Tammikuisilla Tieteen päivillä akateemikko G.H. von Wright puolestaan puhui fysiikan teorioiden mullistuksien aiheuttamasta maailmankuvan pirstoutumisesta. Kvanttimekaniikka on siis vahvasti mukana yleisessä kulttuurikeskustelussa. Fernanzed-Armeston mukaan (länsimainen) imperialismi lepäsi pienen eliitin itseluottamuksen varassa, jota ylläpiti usko oman tieteensä, uskontonsa ja moraalinsa absoluuttiseen totuuteen. Mutta uuden fysiikan myötä tämän uskon perusta petti täydellisesti, eikä nyt mikään ole enää varmaa, Fernanzed-Armesto väittää. Siksi uusi aikakausi on koittamassa, ja von Wrightkin näkee postmodernien maailmankuvausten olevan syrjäyttämässä vanhoja. Mutta onko totuus fysiikassa todella haihtunut savuna ilmaan? Fyysikot ovat asiasta vahvasti eri mieltä.
Kvanttiteorioiden mukaan hiukkasen paikkaa ja nopeutta ei samanaikaisesti voi mitata mielivaltaisen tarkasti. Sama pätee hiukkasen (massa)energiaan ja aikaan, sekä eräisiin muihinkin muuttujapareihin. (Niels Bohr kutsui tällaisia pareja komplementaarisiksi.) Kvanttimekaniikka toi todennäköisyydet osaksi mikromaailman kuvausta. Mutta tämä ei suinkaan tarkoita sitä, etteikö kvanttimaailmassa mitään voitaisi mitata tarkasti ja varmasti.
Heisenbergin kvanttimekaniikka on itse asiassa erikoistapaus kvanttielektrodynamiikan eli QED:n nimellä kulkevasta modernista kvanttikenttäteoriasta. Se kuvaa aineen ja sähkömagneettisten kenttien välisiä vuorovaikutuksia ja saatettiin lopulliseen muotoonsa vuonna 1948. Se on fysiikan tarkin teoria, joka ennustaa monien suureiden arvoja oikein niin tarkasti kuin ne ylipäätään on pystytty mittaamaan. Esimerkiksi elektronin ns. magneettisen momentin arvo ennustetaan oikein peräti yhdentoista merkitsevän numeron tarkkuudella. Tämä vastaa sitä, että joku onnistuisi teoreettisesti ennustamaan Helsinki-New York-etäisyyden oikein hiuskarvan tarkkuudella. Lasku sisältää kaiken kvanttimaailman epämääräisyyden, mutta silti lopputulos on selkeä ja vakioinen numero.
Kun Fernanzed-Armesto sanoo, että kvanttimekaniikan jälkeen ei objektiivisia löytöjä enää voida tehdä, hän on yksinkertaisesti väärässä. Ei hieman väärässä, vaan surkealla tavalla väärässä. Kvanttiteoriassa joidenkin suureiden arvot voidaan ennustaa vain tilastollisessa mielessä, mutta monet ovat täysin yksikäsitteisiä ja täsmällisiä.
Kvanttiteorian ohella Fernanzed-Armesto manaa vielä esiin kaaosteoriatkin osoituksena varmuuden arkkityypin, Newtonin mekaniikan, haaksirikosta. Kaaos on usein väärinymmärretty muotisana. Fernanzed-Armeston tavoin monet kuvittelevat virheellisesti, että kaaos tarkoittaa sattumanvaraisuutta. Tästähän ei ole kysymys vaan siitä, että käytännössä on mahdotonta ennustaa monimutkaisten systeemien - esimerkiksi aurinkokunnan - käyttäytymistä hyvin kaukaisina aikoina. Aurinkokunnan osalta tällöin puhutaan miljardeista vuosista. Planeettaliikettä ohjaavat lait ovat kyllä täysin deterministisiä. Mutta jotta voisimme tuntea sen kaukaisen tulevaisuuden, meidän tulisi tietää jokaisen planeetan, jokaisen asteroidin paikka tällä hetkellä suunnattomalla tarkkuudella. Aina läsnä olevan mittausvirheen vuoksi tämä on mahdotonta. Kaaosteorian mukaan tästä epämääräisyydestä huolimatta tulevaisuus ei ole täysin tuntematon, vaan kaaoksessakin on järjestystä: jotakin voidaan siltikin sanoa.
