Kun katsoo vaikka kiveä, on vaikea ymmärtää, että se on suurimmaksi osaksi tyhjää. Tieteessäkin ajatusta oli vaikea sulattaa.


Tieteessäkin ajatusta oli vaikea sulattaa.




Aine koostuu atomeista, jakamattomista perusosasista, jotka kieppuvat tyhjyydessä toisiinsa törmäillen. Näin päättelivät antiikin Kreikassa Leukippos ja Demokritos.

Jos siis aine koostuu osista, siinä pitää olla myös osasten välistä tyhjää tilaa. Tämän hyväksyminen oli ratkaiseva askel kohti aineen ymmärtämistä. Leukippos ja Demokritos tunnetaan atomien isinä, mutta he olivat samalla myös tyhjyyden isiä.

Kun luonnontieteen tutkimus uuden ajan alussa heräsi eloon, tyhjyyden mahdollisuus tyrmättiin niin pienessä kuin suuressakin mitassa. Eräät filosofit, vaikutusvaltainen René Descartes etunenässä, olivat tietävinään, että tyhjä avaruus on jo pelkkänä ajatuksena mahdoton. Tyhjyys on "ei mitään", eikä "ei mitään" voi olla olemassa.


Avaruuden täytti eetteri

Jotkut luonnontieteilijät yrittivät kyllä väittää ilmanpaineen pienenemisen ylemmäksi noustessa merkitsevän sitä, että jossain kohtaa ilma loppuu ja alkaa tyhjä avaruus. Painemittarin lasiputkeenkin näytti syntyvän tyhjiö, kun elohopean pinta laskeutui sen sisässä ilmanpaineen määräämälle tasolle. Mutta Descartesin filosofin ja matemaatikon sana painoi enemmän: tyhjyyttä ei ole olemassa, aine on luonteeltaan jatkuvaa.

Descartesin mukaan avaruuden täytti näkymätön aine, eetteri. Tavallinen aine muodostui tämän eetterin tihentymistä, pyörteistä.

Eetteriteoriasta tuli yleisesti hyväksytty oppi. Vasta kun fyysikot ja kemistit parisataa vuotta myöhemmin aloittivat aineen järjestelmällisen kokeellisen tutkimisen, aineen atomirakenne alkoi pikkuhiljaa paljastua ja eetteri sai väistyä.


Kemistit keksivät atomin

Englantilainen kemisti John Dalton toi atomit takaisin luonnontieteisiin. Hän esitti 1805, että kemiallisten reaktioiden systematiikka on selitettävissä olettamalla alkuaineiden koostuvan alkeellisista osista, atomeista.

Kunkin aineen atomeilla on niille tunnusomainen massa. Kemiallisessa reaktiossa atomit muodostavat molekyylejä - ajateltiin, että niissä on ikään kuin koukkuja ja lenkkejä, joiden avulla ne kytkeytyvät toisiinsa.

Fyysikot eivät aluksi pitäneet Daltonin atomiteoriaa uskottavana saati hyödyllisenä. Niitä harvoja, jotka väittivät toista, arvosteltiin ankarasti.

Eräs johtava fysiikan lehti kielsi Ludwig Boltzmannia kirjoittamasta atomeista ja molekyyleistä muina kuin pelkkinä teoreettisia tarkasteluja helpottavina oletuksina. Boltzmann oli kehittänyt  kaasuille tilastollisen teorian, joka oli ensimmäinen merkittävä aineen mikrorakenteeseen perustuva fysiikan teoria.


Einstein antoi tukea

Albert Einstein oli atomipuolueen innokas kannattaja. Hän sai fyysikkokunnan lopulta hylkäämään eetterin ja uskomaan, että atomit ja molekyylit ovat aineen todellisia osia, eivät pelkkää teoreettikkojen kuvittelua.

Einstein julkaisi 1905 tutkimuksen molekyylien törmäyksistä nesteessä uiskenteleviin pieniin ainehiukkasiin. Kun tällaista hiukkasta tarkastelee mikroskoopilla, sen huomaa tekevän satunnaista siksakliikettä. Ilmiö oli tunnettu jo pitkään, mutta kukaan ei osannut selittää sitä. Einstein väitti liikkeen johtuvan molekyylien törmäyksistä hiukkaseen ja perusteli väitteensä Boltzmannin tilastollisen teorian avulla.

