Kuvittele valot, joiden väriä voi säätää koko sateenkaaren leveydeltä. Kuvittele vielä, että voit panna katon tai ikkunaverhot loistamaan haluamasi väristä valoa. Seinille voit laittaa valotapetit. Ikkunasi läpäisee päivällä auringonvaloa ja pimeällä valaisee itse. Saat niin paljon valoa kuin haluat, mihin vain ja kaikissa toivomissasi väreissä - jopa halvalla. Kaikkea tätä ja paljon muuta lupaavat LED-valot eli ledivalot eli ledit, jotka tulevat hehkulampun tilalle. Ratkaisevaa askelta menestykseen merkitsi sininen ledi.

Ledivaloja voimme nimittää myös Nakamuran lampuiksi. Japanilainen insinööri, keksijä ja tutkija Shuji Nakamura pani sinisellä ledillään alulle uuden valovallankumouksen.

Näistä löydät ledejä

- Merkkivalot
- Otsalamput
- Kaukosäätimien infrapunavalot
- Liikennevalot
- Autojen jarruvalot
- Autojen ajovalot
- Sisustusvalot
- Käytävien ja jääkaappien valot
- Lukuvalot
-  Yksilöllinen työvalaistus

Voimme puhua myös millenniumvaloista, sillä Nakamura tulee kohta, 8. syyskuuta, Suomeen hakemaan miljoonan euron Millennium-teknologiapalkinnon. Palkintolautakunnan puheenjohtaja, professori Pekka Tarjanne on verrannut hänen saavutuksiaan Thomas Edisonin hehkulamppuun, joka 1870-luvulla aloitti sähkövalon aikakauden.

Toisin kuin monet muut mullistukset, jotka kypsyvät laboratorioiden kätköissä, valokumous näkyy jo arjessa. Autojen, tietokoneiden ja kodinkoneiden merkkivaloissa näemme leditekniikkaa joka päivä. Marketit myyvät ledejä spottivaloiksi ja tunnelman luojiksi kotiin ja puutarhaan.

Ledit ovat toistaiseksi kohdevaloja, mutta valovoimaiset yleisledit ovat tulollaan. Ne siirtävät museoon niin hehkulamput kuin loisteputketkin. Tiede ja teollisuus uskovat lujasti ledeihin, mistä Millennium-palkintokin osaltaan kertoo.

Uskolla on katetta. Takana on viidenkymmenen vuoden tutkimus- ja kehitystyö, joka jakautuu kolmeen jaksoon: aika ennen Nakamuraa, Nakamuran työ ja nykyinen sinisen ja valkoisen ledivalon kausi. Ja tietenkin on myös tulevaisuus, valoisa!

Sisun ja tuurin mies

Shuji Nakamura saa 8.9.2006 maailman suurimman teknologiapalkinnon uraauurtavista valolähteistään. Hän onnistui valmistamaan sinisen ledin, jonka parissa tutkijat olivat kamppailleet vuosikymmenet. Sinisen avulla syntyi myös kaivattua valkoista ledivaloa.
Ledinsä pohjalta Nakamura kehitti seuraavaksi sinisen laserin. Se tallentaa tietoa cd-levylle viisi kertaa tehokkaammin kuin nykyinen infrapunalaser. Myös seuraavan sukupolven dvd-laitteissa hyödynnetään sinistä laseria.
52-vuotias Nakamura on vuodesta 2000 työskennellyt Kalifornian yliopistossa Santa Barbarassa. Palkitut työnsä hän teki pienessä Japanin maaseudulla toimivassa valodiodiyrityksessä. Tuotekehitysosastoon kuului ensin kolme henkeä, mutta epäonnistumisten jälkeen joukkue supistui yhteen sisukkaaseen mieheen.
Siniset ledit on tehty galliumnitridi-puolijohteesta. Nakamura oivalsi, miten parantaa sen tuotantoprosessia. Innovaatioidensa ansiosta hän sai tavallista laadukkaampaa puolijohdetta ledinsä materiaaliksi. Siitä urkeni menestys.