Miksi sitten juuri paikan ja nopeuden samanaikainen mittaaminen on niin pyhää? Miksi sellainen edustaisi suurempaa varmuuden astetta kuin kvanttiteorioiden varmuus? Newtonin mekaniikkahan ei suinkaan ole millään tavoin ihailtava fysiikan teoria. Se sisältää suuria puutteita, joihin jo aikalaiset kiinnittivät huomiota. Se käsittelee idealisoituja massapisteitä ja sallii silmänräpäykselliset kaukovaikutukset näiden välillä. Sen kohottaminen kaiken fysiikan esikuvaksi edustaa eräässä mielessä vulgaaria tiedekäsitystä.
Jos Fernanzed-Armeston tavoin kuvittelemme katsovamme fysiikan historiaa galaktisesta perspektiivistä, nyt loppuva vuosituhat kylpee uskoakseni valossa, joka poikkeaa filosofien tai historoitsijoiden käsityksestä. Newtonin mekaniikka, jossa yhdistyi Keplerin taivaanmekaniikka ja Galileon liikeoppi, ei näyttäydykään modernin tieteen alkusoittona. Pikemmin se on keskiaikaisen ajattelun huipentuma. Liikkeen olemuksen selvittäminen oli tuolloin yksi keskeisistä filosofista kysymyksistä, ja sitä pohdiskeltiin Aristoteleen opetusten valossa. Liike ymmärrettiin laveasti. Siihen miellettiin paitsi taivainen liike ja maanpällisten kappaleiden liike myös yleinen muutos - höyryn muuttuminen vedeksi tai vaikkapa kasvien kasvu. Aristoteelinen skolastiikka osoittautui fysiikan kehityksen kannalta hedelmättömäksi, mutta vähitellen liikkeen problematiikan tarkastelu alkoi poikia siitä poikkeavikin näkökulmia. 1300-luvulla elänyt ranskalainen Jean Buridan selitti liikkeen syyksi impulssin ("impetus"), jollainen välitetään esimerkiksi ammuttuun nuoleen. Buridanin mukaan kyseessä oli pysyvä ominaisuus niin että liike jatkuisi loputtomiin ellei sitä jotenkin vastusteta. (Näin Jumala saattoi kertasysäyksellä taivaiset sfäärit ikuiseen liikkeeseen.) Samaan aikaan matematiikan käyttö liikkeen tarkastelussa lisääntyi. Newton sitten selvitti nämä kysymykset täsmällisellä, matemaattisella tavalla. Mutta modernin fysiikan lähtölaukaus ammuttiin todella vasta 1800-luvun alussa, ja Linnunradan museossa vuosituhantemme merkittävimmäksi nimeksi, Einsteinin ohella, noussee ei Newton vaan James Clerk Maxwell.
Maxwell oli skotlantilaisen maanomistajan poika, joka syntyi vuonna 1831. Vuonna 1864 hän julkaisi teoksen "Dynamical Theory of the Electromagnetic Field". Siinä hän esitti nyttemmin nimeään kantavat yhtälöt, joissa kiteytyi koko ihmiskunnan ymmärrys sähköstä ja magnetismista. Ne ovat edelleenkin sähköisten ilmiöiden perusta. Maxwellin yhtälöiden yleistykset ovat pohjana kaikissa mikromaailmaa kuvaavissa teorioissa. Siksi fyysikosta tuntuu käsittämättömältä, kun von Wright sanoo: "Ristiriidatonta ja yhtenäistävää teoriaa [mikromaailman] ilmiöistä ei ole onnistuttu rakentamaan ja näyttää siltä, että itse yrityksestä on monella taholla luovuttu." ("Maailmankuvaa etsimässä", toim. Jan Rydman). Tosiasiassa koskaan mikromaailmaa ei ole kuvattu niin yhteneväisellä ja kattavalla tavalla kuin nyt. Sama perusprinsiippi toistuu niin sähkön, heikkojen ydinvoimien kuin kvarkit protonien sisään sitovien värivoimienkin kuvauksessa. Milloinkaan toiveet painovoimateorian ja kvanttiteorian yhdistämisestä "teoriaksi kaikesta" eivät ole olleet yhtä korkealla kuin nyt.
