10.2018 arhiiv

Füüsika | News | Sotsiaalteadus | Tehnoloogia | to.imetaja

Milleks Eestile ajud? Et suurusjärke tabada

13.10.2018

See teaduskirjanik Tiit Kändleri essee ilmus 13. oktoobril 2018 Postmehe Arvamuse/Kultuuri lisas.

Üks inimese imepärasemaid võimeid on tabada lennult mitmesuguste füüsikaliste või matemaatiliste suuruste suurusjärke. Et püüda palli või sõita jalgrattal või osta poest toitu, ei ole vaja pidevalt arvutada, et seejärel vastuse kohaselt tegutseda. Piisab vajalike füüsikaliste suuruste suurusjärguliste väärtuste tabamisest. Parimad teadlased, kunstnikud, poliitikud, ärimehed on seda näidanud läbi põlvede, ja näitavad edasi.

Itaalia geenius, tuumafüüsik Enrico Fermi oli oma kolleegide ja õpilaste seas tuntud kui parim tulemuste ettenägija. Maailma esimese tuumareaktori 1942. aastal oma kätega kokku ja tööle pannud Fermi arvutas ahelreaktsiooniks tarviliku massi, ja kriitilise, plahvatuse tekitava massi peast, suurusjärguliselt – ja ei eksinud. Kui Manhattani projekti kulminatsioonina pandi Los Alamose lähedal New Mexico kõrbes 16. juulil 1945. aastal kell 5:29 plahvatama esimene aatomipomm, viibis teadlastest ja sõjaväelastest jälgimisrühm eemal kaevikus. Keegi ei teadnud täpselt, kui tugev saab plahvatus olema, selle peale veeti kihla. Kui pauk käis, rebis Fermi paberilehe tükkideks ja viskas varjendist üles vaba õhu kätte. Jälgis paberitükkide lendu, kui plahvatuse laine nendeni jõudis ning mõõtis nende lööklaine poolt eemalepaiskamise kauguse . Ja ütles: kümme kilotonni trinitrotolueeni. Täpne vastus oli 20.¹

Fermi meetodiks nimetati tema viisi lahendada ülesandeid hoolika, suurusjärgulise hindamise teel. Idee oli leida ligilähedane vastus minimaalse keerulisuseta. Selleks oli vaja hulk teadmisi, matemaatilisi oskusi, intuitsiooni ja vaimset võimekust. Fermi ootamatud küsimused oma õpilastele:  „Kui suur on lammaste arv Nevadas? Kui paks peab olema mustus aknal, et see välja kukuks? Kui palju on klaverihäälestajad Chicagos?“ olid arvutatavad vaid suurusjärkudes, üldteadmiste põhjal. Tema abilised oli vaid väike kalkulaator ja lükati.

Eesti multitalent Ernst Öpik oli võimeline arvutama välja peast üsna täpselt nii Andromeda kauguse Maast kui tõenäosuse, et maalähedased kehad tabavad satelliiti, aga ka venelaste esimeste Sputnikute salastatud ja eksitavalt esitatud orbiidiandmete tõelisi väärtusi. „Milleks mulle aju,“ ütles ta ikka, kui talt veel 1980. aastal küsiti, miks ta arvutit ei kasuta. Astronoomia on suurusjärkude teadus. Sajaprotsendiline  möödalask pole mingi takistus, et täheteadust edendada. „Matemaatika ja arvutite kasutamisel on ainult esteetiline väärtus.“ ²

Oma kogemusest mäletan oma õpetajat, akadeemik Endel Lippmaad, kes oli võimeline üsna paljude asjade kohta väikese järelemõtlemise peale tulema lagedale suhteliselt õige suurusjärgu kas siis mingi tegevusele/katsetulemusele/tagajärjele või mõne ettevõtmise mõttekusele/mõttetusele. Seda on näigi ka igaüks, kes tema poliitennustusi jälgis.³

Miks ma sellest räägin? Lihtne: sellepärast, et mulle tundub, justkui ei oleks Eestis otsuste tegemisel ja tutvustamisel kõik korras just nimelt suurusjärgulise mõtlemisega. Kui palju oleme kuulnud ametnikelt, kellelt küsitakse lihtsaid suuruste hinnanguid, et selle või teise teadasaamiseks tuleb tellida mingi „ekspertiis“. Kuid reegel on lihtne: esmalt tuleb paika panna ettevõtmise mõju suurusjärk, alles seejärel otsustada, kas on vaja moodustada komisjon/eksperthinnang. Milleks raha raisata, kui ettevõtmise suurusjärk väljub meie kodumaa suurusjärgust?