Silloin tällöin - Einstein laski kuinka usein - hiukkasen toiselle puolelle iskeytyy huomattavasti enemmän molekyylejä kuin vastakkaiselle puolelle ja hiukkanen saa kovan potkun enemmistön määräämään suuntaan. Tämä selittää hiukkasen poukkoilun.

Tarkat mikroskooppiset mittaukset varmistivat pian Einsteinin laskelmat oikeiksi. Myös atomien ja molekyylien koolle pystyttiin näiden mittauksien perusteella esittämään arvio, kuten Einstein oli ennakoinut.


Atomista irtosi osia

Atomi tarkoittaa kreikan kielessä jakamatonta, mutta fyysikot saivat huomata, etteivät atomit olleet nimensä veroisia. J. J. Thomson tutki niin sanottuja katodisäteitä eli sähkökentän metallista irrottamia hiukkasia ja päätteli niiden olevan atomin osia, elektroneja. Tämä tapahtui jo 1897. Samoihin aikoihin löydettiin  uraanin lähettämä beetasäteily, jossa myös on kyse elektroneista.

Aineesta tiedettiin irtoavan myös isompia osia. Ernst Rutherford huomasi, että eräät radioaktiiviset aineet lähettävät beetasäteilyn lisäksi heliumia, toiseksi kevyintä alkuainetta. Hän kutsui tätä säteilyä alfasäteilyksi.

Säteilyn ominaisuuksia selvitettiin tutkimalla, miten alfahiukkasten kulku muuttuu, kun ne ammutaan ohuen metallikalvon läpi. Tehtiin yllättävä havainto: suurella nopeudella metallikalvoon osuvat hiukkaset ponnahtivat silloin tällöin takaisin tulosuuntaansa.


Aine keskittyi ytimeen

Rutherford päätyi eri vaihtoehtoja tutkittuaan siihen, että atomissa on kova ydin, johon lähes kaikki atomin aine on keskittynyt. Kun jotkin alfoista sattuivat osumaan tähän pieneen mutta raskaaseen ytimeen, ne kimposivat siitä takaisin kuin jalkapallo maalitolpasta.

Heti ei huomattu, että aineen rakenteen selvittämisessä oli tehty suurin edistysaskel sitten muinaisten kreikkalaisten atomihypoteesin.

Atomi koostuu pienestä ytimestä ja ydintä tuhansia kertoja kevyemmistä elektroneista sekä suunnattomasta määrästä tyhjää tilaa niiden välillä. Jos ydin olisi jalkapallo, hiekanjyvän kokoiset  elektronit kiertelisivät sitä satojen metrien etäisyydellä.

Tätä kuvaa ei alkuun pidetty uskottavana. Ongelma oli atomin pysyvyys: miten moinen hutera rakennelma voisi säilyä ehjänä ja muodostaa kiinteää ja kovaa ainetta, kuten kiveä ja rautaa? Eikö sittenkin uskottavampi ollut esimerkiksi Thomsonin esittämä malli, jossa atomit olivat umpiaineisia palloja, vaikka se ei näyttänytkään selittävän alfahiukkasten siroamista taaksepäin.

Kiistelty näkemys atomin rakenteesta sai pian tuekseen uuden teoriaan, kvanttimekaniikan - josta niin ikään kiisteltiin alkuun. Se kuitenkin selitti mainiosti, miksi atomi on pysyvä, vaikka on tyhjää täynnä (ks. s. 36).


Jukka Maalampi on Jyväskylän yliopiston fysiikan professori.

Tulevaisuuden työelämässä menestyy ihminen, joka on opetellut oppimaan uutta nopeasti. Kuva: iStock

Kannattaa ryhtyä oman elämänsäi futurologiksi, sillä työ menee uusiksi muutaman vuoden välein.

Maailma muuttuu, vakuuttaa tulevaisuudentutkija, Fast Future Research -ajatushautomon johtaja Rohit Talwar. Elinikä pitenee, työvuodet lisääntyvät. Tiede ja teknologia muuttavat teollisuutta ja työtehtäviä. Ammatteja katoaa ja uusia syntyy.