Millennium-teknologiapalkinto annetaan merkittävästä teknologisesta innovaatiosta, joka parantaa elämän laatua.
Nakamuran lamput säästävät energiaa ja lisäävät valaistuksen joustavuutta. Ledeillä saadaan lukuvalot syrjäkylillekin, koska ne toimivat esimerkiksi polkugeneraattorilla tai aurinkosähköllä.
Galliumnitridin avulla voidaan myös puhdistaa juomavettä, koska puolijohde lähettää mikrobeja tappavaa ultraviolettisäteilyäkin.

Ensin löytyi punainen

Ledi on diodi, joka säteilee valoa. Diodi taas on elektroniikan komponentti, sähköinen palikka, joka päästää sähkövirtaa läpi vain yhteen suuntaan.

Diodien ominaisuudet riippuvat niiden materiaaleista ja tavasta, jolla aineita seostetaan ja yhdistellään. Elektroniikan historia on pitkälti tarinaa materiaalitutkimuksesta. Mitä erilaisimpia - maallikon mielestä hyvinkin ihmeellisiä - aineyhdistelmiä on kokeiltu ja tutkittu, ja tutkitaan edelleen. Lähes kaikki materiaalit ovat puolijohteita, jotka voivat toimia niin johteina kuin eristeinä.

Vuonna 1961 Texas Instrumentsin tutkijat Bob Biard ja Gary Pittman kehittivät galliumarsenididiodia (GaAs-diodi). Katsoessaan sitä infrapunamikroskoopilla he havaitsivat, että diodi lähetti infrapunasäteilyä.

Yhtä infrapunadiodin sovellusta olemme käyttäneet kaikki. Television kaukosäätimestä löytyy pienen pieni lamppu, joka näyttää olevan pimeänä. On kuitenkin helppo varmistaa, että näkymätön säde on olemassa: jos pistät käden lampun eteen, säädin lakkaa toimimasta.

Samoihin aikoihin kun infrapunadiodi keksittiin, General Electricin tutkija Nick Holonyak Jr. puuhaili hänkin galliumarsenidin kimpussa. Hän havaitsi, että jos galliumarsenidiin lisätään fosforia, säteilyn taajuus kasvaa. Näkymättömän infrapunan sijasta saatiin heleänpunaista valoa, jolle löytyi pian käyttöä erilaisissa merkkivaloissa ja näytöissä.

Helposti myös keltainen ja vihreä

Myös keltaista ja vihreää valoa opittiin tuottamaan suhteellisen helposti, mutta sininen osoittautui kovaksi pähkinäksi.

Valo syntyy, kun elektronit siirtyvät diodin atomeissa matalammille kiertoradoille eli, kuten usein sanotaan, alhaisemmille energiatasoille. Pudotuksen korkeudesta riippuu syntyvän valon taajuus, josta puolestaan riippuu väri. Punainen valo on sateenkaaren pienitaajuisessa päässä. Sininen taas sijaitsee lähellä toista, suuritaajuista päätä.

Jotta saataisiin sinistä valoa, diodi on rakennettava niin, että elektroni putoaa riittävän pitkän matkan. Ero muihin väreihin osoittautui niin merkittäväksi, että tutkijat kamppailivat sinisen valon kanssa kolmekymmentä vuotta pääsemättä tyydyttävään tulokseen.
Sitten tuli Shuji Nakamura.

Nakamura myöhästyi kolmesti

Nakamura valmistui elektroniikkainsinööriksi Tokushiman yliopistosta Japanissa. Alun perin hän oli suunnitellut menevänsä töihin Tokioon, johonkin Sonyn tai Toshiban kaltaiseen suuryritykseen. Opiskeluaikanaan hän oli kuitenkin mennyt naimisiin ja perheeseen oli syntynyt vauva. Nakamuran mielestä Tokio oli liian iso ja meluisa lapselle. Siksi hän jäi Tokushimaan ja hankkiutui pieneen Nichia Chemical -nimiseen yritykseen, joka valmisti fosforia kuvaputkia ja loistelamppuja varten.

- Energiansäästö
- Kestävyys, pieni huollontarve
- Valotehokkuus (kohta isompi kuin loisteputkilla)
- Kaikki värit käytössä samalla kertaa
- Integroitavissa sisustukseen

Nakamura työskenteli tutkimus- ja kehitysosastossa, johon kuului kaikkiaan kolme henkeä. Kolmessa vuodessa hän kehitti galliumfosfidikiteen, mutta tuote menestyi markkinoilla heikosti, koska Toshiba ja muut suuryritykset tekivät jo samaa.

