Ä¢¹½Ö±²¥

Oikeassa oleminen on asia, josta mediassa ja julkisuudessa kiistellään lähes päivittäin. Kun tiedämme nykyhetken ja poliitikko A sanoi 90-luvulla näin ja poliitikko B sanoi noin, niin herkästi julistetaan, että A oli oikeassa ja B väärässä. 

Toki tässä kohtaa poliitikot alkavat kaivaa sellaisia lausahduksia omista arkistoistaan, jotka sopivat nykyhetken tilanteeseen. 

On ymmärrettävää, että kukin haluaisi olla viisas tietäjä, joka osaa ennakoida ison linjan muutoksia jo pienistäkin merkeistä ja vähäisistä tuulahduksista. 

Sinänsä on syytäkin koittaa ennakoida tulevaisuutta, sillä toki se on täysin olennaista yhteiskuntaan vaikuttavien asioiden järkevien päätösten tekemisessä. 

On kuitenkin eri asia, onko joku oikeassa tai väärässä kun ennustamme tulevia tapahtumia. Ja jos ennustus menisikin oikein, niin millä hetkellä oikeassa oleminen alkoi? En tätä tiedä, joten pohditaan muutamaa erilaista tapausta.

Yksiselitteisiä vastauksia 

Oikeassa ja väärässä voi olla ainakin silloin, kun selvityksessä olevalla asialla on olemassa oleva yksiselitteinen arvo. 

Ystäväni Alma sanoo, että Köhniönjärven syvin kohta on ainakin 10 metriä. Toisen ystäväni, Bertan, mukaan näin ei todellakaan ole. Kiista voidaan ratkaista mittaamalla pohjan syvyyttä. Ei ole olennaista, onko joku jo ollut Köhniönjärvellä mittausretkellä vai ei, sillä ajattelemme järven syvyyden olevan yksikäsitteinen fakta. Se pysyy samanlaisena kiistahetkestä mittaukseen asti, ainakin riittävällä tarkkuudella. 

Voimme siis todeta, että Alma ja Bertta kiistelevät jostakin asiasta, jolla on kiistahetkellä yksikäsitteinen vastaus. 

Riittävän kattavalla mittausretkellä he luultavasti pääsevät asiasta selvyyteen. Tuntuu varsin sopivalta sanoa, että joko Alma tai Bertta on oikeassa, ja näin on jo ennen mittausten alkamista.

Voiko Alma sanoa olleensa oikeassa? 

Köhniönjärven syvyyden selvittyä Alma ja Bertta päättävät mennä Killerille seuraamaan raveja. Alma ja Bertta tykkäävät ystävällishenkisestä kiistelystä, joten he tekevät keskenään vedon. Alma on perehtynyt päivän raveihin ja vakuuttunut, että suomenhevosori Ylistön Yrjänä on niin kovassa kunnossa, että voittaa oman lähtönsä. Bertta ei usko tähän, ja näin saadaan mukava väittely aikaiseksi. 

Tämä asia on siinä mielessä erilainen kuin Köhniönjärven syvyys, että Yrjänän voitto selviää vasta keskipäivällä orin päästessä kisaamaan. Siihen asti Alma ja Bertta kertovat perustelujaan omille näkemyksilleen. 

Jos käy niin, että Yrjänä ylittää maaliviivan ensimmäisenä, niin voiko Alma mielestäsi oikeutetusti sanoa olleensa oikeassa?

Oliko hän oikeassa jo vedonlyöntihetkellä, vaikka ravien lopputulos ei ollut silloin ratkennut? Almalla saattaa olla tarkkanäköisiä havaintoja hevosista ja tilastoja aikaisemmista raveista. Perustelujen ollessa kattavia ei välttämättä kuulosta täysin väärältä, kun Alma julistaa, että hän tiesi asian.

Voiko nopanheiton tulosta tietää ennakkoon?

Alma ja Bertta jatkavat matkaa kirjastolle pelaamaan lautapelejä. Eräässä tiukassa lopputilanteessa Bertta voittaa pelin sillä edellytyksellä, että heittää kuutosen. Bertta heittääkin halutun tuloksen ja julistaa, että tiesi saavansa kuutosen. Mutta onko siinä mitään järkeä? Eikös nopanheitto koko idea ole se, että lopputulos on kokonaan satunnainen?