– Kun nämä tekijät yhdistetään, on järjellistä väittää, että tulevaisuudessa työ tai ura voi kestää 7–10 vuotta, ennen kuin pitää vaihtaa uuteen. 50–70 vuoden aikana ihmisellä siis ehtii olla 6–7 ammattia, Talwar laskee.

Ole valpas

Millaisia taitoja parikymppisen sitten kannattaisi opetella, jotta hän olisi kuumaa kamaa tulevaisuuden työmarkkinoilla?

– Sellaisia, joiden avulla hän kykenee hankkimaan jatkuvasti uutta tietoa ja omaksumaan erilaisia rooleja ja uria, Talwar painottaa.

– Esimerkiksi jonkin tietyn ohjelmointikielen, kuten Javan tai C++:n, taitaminen voi olla nyt tärkeää, mutta ne korvautuvat moneen kertaan vuoteen 2030 mennessä. Samalla tavoin uusimpien biokemiallisten tutkimusmenetelmien osaaminen on nyt hottia, mutta nekin muuttuvat moneen kertaan 20 vuodessa, Talwar selittää.

Siksi onkin olennaista opetella oppimista, nopeita sisäistämistekniikoita ja luovaa ongelmanratkaisua. – Pitää myös opetella sietämään tai "hallitsemaan" mutkikkaita tilanteita ja tekemään epävarmojakin päätöksiä. Myös tiimityö ja oman terveyden hallinta ovat tärkeitä, Talwar listaa.

– Näiden taitojen opettelua pitäisi painottaa niin koululaisille kuin viisikymppisille, hän huomauttaa. Elinikäinen oppiminen on olennaista, jos aikoo elää pitkään.

Jokaisen olisikin syytä ryhtyä oman elämänsä futurologiksi.

– Ehkä tärkeintä on, että jokaista ihmistä opetetaan tarkkailemaan horisonttia, puntaroimaan orastavia ilmiöitä, ideoita ja merkkejä siitä, mikä on muuttumassa, ja käyttämään tätä näkemystä oman tulevaisuutensa suunnitteluun ja ohjaamiseen, Talwar pohtii.

Oppiminenkin muuttuu

Rohit Talwar muistuttaa, että ihmisen tapa ja kyky oppia kehittyy. Samoin tekee ymmärryksemme aivoista ja tekijöistä, jotka vauhdittavat tai jarruttavat oppimista.

– Joillekin sosiaalinen media voi olla väkevä väline uuden tiedon sisäistämiseen, toisille taas kokemukseen nojaava tapa voi olla tehokkaampi, Talwar sanoo. Ihmisellä on monenlaista älyä, mikä mahdollistaa yksilölliset oppimispolut. Uskon, että oikealla tavalla käytetyt simulaatiot ja oppimistekniikat voivat nopeuttaa olennaisten tietojen ja taitojen omaksumista.

– Toisaalta olen huolissani siitä, että ihmisten kyky keskittyä yhteen asiaan heikkenee ja jokaisella tuntuu olevan kiire. Nopeampi ei aina tarkoita parempaa.

Talwarin mukaan nyt täytyykin olla tarkkana, että uusilla menetelmillä päästään yhtä syvään ja laadukkaaseen oppimiseen kuin aiemmin.

– Kukaan ei halua, että lentokoneinsinöörit hoitaisivat koko koulutuksensa Twitterin välityksellä, Talwar sanoo. – Ja ainakin minä haluan olla varma, että sydänkirurgini on paitsi käyttänyt paljon aikaa opiskeluun myös harjoitellut leikkaamista oikeilla kudoksilla, ennen kuin hän avaa minun rintalastani!

Elinikä venymässä yli sataan

Väkevimpiä tulevaisuutta muovaavia seikkoja on se, että ihmiset elävät entistä pidempään.

– Kehittyneissä maissa keskimääräinen eliniän odote kasvaa 40–50 päivää vuodessa. Useimmissa teollisuusmaissa nopeimmin kasvaa yli kahdeksankymppisten joukko, Rohit Talwar toteaa.

