Jos luet tätä blogia, olet luultavasti jossain vaiheessa tehnyt tieteellistä tutkimustyötä tai suunnittelet sitä. Pelkästään HIP:n toiminta kattaa kerrassaan valtavan määrän erilaisia tieteellisteknisiä tutkimusaiheita. Jopa rajalliseen viitekehykseen, kuten juuri toimintansa aloittaneen Suomen Akatemian Kvanttilippulaivan lipun alle, mahtuu yllättävän laaja kirjo ikkunoita ympäröivään maailmaan.    

Miten päädyit tekemään tutkimusta juuri omalle alallesi? Luovan työn tekijöiltä usein kysellään mistä he saavat ideansa. Kukaan ei varsinaisesti halua vastata kysymykseen, koska siihen ei yleensä ole helposti artikuloitavaa vastausta. Silloinkin kun vastaus tuntuu täysin selvältä, vastaajan eri aikoina antamien selitysten vertailu paljastaa usein epäjohdonmukaisuuksia.  

Historioitsija ja yleisintellektuelli Yuval Noah Harari on argumentoinut varsin vakuuttavasti, että kulttuurin ja yhteiskunnan rakenteet kansallisvaltioista ja etnisistä identiteeteistä finanssimaailman kovaan ytimeen ovat kollektiivista fiktiota, jota kerromme itsellemme. Ilman näitä narratiiveja maailma näyttäytyisi vieraana. Tämä näkökulma on yllättävän lähellä Neil Gaimanin erinomaisen Sandman-sarjakuvan aatemaailmaa, jossa ihminen ja universumi syntyvät kerrostuneiden myyttien ja tarinoiden sedimentistä (kannattaa lukea myös Alan Mooren Promethea jos Sandmanin metatasot viehättää). Kreikkalainen jumalpantheon, Yhdysvaltain perustuslaki, ihmisoikeudet ja jopa kvanttimekaniikka ovat viime kädessä kollektiivisia fiktioita. Vaikka fyysikko Sean Carroll uskookin kvanttimekaanisen Hilbert-avaruuden olemassaoloon jonkinlaisena todellisuuden perustavimmanlaatuisena tasona, arvelisin että suurin osa kvanttifyysikoista pitää Hilbert-avaruuksien suhdetta tosimaailmaan vain hyödyllisenä abstraktiona.   

Fiktiota on monenlaista ja sitä ei sinänsä pidä sotkea hölynpölyyn – elektronin magneettisen momentin ennustaminen yli kymmenen desimaalin tarkkuudella ei ole tyhjää haihattelua. Vaikka rahaa ei varsinaisesti ole olemassa, tuntuu liki mahdottomalta kuvitella, miten ihminen saavuttaisi tulevaisuudessa Ian M. Banksin kirjoista tutun Kulttuurin kaltaisen rahanjälkeisen yhteiskunnan. Jokainen tutkimusrahoitusta hakenut tietää, miten pieni voi fiktion ja rahoitetun hankkeen kuvauksen ero olla. Narratiivit vaihtelevat maailmoja syleilevistä yhtenäisteorioista uusien nokioiden visiointiin, parhaimmillaan samassa hakemuksessa. Toisaalta uteliaisuuden ajama perustutkimus ilman polttavaa tosimaailman motivaatiota on kiistatta ollut suurimpia edistyksen ajureita, joten en pidä luovaa motivointia epäeettisenä.   

No mitenkäs tähän jouduttiin…? Niin, jos olemme taipuvaisia keksimään fiktiivisiä narratiiveja yhteisistä asioista, teemme sitä myös yksilön tasolla. Ihmisellä on taipumus rationalisoida ja esittää oma elämä näennäisjohdonmukaisena tarinana, jonka päähenkilönä itse toimii. Jälkikäteen elämän kulku, ainakin pääosin, näyttäytyy tietoisten valintojen loogisina ketjuina, joissa harvinaiset sattumukset toimivat vedenjakajina hiotussa juonessa. Joukko julkkisintellektuelleja, mukaan lukien Sam Harris, Robert Sapolsky, Lawrence Krauss ja Brian Greene ovat viime vuosina markkinoineet sinänsä itsestäänselvän tuntuista ajatusta, jonka mukaan ihmisen toimintaa ei ohjaa vapaa tahto vaan fysikaalisen maailman realiteetit. Tässä ajatusmaailmassa vapaa tahto on psykologinen illuusio, jota vahvistaa ihmisen sisäsyntyinen taipumus luoda narratiiveja. Esimerkiksi oman tutkimusalan valinta ei siis olekaan ihmisen tietoinen valinta, vaan jonkinlainen yksilön taipumus, joka on leivottu ympäröivän universumin paikallisissa olosuhteissa. Ja paikalliset olosuhteet taas viime kädessä voidaan jäljittää alkuräjähdykseen. Huh.  