Periaatteellisella tasolla Bertta on voinut tietää nopan lopputuloksen jo heittohetkellä, tai ainakin antaa siitä tarkan ennusteen. 

Näin siis siitäkin huolimatta, että Bertta ei olisi varsinaisesti huijannut. Nopan liikerata nimittäin noudattaa mekaniikan lakeja, ja niissä ei ole tilaa sattumalle. Kaikki satunnaisuus tällaisessa tilanteessa johtuu puutteellisesta tiedosta, joka siis nopanheiton kohdalla liittyy nopan heittokorkeuteen, alkuvauhtiin ja muihin sellaisiin Bertan kontrolloitavissa oleviin asioihin. Tiedetään tapauksia, joissa tällaisia seikkoja on onnistuttu menestyksekkäästi käyttämään ruletissa. Rahaa on tullut paljon, mutta myös elinikäinen porttikielto kasinolle. 

Sattuma on olennainen osa kvanttifysiikka

On maailmassa sellaisiakin asioita, joita ei voi ennustaa, vaikka olisi kaikki mahdollinen tieto saatavilla ja supertietokone ennusteita laskemassa. 

Jonkun merkillisen mutkan kautta Alma ja Bertta ovat saaneet radioaktiivista materiaa haltuunsa. Jäin seuraamaan heidän touhuaan hiukan kauempaa. Kummallakin on purkissaan sellainen kobolttiatomi, joka jossakin kohtaa hajoaa ja muuttuu nikkeliksi. Nyt he kinastelevat siitä, kumman atomi hajoaa ensin. 

Ydinfysiikan tiedoilla voimme laskea todennäköisyyden sille, että toinen atomi on hajonnut tietyn ajan kuluttua. Esimerkiksi 5 vuoden kuluttua ainakin toinen atomi on hajonnut 75 prosentin todennäköisyydellä. Kinastelun kannalta olennainen asia on se, että nykytiedon valossa ei ole mahdollista ennustaa sitä, kumman ydin hajoaa ensin. Radioaktiivisen koboltin hajoaminen nikkeliksi on nopanheittoa aidoimmillaan.

Kvanttifysiikka on täynnä ilmiöitä, joista voimme ennustaa ainoastaan todennäköisyyksiä. 

Fotonin, eli valohiukkasen, kulku säteenjakajassa on oppikirjaesimerkki siitä, miten yksittäisen kvanttifysikaalisen hiukkasen rataa ei voi ennustaa. Säteenjakaja on lasikuution näköinen esine, jossa kaksi lasipalaa on sopivalla tavalla liimattu yhteen. Osuessaan säteenjakajaan fotoni menee joko läpi tai heijastuu ja kääntää reittiään. Ennakolta emme voi tietää, kumpi vaihtoehto tapahtuu. 

Kyse ei ole siitä, että meillä ei olisi riittävän hyvää teoriaa kvantti-ilmiöiden ennustamiseen. 

Toki teoreettinen tarkastelu nojaa aina joihinkin oletuksiin eikä kaikkia spekulatiivisia vaihtoehtoja voida sulkea pois, mutta valtaosa fyysikoista hyväksyy sen, että kvanttifysikaalisia tapahtumia voi ennustaa ainoastaan todennäköisyyksiä antamalla. Sattuma on olennainen osa kvanttifysiikka ja yksi sen keskeisimpiä piirteitä.

Kaikkia asioita ei siis voi tarkasti ennustaa – mitä sitten?

En väitä, että kvanttifysiikkaan nojaamalla voitaisiin todistaa maailmanjärjestyksen kaaottisuutta ja ennakoimattomuutta. Monet arkipäivän asiat ovat ennustettavissa. Suurempiakin maailmanpolitiikan muutoksia kannattaa koittaa ennustaa. Silti kvanttifysiikka tarjoaa ehkä jonkinlaisen opetuksen. Ei ole lainkaan selvää, että tulevilla tapahtumilla on olemassaoleva totuus, joka periaatteessa voitaisiin tietää jo nyt. Epävarmuus on syytä hyväksyä osaksi todellisuutta.

Kirjoittaja Teiko Heinosaari työskentelee kvanttilaskennan professorina Jyväskylän yliopiston informaatioteknologian tiedekunnassa.