– Joidenkin väestöennusteiden mukaan alle viisikymppiset elävät 90 prosentin todennäköisyydellä satavuotiaiksi tai yli. Ja lapsemme elävät 90 prosentin todennäköisyydellä 120-vuotiaiksi, hän jatkaa.

Tämä tarkoittaa Talwarin mukaan sitä, että ihmisten pitää työskennellä 70-, 80- tai jopa 90-vuotiaiksi, mikäli aikovat elättää itsensä. – Puhumme siis 50–70 vuoden pituisesta työurasta, hän kiteyttää.

– Tiedämme, että nykyeläkkeet eivät tule kestämään – nehän on yleensä suunniteltu niin, että ihmiset eläköityvät 65-vuotiaina ja elävät sen jälkeen ehkä 5–10 vuotta. Nykyisillä järjestelmillä ei yksinkertaisesti ole varaa maksaa eläkettä, joka jatkuu 20–40 vuotta työnteon lopettamisen jälkeen.

 

10 globaalia muutosvoimaa

  • väestömuutokset
  • talouden epävakaus
  • politiikan mutkistuminen
  • markkinoiden globaalistuminen
  • tieteen ja teknologian vaikutuksen lisääntyminen
  • osaamisen ja koulutuksen uudistuminen
  • sähköisen median voittokulku
  • yhteiskunnallinen muutos
  • luonnonvarojen ehtyminen

10 orastavaa ammattia

  • kehonosien valmistaja
  • lisämuistikirurgi
  • seniori-iän wellnessasiantuntija
  • uusien tieteiden eetikko
  • nanohoitaja
  • avaruuslentoemäntä
  • vertikaaliviljelijä
  • ilmastonkääntäjä
  • virtuaalilakimies
  • digisiivooja

Lähde: Rohit Talwar, The shape of jobs to come, Fast Future 2010.
Futurologi Talwarin Fast Future Research laati tutkimuksen tulevaisuuden ammateista Britannian hallituksen tilauksesta.

Ikihitti: sairaanhoitaja

2010-luvun nopeimmin kasvavista ammateista kolmasosa kytkeytyy terveydenhoitoon, mikä heijastaa väestön ikääntymistä, arvioi Yhdysvaltain työministeriö 2012.

Eurostatin väestöskenaarion mukaan vuonna 2030 EU:n väestöstä neljännes on yli 65-vuotiaita. Suomen väestöllinen huoltosuhde, työllisten määrä verrattuna työvoiman ulkopuolisiin, on samassa laskelmassa tuolloin EU-maiden epäedullisin.

Kirsi Heikkinen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 3/2012

getalife.fi 

Maailman ensimmäisellä tulevaisuuden työelämän simulaatiolla voit kokeilla opiskelu- ja elämänvalintojen mahdollisia seurauksia parinkymmenen vuoden aikajänteellä. Toteuttaja: Tulevaisuuden tutkimuskeskus Turun yliopistossa yhteistyökumppaneineen. 

Avoimet työpaikat 2032

Tämänkaltaisia töitä visioi brittiläinen tulevaisuudentutkija Rohit Talwar.

 

Wanted:

Virtuaalimarkkinoja!

Myy itsesi meille, heti.
U know what 2 do. Shop&Sell Inc.

 

3D-velhot

Me Wizarsissa teemme tajunnanräjäyttävää viihdettä koko pallomme tallaajille. Kehitämme nyt uutta reality-virtuaalipeliä, ja joukostamme puuttuu kaltaisemme hullu ja hauska hologrammisti sekä hauska ja hullu avatar-stylisti Jos tunnistat itsesi ja haluat meille hommiin, osallistu hakuroolipeliin ww3.wizars.com
Jos kysyttävää, @kuikka

 

Sinä sähköinen seniori, tule

digisiivoojaksi

Muistatko vielä Windowsin, Androidin tai iOSin? Jos, niin tarvitsemme sinua!
Tarjoamme yrityksille ja yksityisille retrodatan seulomis- ja päivityspalvelua, ja kysyntä on ylittänyt huikemmatkin odotuksemme. Haemme siis tiedostosekamelskaa pelkäämättömiä datakaivajia ja retrokoodareita Asiakkaidemme muinaisten kuva- ja tekstitiedostojen läpikäymiseen.
ww3.datadiggers.com

 

Impi Space Tours
vie vuosittain tuhansia turisteja avaruuteen.
Retkiohjelmaamme kuuluvat painottomuuslennot, kuukamarakävelyt sekä avaruusasemavierailut.
Jos olet sosiaalinen, monikielinen, energinen, palveluhenkinen ja tahtoisit taivaallisen työn, tule meille

avaruusmatkaoppaaksi!