Nakamura siirtyi galliumfosfidista galliumarsenidiin. Kolmen vuoden päästä hänellä oli galliumarsenidikide, jota voitiin käyttää infrapunaisissa ja punaisissa ledeissä. Kaupallinen tulos oli yhtä laiha kuin edellisellä kerralla: suuryritykset myivät samaa tuotetta samalla hinnalla, jolloin pienyrityksen oli mahdotonta pärjätä kilpailussa.
Kolmanteen yritykseen Nakamura käytti jälleen kolme vuotta. Tuloksena oli galliumista, alumiinista ja arseenista valmistettu kiekko, jälleen punaisten ledien valmistamista varten. Ja kolmannen kerran muillakin oli markkinoilla sama tuote.

Puhutaan ledeistä

Ledi eli ledivalo eli LED on valoa lähettävä diodi. Lyhenne tulee englannin sanoista light emitting diode.
Diodi on kaksiosainen kide, jossa toinen osa on n-tyypin ja toinen p-tyypin puolijohdetta. N-tyypin puolijohteeseen on seostamalla tuotu ylimääräisiä elektroneja. P-tyypin puolijohteeseen on niin ikään seostamalla synnytetty aukkoja, joista puuttuu elektroni. N- ja p-puolijohteiden kosketuspintaa kutsutaan rajakerrokseksi.
Kun diodin läpi kulkee sähkövirta, elektronit siirtyvät rajakerroksen yli aukkoihin ja samalla "putoavat" alhaisemmalle energiatasolle. Ledi on seostettu ja rakennettu niin, että rajakerros säteilee valoa, kun elektronit ja aukot yhtyvät. 
Suomessa lediä nimitetään myös loistediodiksi, hohtodiodiksi ja diodivaloksi.
Näkee käytettävän myös sanaa valodiodi, joka on kuitenkin kaksiselitteinen ilmaus. Valodiodilla voidaan tarkoittaa myös fotodiodia eli laitetta, joka toimii päinvastaiseen suuntaan eli muuttaa valoa sähkövirraksi.
Selvintä on puhua ledeistä.

Orgaaninen ledi eli oledi on ledi, joka tehdään orgaanisesta polymeeristä. Muoviledi on arkikielen ilmaus. Kansainvälinen lyhenne OLED tulee sanoista organic light emitting diode.

Foledi eli flexible OLED saadaan, jos polymeeri on taipuisaa muovia.

Yksin sinisen kimppuun

"Kymmenen vuotta olin työskennellyt saadakseni aikaan nämä tuotteet", Nakamura kertoi myöhemmin aikakauslehti Science Watchille. "Olin tehnyt työtä kaksitoista tuntia päivässä ja seitsemän päivää viikossa, paitsi lomien aikana. Minulla oli hyvin, hyvin pieni budjetti, ja minun oli tehtävä itse kaikki mitä tarvitsin.Tein itse jopa reaktorit eli uunit kiteiden kasvattamista varten."

Moni olisi jo heittänyt homman sikseen, mutta ei Nakamura. Hänen onnistui ylipuhua yritysjohto antamaan vielä kerran aikaa ja rahaa kehitystyöhön. Nakamura muodosti nyt tuotekehitysosaston yksinään; kaksi muuta työntekijää olivat lähteneet turhauduttuaan tuloksettomaan työhön.

Nyt tavoitteeksi otettiin sininen ledi.

Tuohon aikaan, vuonna 1989, sinistä lediä yritettiin kehittää kahdesta materiaalista, sinkkiselenidistä (ZnSe) ja galliumnitridistä (GaN). Melkein kaikki tutkivat sinkkiselenidiä, jota pidettiin lupaavimpana lähtöaineena.

Nakamura muutti taktiikkaa: hän päätti tarttua galliumnitridiin, jota tutkittiin vain muutamissa yliopistoissa. Hän paranteli valmistuslaitteita niin, että sai aikaan laadukasta galliumnitridiä. Puolijohteet valmistettiin kerrostamalla metallihöyryjä alusta-aineen eli substraatin päälle, ja Nakamura keksi panna höyryt virtaamaan kahteen suuntaan. Tällä kaksivirtaustekniikallaan hänen onnistui ratkaista materiaalin laatuongelmat.