Läntinen maailmanherruuskaan ei perustunut Newtoniin. Fernanzed-Armestonkin todistuksen mukaan ennen 1800-lukua eurooppalaisia ei voi pitää maailmanvaltiaina. Pelkkä höyrykone ei sellaiseen riitä. Mutta sähkömagnetismi riitti. Sen tuntemus mahdollisti mekaanisen energian siirtämisen johtoja pitkin yli mantereiden. Se lennätti puheen yli valtamerien. Se teki avaruuden valloituksen ja ydinkärjillä varustetut täsmäohjukset mahdollisiksi. Se tunkeutui jokaiseen niemeen, notkoon ja saarelmaan, teollistuneen maailman jokaiseen kotiin ja konttoriin. Sähkömagnetismi paikallistaa erehtymättömästi jopa Espanjan miljoonapäiseen turistikansaan kännykkänsä kanssa sulautuneen lomasuomalaisenkin.
Maxwellin yhtälöt eivät ole sopusoinnussa Newtonin mekaniikan kanssa. Kun Einsteinin piti tehdä valinta niiden välillä, hän ei epäröinyt vaan valitsi Maxwellin. Seurauksena oli suppeampi suhteellisuusteoria, Newtonin teorian modifikaatio ja yleistys. Valon ja aineen välisen vuorovaikutuksen tarkastelu johti Einsteinin esittämään valon koostuvan kvanteista. Myös kvanttielektrodynamiikka sisältää Maxwellin yhtälöt.
Maxwellin yhtälöt ovat deterministisiä, mutta niiden 'varmuus' on toisenlaatuista kuin Newtonin teorian. Siinä missä Newtonin mekaniikka oli vielä paljolti intuitiivista, Maxwellin yhtälöt kuvaavat ilmiöitä ja tapahtumia, joita on hyvin vaikea kuvitella. Meidän tulisi nähdä sielumme silmin sähkömagneettinen kenttä, joka täyttää koko avaruuden. Meidän tulisi nähdä värähtelyjä jotka etenevät tässä kentässä ja ymmärtää se valoksi. Meidän tulisi nähdä kuinka kentän nykäisy yhdessä paikassa lähettää häiriön kaikkialle avaruuteen, aallon joka kampaa muita aaltoja, vääristää niitä, sammuttaa niitä tai lähettää liikkeelle uusi väreitä. Tätä aaltoa ei voi lokalisoida mihinkään erityiseen paikkaan, vaan se on monessa paikassa yhtä aikaa. Voisimme sanoa, että Maxwellin yhtälöiden myötä paikan käsite laventui. Vielä vaikeammaksi sähkömagneettisen kentän mieltämisen tekee se, että sen värähtely ei ole väliaineen (eli eetterin) värähtelyä. Maxwellin yhtälöihin liittyy kuitenkin varmuus täsmälleen samassa mielessä kuin Newtonin yhtälöihinkin. Ne ovat deterministiset, mutta ne eivät kuvaile mitään käsinkosketeltavaa.
Kvanttitasolla sähkömagneettisiin värähtelyihin liittyy vielä tietty sisäinen epämääräisyys. Eräässä mielessä aalto- ja hiukkaskuva yhtyy: kvanttimekaniikka liittää myös hiukkasiin aaltoluonteen. Mutta kaikki tämä on hyvin abstraktia ja voimme oikeutetusti kysyä, missä sitten on varmuus tai epävarmuus? On tärkeää ymmärtää, että maailma perustasollaan - alkeishiukkasten maailma - ei muistuta arkiympäristöämme. Fyysikon mielestä sen varmuus ei ole murentunut vaan on paljastunut luonteeltaan erilaiseksi kuin arkitodellisuuteen liittämämme naiivi, vaistonvarainen varmuus. Lait jotka sitä tahdittavat ovat edelleen ikuisia, objektiivisiä ja ihmismielen liikkeistä riippumattomia.
Ehkä kiinnostavin kysymys tässä yhteydessä onkin, miksi historoitsijat tai filosofit ovat valmiit uskomaan fysiikan varmuuden katoamiseen niin innokkaasti ja kritiikittömästi. Mm. "Tieteessä tapahtuu"-lehdessä (7/1996) kulttuurihistorian apulaisprofessori Kari Immonen Fernanzed-Armeston kirjaa esitellessään toistaa näkyvästi ja hyväksyen tämän fysiikkaa sivuavat uskonkappaleet. Mutta tietysti vääräkin uskomus, jos se on tarpeeksi yleinen, voi muuttaa historiaa tai maailmankuvaa. Toivottavasti tämä ei alastomuudessaan ole postmodernismin ainoa ydin.
Kari Enqvist