Matkaan pääset heti seuraavalla lennollamme, joka laukaistaan Lapista 13.4.2032.
Ota siis kiireesti meihin yhteyttä:
@impispacetours.ella tai ww3.impispacetoursrekry.com

 

Jatkuva pula pätevistä
robottimekaanikoista.
ww3.fixarobo.com

 

Global Climate Crisis Management GCCM Inc
ratkoo ilmastonmuutoksen aiheuttamia paikallisia kriisejä Maan joka kolkalla.
Toimeksiantojen lisääntyessä tarvitsemme palvelukseemme

mikroilmastonkääntäjiä

Edellytämme ilmastonmuokkauksen ja hiilidioksidivarastoinnin uusimpien menetelmien erinomaista hallintaa. Tarjoamme ison talon edut ja vakituisen työn.
Hae: ww3.GCCMrekry.com

 

Pohjois-Euroopan sairaanhoitopiiri
North European Hospital District NEHD pitää huolta 80-miljoonaisen väestönsä terveydestä. Etsimme nyt osaavia

Sairaanhoitajia
Avoimia virkoja 156. Gerontologiaan erikoistuneet etusijalla.

Kyborgiaan erikoistuneita kirurgeja
Avoimia virkoja 31, joista 20 muisti-implanttien istuttajille.

Etälääketieteen erikoislääkäreitä
Avoimia virkoja 42.

Elinkorjaajia
Avoimia paikkoja 51. Edellytyksenä kantasoluteknikon ja/tai biosiirrelaborantin tutkinto.

Virtuaaliterapeutteja
Avoimia virkoja 28.

Lisätietoja ja haastattelurobotti ww3.nehdrekry.com

 

Etsimme vapaaehtoisia

likaajia

Euroopan terveydenedistämisorganisaation ja BeWell Pharmaceutics -yhtiön hankkeeseen, joka testaa julkisille paikoille levitettyjen hyötymikrobien tehokkuutta sairauksien ehkäisyssä.
ww3.likaonterveydeksi.org

 

Meissä on itua!™
Urbaanifarmarit tuottavat lähiruokaa puistoissa ja kerrostaloissa.
Viljelemme kattoja, parvekkeita ja seiniä. Vapaasti seisovia pystyporraspalstojamme voi asentaa mihin tahansa ulkotilaan.

Etsimme uusia

vertikaaliviljelijöitä

vihreään joukkoomme. Toimimme sovelletulla franchising-periaatteella: saat meiltä lisenssiä vastaan hyvän maineen, brändinmukaiset vesiviljelyalustat ja seiniin/katoille kiinnitettävät pystypeltopalstarakenteet pystytys- ja viljelyohjeineen. Viljelykasvit voit valita makusi mukaan. Sadon – ja sen myynnistä koituvan rahan – korjaat sinä!
Lue lisää ja ilmoittaudu ww3.urbaanifarmarit.org, someyhteisö: @urbaanifarmarinet

Uutuus
Laajennamme valikoimaamme ravintokasveista hiilidioksidinieluihin, joista peritään asiakkailta hiilidioksidijalanjäljen pienennysvastiketta. Jos haluat erikoistua mikroilmastotekoihin, osallistu online-infotilaisuuteemme ww3.urbaanifarmarit.org

 

