälkeen. Suomessa täysin raittiita 15–16-vuotiaista nuorista on joka neljäs, kun Euroopassa heitä on keskimäärin joka viides.

Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen THL:n erikoistutkija Kirsimarja Raitasalo kollegoineen on ­koettanut tunnistaa niitä nuoruuden muutoksia, jotka voisivat selittää humalan hiipumista.

Ratkaisevaa näyttää olleen ainakin se, että alaikäisten on yhä vaikeampi saada alkoholia. Nykynuoret kokevat sen selvästi hankalammaksi kuin aiemmat ikäpolvet.

Kauppojen omavalvonta on osaltaan tehonnut. Kassoilla kysytään kaikilta alle 30-vuotiaan näköisiltä papereita.

Vanhemmat ja muutkin aikuiset ovat tiukentaneet asenteitaan nuorten juomiseen.

”Tietoisuus alkoholin haitoista on ehkä lisääntynyt. On tullut paljon tutkimustietoa esimerkiksi siitä, miten alkoholi vaikuttaa nuorten aivojen kehitykseen”, Raitasalo pohtii.

Nuorten omakin maailma on muuttunut toisenlaiseksi. Älylaitteet, pelit ja sosiaalinen media kyllästävät arkea. Pussikaljoittelu joutuu kilpailemaan monen muun kiinnostavan ajanvietteen kanssa ja on ehkä osittain hävinnyt niille.

Juovuksissa olemisesta on ehkä tullut myös tyylirikko. Nuoret eivät enää näytä arvostavan kännissä örveltämistä.

Kysely

Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä25765
Liittynyt16.3.2005

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Käyttäjä4809 kirjoitti: Eiköhän syy ole -90 luvulla alkaneen laman menetetyt työpaikat ja samalla supistettu koulutus, minkä seurauksena vuodestä -99 alkaen vanhemmilla ei enää ole ollut niin paljon rahaa annettavaksi nuorisolle. Sekä myös nuorisolle soveltuvien työpaikkojen vähentyminen ja samaan aikaan tapahtunut kohtuuton vuokrien nousu, vasinkin pääkaupunkiseudulla. En tiedä, mutta en usko rahaan. Esimerkiksi kilju, 10 % juoma joka maksaa joitain senttejä litralta, tuntuu olevan...
Lue kommentti
molaine
Seuraa 
Viestejä1187
Liittynyt3.8.2011

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

En kyllä usko, että rahalla on iso merkitys ja veikkaan, että käytettävissä olevat rahat on vain kasvaneet, jos verrataan vaikka omaan nuoruuteen. Ei viina suomessa ole niin kallista, etteikö köyhälläkin olisi varaa dokailla. Oma junnu ei läträä lainkaan viinan kanssa. Iso osa kavereistakaan ei, vaikka osa ilmeisesti jonkin verran lipittelee. Kyllä nuorten asenteet on mielestäni muuttuneet ihan selkeästi. Ehkä alkoholipolitiikka on toiminut? Kotoa ei meillä kyllä tällaista ole opittu...
Lue kommentti

Panterarosa: On selvää, että "Partitava kisaa kurupati-kuvaa" ei oikein aukene kehitysmaalaisille N1c- kalmukinperseille.