Kvanttikaivosta tuli oikeaa väriä

Sinisen valon synnyttämiseksi elektronin on pudottava atomissa syvälle - mutta ei liian syvälle, koska silloin syntyisi näkymätöntä ultraviolettisäteilyä. Saadakseen oikeanlaista valoa Nakamura hyödynsi kvanttimekaniikan outoja ilmiöitä. Hän seosti galliumnitridiin indiumia ja sai aikaan kvanttikaivon.

Kvanttikaivo vaikuttaa eri tavalla kuin arkielämästä tutut kaivot. Ihminen, joka putoaa kaivoon, viisastuu vähän. Sen sijaan elektroni, joka molskahtaa kvanttikaivoon, rauhoittuu ja pulskistuu eli alkaa säteillä pienemmällä taajuudella mutta kasvattaa samalla massaansa. Näin syntyy oikeantaajuista ja kasvaneen massan ansiosta kirkasta valoa.

Nakamura esitteli kirkkaan sinisen ledivalon 1993. Ja maailma näytti toisenlaiselta.

Tarinassa todella on yhtymäkohtia Edisoniin. Edisonkin aloitti lähes nollasta, toistamalla Michael Faradayn induktiokokeita. Teknisen innovaation syntyvaiheessa yksittäiset - ja monesti yksinäisetkin - keksijät ratkaisevat usein kaiken.

Ledi kilpailee hehku- ja loistelampun kanssa

- Hehkulampussa, lampuista tutuimmassa, valo syntyy metallilangan kuumentuessa korkeaan lämpötilaan. Halogeenilamppu on ominaisuuksiltaan samanlainen kuin hehkulamppu mutta pienikokoisempi.
- Loistelampussa ei ole hehkulankaa. Kahden elektrodin väliin syntyy sähköpurkaus, jolloin vapautuu ultraviolettisäteilyä. Säteily osuu fluoresoivaan kerrokseen, jolla lampun kuvun sisäpinta on päällystetty. Säteily virittää fluoresoivan aineen elektroneja, ja viritystilan lauetessa syntyy näkyvää valoa. Keittiön loisteputkivalaisimet ovat tyypillisiä loistelamppuja.
- Lamppujen tuottamaa valovirtaa mitataan lumeneilla ja kulutettua sähkötehoa wateilla. Kun lumenit jaetaan wateilla, saadaan valotehokkuus. Valotehokkuus on yksi mitta, jolla erilaisia lamppuja voidaan verrata toisiinsa.
Hehkulampun valotehokkuus on noin 15 ja loisteputken noin 80 lumenia wattia kohden.
Valkoinen ledi ohitti 2000-luvun alussa hehkulampun valotehokkuuden. Vuoteen 2010 mennessä sen arvioidaan kirivän loisteputken tehokkuuteen.

"Se, mitä minun onnistui tehdä", Nakamura on kertonut, "osoittaa, että myös ihminen, jolla on suhteellisen vähän erikoistietämystä ja jolla ei ole suuria rahoja eikä yhteyksiä yliopistoihin tai muihin yrityksiin, voi saavuttaa merkittävää menestystä uudella alueella." 

Nyt saatiin myös valkoista

Sininen ledi sysäsi koko valaistustekniikan uudelle kehitystielle. Värivalikoiman laajentuminen oli jo sellaisenaan arvokas tulos. Vielä tärkeämpää oli, että nyt voitiin tuottaa myös valkoista ledivaloa.

Kun koko sateenkaari on käytössä, valkoista valoa saadaan yhdistämällä erivärisiä ledejä. Periaate on sama kun väritelevisiossa.

Valkoista saadaan myös seostamalla sopivia aineita siniseen lediin tai muokkaamalla diodin rakennetta. Esimerkiksi Nakamura teki valkoista valoa lisäämällä siniseen lediin fosforia.

Upouusi, viime vuonna julkaistu keino tuottaa valkoista ovat kvanttipisteet. Niitä syntyy nanorakenteissa, joissa on ainoastaan muutamia kymmeniä atomeja. Yhdysvaltain Tennesseessä toimivan Vanderbilt-yliopiston tutkijat valaisivat kvanttipisteitä sinisellä ledillä, jolloin ne lähettivät kauniin valkoista valoa. Tutkijat arvelevat, että kvanttipisteitä on mahdollista stimuloida myös suoraan sähköllä.