Jos etsitään uravalinnoille ja tutkimusaiheille selityksiä alkuräjähdystä lähempää, vaikuttaa siltä, että tutkijat ajautuvat tutkimusaloilleen osin omien taipumuksiensa, osin ulkoisten sattumusten kautta. Formatiivisten vuosien jälkeen usein jatketaan enemmän tai vähemmän samalla ladulla, tulee joku hallinnollinen luottamustehtävä ja pehmeä lasku kohti keinutuolia voi alkaa. Tai vaihtoehtoisesti voi alkaa käymään kiivaita taisteluita hyvin pienistä palkinnoista yhdistyksissä, komiteoissa ja johtoryhmissä. Tätä taustaa vasten on inspiroivaa nähdä, että vanhakin koira voi oppia uusia temppuja. Valtavirran hiukkasfyysikkona aloittanut Geoffrey West päätyi työntämään hiukkaset santaan keski-ikäisenä, kongressin pistettyä amerikkalaisen SSC-hiukkaskiihdyttimen rahoituksen jäihin. West siirsi teoreettisen fyysikon työkalupakkinsa kompleksisten biologisten ja urbaanien systeemien tutkimukseen Santa Fe Instituutissa. Jokaiselle fysiikasta kiinnostuneelle voi suurella lämmöllä suositella Westin kirjaa Skaala (Terra Cognita 2017), joka kiehtovasti esittää miten tilastollisen fysiikan skaalausideoilla voidaan ymmärtää uskomattoman monimuotoisia ilmiöitä eliöiden fysiologiasta ja elinkaaresta urbaaneihin infrastruktuureihin.

Oma 3+3 vuotinen HIP teoriaprojektini alkoi ajoille tyypillisenä kvanttiaineen tutkimuksena keskittyen topologisiin ilmiöihin (Emergenssiä ja hiukkasia – tiiviin aineen fyysikon apologia), joista tunnetuin esimerkki on Kvantti-Hall- efekti. Nyt kun projektia on jäljellä reilu vuosi, olen ryhmineni siirtynyt tutkimaan pääosin kompleksisia kvanttisysteemejä ja kvantti-informaatiota. Rahoituksen joustavuus ja oman työsuhteen vakinaistaminen ovat mahdollistaneet suunnan muutoksen, johon valitettavan harvalla on omaehtoisesti varaa. En kuollaksenikaan osaa ennustaa mitkä tutkimusaiheet inspiroivat itseäni viiden vuoden kuluttua- en osaa edes antaa täysin koherenttia meriselitystä miksi nousen innolla joka aamu (tai ainakin niinä aamuina joina byrokratia ei vaani näppiksellä) pohdiskelemaan tutkimiani asioita. Työn kuvaan kuuluu, että säännöllisesti kyhätään eri yleisöille osoitettuja narratiiveja (kuten tämä blogi).  Olen hyvin iloinen, jos tutkimuksemme edesauttaa tärkeiden kvanttiteknologioiden kehityksessä. Siitä huolimatta teen työtäni koska voin ja saan.

Teemu Ojanen
Prof., projektipäällikkö (Topological Matter)
Tampereen yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

Tämä kirjoituksen “pääkuva” eli ns. “featured image” on luotu ChatGPT:n avulla käyttämällä lähteenä tätä blogikirjoitusta.

Alla linkki ääniblogiin, jonka teksti on luotu tekoälyn avulla tämän blogikirjoituksen pohjalta. Jaksossa on käytetty oikean ihmisäänen lisäksi äänimallin avulla luotua ääntä.