Mõned asjad on Eesti jaoks lihtsalt liiga suured. Näiteks saab tuua Emajõe-äärse hüpoteetilise tselluloosivabriku, Rail Balticu, Saaremaa silla, Helsingi – Tallinna tunneli, etc nii nagu ka kunagi vene ajal ja veel mõniteistkümmend aastat tagasi plaanitud tuumajaama rajamist. On selge, et põlevkivi pole iseenesest ei halb ega hea, asi on mahtudes, suurusjärkudes. Ühtviisi loll on kõnelda selle kasutamise lõpetamisest kui ka hoogustamisest.

Selle asemel, et punnida mõttetute äppide loomisel (kus on sokid?) või närbuvate idudega idufirmade vorpimisel, võiks leiutada viise, kuidas põlevkivist loodussõbralikumat energiat ja tooteid kätte saaks. Sama lugu on raudteeliikluse ja mitmesuguste sildade/tunnelitega.

Kui palju digimaailm energiat tarbib? Kas teab seda keegi? Kui palju tarbib seda elektriauto? On selge, et elektri tootmise kasutegur on vähemalt 30 protsenti pisem, kui otse bensiinist sisepõlemismootoris.4 On imekspandav, kui palju tõhusamaks on bensiiniauto poole sajandiga muutunud. Edasist muutust piirab digipainaja. Suur osa inimkonna ajuvõimest tegeleb digimaailma laiendamisega, sest selle eest tasutakse hullult (on selle poolt vangistatud) ning nn tavatehnikaga tegeldakse üha vähem.5

Nüüdisajal saab insenerist insener tavaliselt sel moel, et ta unistas lapsepõlves lendamisest, aga teismeeas avastas, et tiibu ei ole. Siis otsustab ta teha paberist ja arvutimälust tiivad ning insener ongi valmis.6

Ühel päeval me loeme, et Eestis on tööpuudus, teisel päeval, et napib töökäsi. Kuid miks siis töö“andjad“ (lehm on piimaandja) ei paku tööd seal, kust tööst on puudus? Loeme, et Hispaanias on noorte töötus 23 protsenti. Kuid ei tea, et sinna alla on loetud ka üliõpilased, kes ei otsigi tööd.7

Isegi näiliselt usaldusväärsel graafikul on väga lihtsalt võimalik moonutada

suurusjärku, valides näiteks püstteljele kantud arvud suuremas/väiksemas skaalas või koguni logaritmilises skaalas. Vaid vaataja oskus mõtelda suurusjärguliselt päästab teda manipuleerimisest.

Elektri säästmiseks on ainuvõimalik tee elektrit mitte kasutada. Muu jutt on ülemakstute loba, nii nagu on seda näiteks nullenergiamajad. Kes tahaks elektri puudumisel lämbuda oma tuppa? Fossiilkütuste kasutamise vähendamiseks tuleks ära keelata vaid mängulise lõbu pärast toimuvad igat sorti jõuvankrite võiduajamised. Millisest piirangust keegi ei söanda mõteldagi. Selle asemel topitakse kütusesse piiritust. Ja üteldakse, et see viis protsenti, mis esimesel aastal lisatakse, ei tee mingile mootorile miskit halba. Kuid vaat’ järgmisel, kui lisatakse kümme, läheb asi tõsiseks. Muidugi teeb ka viis protsenti, küll kaks korda või kümme korda enama aja jooksul, sõltuvalt sellest, kes seos on lineaarne või logaritmiline. Ja kust tuleb piiritus? Põllult. Sealt, kus peaks kasvatatama toitu. Muld on taastumatu väärtus, selle viljakus kas väheneb ja kaob, muutub viljakandamtuks, kui seda ei väetata taastumatute väetistega. Nõnda on meie autobensiini solkimine võib-olla koguni enam taastumatuid ressursse hävitav, kui otse naftabensiini kasutamine.

Kuuleme, et Eestis on välismaalaste seadust nii tihti muudetud, et digirahvas ei saa kannul püsida, ja kogu töö tuleb ametnikel endisel moel käsitsi, ilma arvutita teha. Vaat sulle siis eesrindlikku digiriiki! Ühel heal ajal on kõik maailma inimesed rakendatud digimaailma kütke, ja kogu kupatus kukub kokku.

Seda ainuüksi seepärast, et ei osata arvutada suurusjärke. Vaatame Saaremaa võimalikku silda. Näide on ees: Saaremaa sadam (loe: süvasadam). Praegu on see 99 protsenti ajast laevavaikne. Muidugi ei leia Saaremaale kippuvaid kruiisitare. Ent kui saar saab silla, saab sellest ka läbiva kaubatranspordi tallermaa – nii nagu on seda näiteks Paldiski maantee olgu Keila või Kloogaranna kõrval. Juba praegu kaalutakse Saaremaa sadamast teha puiduveosadam. Suurusjärk töötab ja surub peale: sadam on Saaremaale liiga suur, nõnda siis tuleb takka anda ja hiiglasliku suurusjärguga seda ohustada.