Leditutkimus, vaikka onkin mikroelektroniikkaa, on tähän asti käsitellyt valtavia atomien ja elektronien joukkoja. Esimerkiksi yhden kuutiosenttimetrin kokoisessa piikiteessä on satatuhatta miljardia miljardia eli 10²³ atomia. Muutamien kymmenien atomien rakenteet ovat aivan uusi maailmansa, kvanttimekaniikan ja nanotekniikan jännittävä sauma.

Tulevaisuudessa voi syntyä "kvanttivalotekniikkaa", joka ehkä on jo jotain muuta kuin ledejä mutta jolla on juurensa Nakamuran ja muiden leditutkijoiden työssä. Tehdään esimerkiksi valaisevaa maalia, joka soveltuu pintaan kuin pintaan.

150 ydinvoimalan sähkönsäästö!

Muoviledeistä valoseinää ja -ikkunoita

Houkutteleva kehityssuunta ovat orgaaniset eli arkisesti sanottuna muoviledit, oledit. Muovi on taipuisaa, ja oledeista kehitelläänkin valaisevia kalvoja.
Oledit keksittiin suunnilleen samoihin aikoihin, kun Nakamura kehitti sinistä valoa. Brittiläinen kemisti, professori Richard Friend Oxfordin yliopistosta yritti 1989 työtovereineen rakentaa transistoria orgaanisesta, hiilipohjaisesta materiaalista.
Tutkijat laittoivat polyfenyleenivinyleeni-nimistä polymeeriä kahden elektrodin väliin ja huomasivat yllättäen, että laite säteili valoa. Muoviledit oli keksitty. Nykyään niitä käytetään merkkivaloina samoin kuin muitakin ledejä.
Professori Mark Thompson Etelä-Kalifornian yliopistosta ja hänen kollegansa Stephen Forrest Michiganin yliopistosta julkaisivat viime keväänä tutkimustuloksia, jotka havainnollistavat oleditutkimuksen nykyvaihetta. Heidän onnistui parantaa sinistä väriä tuottavien komponenttien kestävyyttä, mikä helpottaa valokalvojen valmistusta.
Periaatteessa mitä tahansa pintoja, sekä suoria että käyriä, voidaan peittää valaisevalla kalvolla. Kun valo sammutetaan, kalvosta tulee läpinäkyvä. Sama pinta voi toimia päivällä ikkunana ja pimeällä valaisimena.
Teolliseen tuotteeseen on vielä matkaa. Suurin ongelma on kehittää päällyste, joka suojaa itse oledia kosteudelta. Suunta näkyy silti selvästi. Tulevaisuudessa erilliset valaisimet katoavat ja valosta tulee osa rakennusta ja sisustusta.

Teollisessa maailmassa ledivalojen eduista mainitaan ensimmäisenä energian säästö. Sandian kansallinen tutkimuslaitos Yhdysvalloissa on laskenut, että siirtymällä ledeihin valaistuksen sähkönkulutus maailmassa pystytään puolittamaan. Silloin muihin käyttötarkoituksiin vapautuu vuoteen 2025 mennessä sähkön tuotantotehosta kymmenen prosenttia eli 250 gigawattia.

Suuruusluokasta saa käsityksen, kun muistaa, että Suomeen rakennettavan uuden ydinvoimalan sähköteho on 1 600 megawattia eli 1,6 gigawattia. Ledivalon tuoma säästö vastaa siis yli 150 suuren ydinvoimalan tehoa.
Yhdysvaltojen energiaministeriö ennustaa, että ledit voivat vuoteen 2025 mennessä syrjäyttää hehku- ja loistelamput yleisvaloina.

 - Alkuinnostusta on kyllä mukana, sanoo suomalainen valaistustutkija, tohtori Marjukka Eloholma Teknillisen korkeakoulun valaistuslaboratoriosta. - Mutta aivan oikeasti ledit tuovat paljon uutta ja hyvää.
Monissa maailman kolkissa hyvää on, jos valoa saadaan ilman sähköverkkoa. Tarvetta on, sillä puolitoista miljardia ihmistä joutuu edelleen tulemaan toimeen ilman sähköä.