Finnaerotropolis BusinessWorld
Businessmaailmamme sisältää Helsingin Metropolin lentokentän lisäksi 15 hotellia, neljä elokuvateatteria, kolme lääkäriasemaa, viisi hyperostoskeskusta, 160 toimistoa, kolme toimistohotellia, kylpylän, uimahallin, hiihtoputken, hevostallin ja sisägolfkentän.
Palkkaamme kunnossapitoyksikköömme tehokkaita

pandemianehkäisyyn

perehtyneitä siivoojia (vuorotyö)

sekä liikennevirtahallintaan järjestelmällisiä

logistikkoja

Klikkaa: ww3.finnaerotropolis.fi

 

Bioverstas
Valmistamme eksoluurankoja, vaihtoelimiä ja kehonosia. Hittituotteitamme ovat kantasoluista kasvatetut maksat sekä orgaaniset polvinivelet ja -kierukat.
Haemme nyt raajapajallemme

uusiokäden kasvatukseen erikoistunutta molekyylibiologia

Osaat erilaistaa ja kasvattaa kantasoluista koko yläraajan olkavarresta sormenpäihin. Viljelemäsi luut ja lihakset ovat lujia ja vahvoja mutta valmistamasi ihokudos kimmoisaa ja joustavaa. Tule ja näytä taitosi laboratoriossamme.
Näyttökokeet 10.3.2032 klo 12, osoitetiedot ja tulo-ohjeet sovelluksella gps.bioverstas

Kevään ihme pilkottaa pienissä sanoissa.

Talven jäljiltä väritön maisema herää eloon, kun iloista vihreää pilkistelee esiin joka puolelta.

Tätä kasvun ihmettä on aina odotettu hartaasti, ja monille ensimmäisille kevään merkeille on annettu oma erityinen nimityksensä, joka ei viittaa mihinkään tiettyyn kasvilajiin vaan nimenomaan siihen, että kysymys on uuden kasvun alusta.

Kasvin, lehden tai kukan aihetta merkitsevä silmu on johdos ikivanhaan perintösanastoon kuuluvasta silmä-sanasta. Myös kantasanaa silmä tai tämän johdosta silmikko on aiemmin käytetty silmun merkityksessä.

Norkko on ilmeisesti samaa juurta kuin karjalan vuotamista tai tippumista merkitsevä verbi ńorkkuo. Myös suomen valumista tarkoittava norua kuulunee samaan yhteyteen. Rennosti roikkuvat norkot näyttävät valuvan oksilta alas.

Lehtipuun norkkoa tai silmua merkitsevällä urpa-sanalla on laajalti vastineita itämerensuomalaisissa sukukielissä, eikä sille tunneta mitään uskottavaa lainaselitystä. Näin ollen sen täytyy katsoa kuuluvan vanhaan perintösanastoon.

Nykysuomalaisille tutumpi urpu on urpa-sanan johdos, ja samaa juurta on myös urpuja syövän linnun nimitys urpiainen.

Urpa-sanan tapaan myös vesa on kantasuomalaista perua, koskapa sana tunnetaan kaikissa lähisukukielissä.

Taimi-sanaa on joskus arveltu balttilaiseksi lainaksi, mutta todennäköisempää on, että se on kielen omista aineksista muodostettu johdos. Samaa juurta ovat myös taipua- ja taittaa-verbit.

Itu on johdos itää-verbistä, joka on ikivanha indoeurooppalainen laina. Oras puolestaan on johdos piikkiä tai piikkimäistä työkalua merkitsevästä indoiranilaisesta lainasanasta ora. Verso on myös selitetty hyvin vanhaksi indoiranilaiseksi lainaksi.

On mahdollista, että maanviljelytaitojen oppiminen indoeurooppalaisilta naapureilta on innoittanut lainaamaan myös viljakasvien alkuihin viittaavia sanoja.

Kevään kukkiva airut on leskenlehti. Vertauskuvallinen nimi johtuu siitä, että kasvi kukkii suojattomana ilman lehdistöä, joka nousee esiin vasta kukkimisen jälkeen. Vaatimattomasta ulkonäöstä huolimatta leskenlehden ilmestyminen on pantu visusti merkille, ja sille on kansankielessä kymmeniä eri nimityksiä. Yksi tunnetuimmista on yskäruoho, joka kertoo, että vanha kansa on valmistanut kasvista rohtoja etenkin hengitysteiden tauteihin.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 5/2018