Sama lugu saab olema ka Soome tunneliga: juba praegu ei varjata, et see toob Tallinnale uue hiiglasliku äärelinna, olgu siis Irumäe, Muugamäe või mis. Kes seal elama hakkab, võite ise arvata. Nii ei ehitata ka Euroopasse suunduvat raudteed elanike jaoks, kes rongiga reisida tahaksid, muidu oleks seda plaanitud suurusjärk pisema ja paindlikumana. Üleelusuurune magistraal teeb meile selgeks, et Eesti on transiidimaa ja kõik. Ning seda tulevad ehitama meist oskuslikumad. Vait olla ning edasi vedada!

Kuni eestlased suurusjärguhullust tajuvad, pole hullu midagi: mõne „võitja“ mõnitused, et me ei soovi arengut, jätame lihtsalt suurusjärkude alla vedelema. Soovime küll, kuid mitte üleelusuuruses arengut. Võrdlus Soomega on kohatu. Vaadakem kardile: see riik on pindalalt meist kaheksa, seega siis suurusjärk suurem! Muidugi saab selline riik lubada enesele õige mitut suurt tselluloositehast.

Inimesed ei ole Eestis hiigelasjade vastu mitte ainult suurusjärgu põhimõtte pärast, vaid ka seepärast, et nad ei usu siin riigis enam kedagi. Kas pole siis korduvalt nähtud, et nii kui jääd uskuma ja sõrme annad, siis teevad ikka nagu ise tahavad. Hiigelraudtee puhul õnnestus kogunisti meie eest varjata, et linnas ehitatakse loomaaeda (kui vihjata Arvi Siia kunagisele nõukogude valemasina vastasele luuletusele), kuni selgus, et lõvid on juba paika tassitud. Kes, kus ja kuidas, pole selle kirjatöö raames oluline, oluline on sõnum, et me ei tohi unustada oma igioskust mõtelda suurusjärkudes, muidu kaotame võime palli korvi visata sootumaks.

Eesti on väikeriik Euroopa serval, et mitte öelda kolkas, ja olgem selle üle uhked. Toon meeleolu ülendamiseks näite planeedi Maa kohta: too asub Linnutee galaktika keskmest 27 000 valgusaastat eemal, suhtelisel väikese Päikese süsteemis. Oleks me planeet olnud suurem või pisem, olnuks Kuu olemata, olnuks me galaktika keskmes olevale mustale augule Sagitarius A*-le lähemal, poleks elu saanud tekkida, meie ammugi mitte. Ja need teised, kellele mõned loodavad, intelligentsed elukad mujalt universumist – kui nende esinemise tõenäosus on lõplik, mitte null, küsigem koos Enrico Fermiga: kus nad siis on? Ei maksa unustada, et looduslik valik ei töötanud õnne, vaid ellujäämise kasuks.8 Nõnda ongi tore, et Eesti ei kuulu õnnelikumate riikide sekka. See annab lootust, et kestame, mitte ei ela, nägu laial kohtlasel naerul. Seda ei luba juba meie karmivõitu loodus ise.

Elu sai tekkida Maal, kuna see oli parasjagu väike, ja parasjagu Linnutee kolkas. Elame vaid tänu meist sõltumatult tekkinud kosmose kolkamentaliteedile. Võrrelgem siis ikka ja alati ihaldatud asjade suurusjärke oma enese, pere, küla ja riigi suurusjärkudega ning ärgem mingem püüdma paljunemiskurge kirvega, vaid mõnusa, suurusjärguliselt kooskõlalise riigiga.

 

Kirjandus:

¹ Gino Segrè, Bettine Hoerlin, The Pope of Physics, Picador, 2017.

² Ernst Öpik, Meie kosmiline saatus, Märkmeid kosmosefüüsikast (1969), Ilmamaa, 2004.

³ Tiit Kändler, Endel Lippmaa. Mees parima ninaga, Ajakirjade Kirjastus AS, 2012.

Peter Townsend, The Dark Side of Technology, Oxford University Press, 2016

5 Andrew V. Edwards, Digital is Destroying Everything, Rowman and Littelfield, 2015.

6 Tiit Kändler, Teadusaabits. Universum ühe minutiga. Argo, 2017.

7 Daniel J. Levitin, Valede välimääraja, Argo, 2018.

8 Yuval Noah Harrari, Homo Deus, A Brief History of Tomorrow, Harper, 2017.

 

Telli Teadus.ee uudiskiri