Esimerkiksi Nepalissa on käynnissä ledihanke, johon myös Eloholman laboratorio osallistuu. Syrjäkylille saadaan ledeillä sähkövalot, kun valojen tarvitsema energia pystytään tuottamaan aurinkokennoilla, polkugeneraattoreilla ja pienillä vesivoimaloilla.

Yksi peruste myöntää Millennium-palkinto Nakamuralle oli, että ledien ansiosta kyetään viemään lukuvaloja kaukaisiinkin kolkkiin. Palkinto näet myönnetään paitsi tärkeästä myös elämänlaatua parantavasta teknisestä innovaatiosta.

Lumenit lisääntyvät kiivaasti

Sähkönsäästössä on kuitenkin yksi mutta: ledien valontuotto on vielä heikko.

- Valontuoton ennustetaan kaksinkertaistuvan aina kahden vuoden välein, Eloholma kuvaa alan asiantuntijoiden näkemyksiä. Vaikka kaupan hyllyltä nyt löytyvät ledit ovat kohdevaloja, joissa lumeneita on niukasti, lähestymme hyvää vauhtia aikaa, jolloin klassisen kuusikymmenwattisen voi vaihtaa yhtä valovoimaiseen lediin.

Valmistajat ovat jo tehneet ledilamppuja, jotka tuottavat yli 600 lumenin valovirran. Tavallinen 60 watin lamppu tuottaa valoa 600-800 lumenia.

Eloholma painottaa ledien joustavuutta: - Valaistustapoja voidaan muokata vapaasti, kun pystytään käyttämään useita pieniä valolähteitä yhden ison sijasta. Väri on säädettävissä yhtä helposti kuin nyt himmennetään valoa.

Valaistuslaboratorion tutkijat ovat käyttäneet ledejä kasvihuoneessa tuottamaan väriltään juuri kasvien mieleistä valoa. Jos kerran kasvit, niin mikseivät ihmisetkin: pian jokainen saa itselleen yksilöllistä valoa.
Kehitysvauhdin ratkaisee hinta. Ledit ovat puolijohdekomponentteja, jotka tavallisesti halventuvat nopeasti, kun tuotanto pääsee vauhtiin.

Professori Tarjanne ennakoi Millennium-palkinnon julkistamistilaisuudessa kehitystä virallisen varovaisesti: "Nakamuran innovaatioon perustuvat energiatehokkaat valonlähteet tulevat - - aikaa myöten ilmeisesti syrjäyttämään Edisonin hehkulampun." 

Kehitystyön voimaperäisyys antaa perusteet olettaa, että 2010-luvulla jo laitetaan yleisesti ledejä kattoon ja 2025 hehkulamppu on samassa asemassa kuin öljylamppu nykyään: museoesine tai nostalginen muisto.

Kalevi Rantanen on teknistä luovuutta tutkiva diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Artikkeli on julkaistu Tiede-lehdessä 6/2006.

Valojen lyhyt historia

1831 Michael Faraday keksi sähkömagneettisen induktion, jonka avulla voitiin tuottaa sähkövirtaa. Sähkövalo tuli periaatteessa mahdolliseksi.
1878-1879 Joseph Swan ja Thomas Edison esittelivät hehkulampun.
1913 Irving Langmuir keksi täyttää hehkulam¬pun jalokaasulla ja kähertää hehkulangan kierukaksi. Valoa tuli lisää, ja lampun käyttöikä piteni.
1950-luku Loistelamput tulivat käyttöön.
1955 Rubin Braunstein raportoi havainneensa galliumarsenidin ja muiden puolijohdeseosten säteilevän valoa.
1960-luku Halogeenilamput tulivat käyttöön.
1961 Bob Biard ja Gary Pittman havaitsivat, että galliumarsenididiodit säteilivät valoa infrapuna-alueella. Seuraavana vuonna he patentoivat infrapunaledin.
1962 Nick Holonyak Jr. kehitti ensimmäisen näkyvää valoa hohtavan diodin.
1990 Richard Friend valmisti polymeeripohjaisen ledin eli oledin.
1993 Shuji Nakamura esitteli kirkkaansinisen ledin.
2000-luku Ledit tulivat valaisinmarkkinoille.
2006 Nakamura palkitaan.
2025 Hehkulamppu menee museoon?

 

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 
Viestejä25775
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 
Viestejä1189
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.