joulukalenteri | Tiedetuubi

Moni asia voitaisiin tehdä nykyisin paljon paremmin ja suoraviivaisemmin, jos taakkana ei olisi historian painolastia ja vuosisatojen aikana tulleita perinteitä. Toisaalta tapaukset, jolloin näin on tehty, eivät ole menneet aina ihan putkeen. Kuten esimerkiksi Ranskan vallankumouksen aikaan käyttöön otettu uusi, tieteellinen kalenteri.

Nykyisin käytössä oleva kalenteri on niin sanottu gregoriaarinen kalenteri, joka on parannettu versio juliaanisesta kalenterista ja nimistöltään sekoitus roomalaista jumalista ja kristillisistä pyhimyksistä sekä latinalaisen kielialueen ulkopuolella paikallisista jumaltarinoista.

Esimerkiksi perjantai on Venus-jumalan päivä (Veneris dies, viernes, vendredi, venerdì) tai meillä lainautuneena Freija-aasajumalattaren nimestä. Pian alkavan tammikuun nimi tulee suomalaisittain tammesta, joka on tarkoittanut talven sydäntä tai kalevalaisten runojen isoa tammea. koko taivaan peittävää maailmanpuuta. Latinalaisessa maailmassa Ianuarius tai Januarius merkitsee Janukselle, kaiken alkamisen jumalalle, pyhitettyä kuukautta.

Kalenterin ydin on kuitenkin tähtitieteessä, sillä tarkoituksena on pitää kirjaa ajan ja vuodenaikojen kulusta. Vuosi on jaettu monennäköisistä historiallisista syistä 12 kuukauteen, joissa on 30 tai 31 vuorokautta. Vuorokaudessa on 24 tuntia ja tunnissa 60 minuuttia ja minuutissa 60 sekuntia.

Hankaluutena kaikissa kalentereissa on se, että kuukaudet ja päivät on hankala saada toimimaan siten, että ne pysyvät tahdissa vuodenaikojen kanssa. Vuoden tarkka pituus on 365,2422 päivää, ja gregoriaanisessa kalenterissa on päästy hyvin lähelle sitä, 365,2425 päivään. Virhettä kertyy siis vain 0,3 päivää vuosituhannessa, koska sitä korjataan karkauspäivin joka neljäs vuosi.

Lisäksi maapallon pyöriminen hidastuu ja tätä täytyy kompensoida karkaussekunnein aina silloin tällöin.

Gregoriaaninen kalenterissa vuosi vaihtuu 1. tammikuuta, ja ajanlaskun alku on laitettu munkki Dionysius Exiguuksen 500-luvulla laskemaan Jeesuksen syntymävuoteen. Nimensä kalenteri on saanut paavi Gregorius XIII:lta, joka määräsi aiempaa Julius Caesarin aikana tehtyä kalenteria parannettavaksi.

Syynä oli lähinnä se, että pääsiäisen aika oli siirtynyt kalenterin mukaan kauaksi alkuperäisestä ajankohdastaan: pääsiäinen kun on määritelty kevätpäiväntasauksen jälkeisen täydenkuun jälkeineksi sunnuntaiksi, ja kun kevätpäiväntasaus 21. maaliskuuta oli 1500-luvulle tultaessa vähitellen siirtynyt kymmenisen päivää myöhemmäksi, pelättiin keväisen pääsiäisen siirtyvän lopulta kesään.

Uusi kalenteri otettiin käyttöön vuonna 1582. Vähitellen se omaksuttiin koko Euroopassa, ja Suomessa (ja Ruotsissa) sen käyttöön siirryttiin 1753.

Vallankumouskalenteri

Ranskassa noudatettiin 1700-luvun lopussa myös gregoriaanista kalenteria. Kun vallankumoukselliset voimat alkoivat ravistella maata 1792, haluttiin eroon paitsi kuninkaasta, aatelistosta ja feodaaliyhteiskunnan rakenteista, niin myös kaikesta niihin ja kirkkoon liittyvistä traditioista.

Uusi, uljas tasavalta piti perustaa järjen ja tieteen avulla. Siksi myös kalenteri haluttiin uudistaa – tosin syynä oli myös se, että uuden kalenterin haluttiin heijastavan uuden ajan alkua.

Calendrier républicain, eli tasavaltalaiskalenteri (tai calendrier révolutionnaire, vallankumouskalenteri) otettiin käyttöön toisen vuoden viinisatokuukauden 14. päivänä, eli 4. lokakuuta 1793, jolloin kalenteri määrättiin alkavaksi takautuvaksi 22. syyskuuta 1792, eli päivänä, jolloin Ranska julistettiin tasavallaksi.

Olennaisin osa kalenteria oli muuttaa kaikki mahdollinen kymmenjärjestelmän mukaiseksi. Vuodessa oli 12 kuukautta, joissa oli tasan 30 päivää. Kuukaudessa oli kolme kymmenpäivästä viikkoa, eli dekadia.

Aivan aluksi kuukausiin viitattiin vain numeroin, mutta pian niille annettiin runolliset nimet, jotka liittyivät vuodenaikoihin. Päivät nimettiin työkalujen, kasvien ja eläinten mukaan.

Nimet olivat itse asiassa kovin kauniita (lista muokattuna Wikipediasta):

Syksy:
Vendémiaire (pohjana sana sato tai viinisato) alkoi 22. syyskuuta
Brumaire (usva) alkoi 22. lokakuuta
Frimaire (kylmyys) alkoi 21. marraskuuta

Talvi:
Nivôse (luminen) alkoi 21. joulukuuta
Pluviôse (sateinen) alkoi 20. tammikuuta
Ventôse (tuulinen) alkoi 19. helmikuuta

Kevät:
Germinal (siemen) alkoi 20. maaliskuuta
Floréal (kukka) alkoi 20. huhtikuuta
Prairial (niitty) alkoi 20. toukokuuta

Kesä:
Messidor (elonkorjuu) alkoi 19. kesäkuuta
Thermidor (kuuma) alkoi 19. heinäkuuta
Fructidor (hedelmäinen) alkoi 18. elokuuta

Kahdessatoista 30-päiväisessä kuukaudessa oli se huono puoli, että jäljelle jäi vuoden lopussa aina viisi tai kuusi vuorokautta. Niille keksittiin kätevä käyttö siten, että ne määrättiin vapaapäiviksi.

Jos kalenterin muuttamisessa oli jo muutosta kerrakseen, niin niiden lisäksi myllättiin myös tunnit ja minuutit. Vuorokauteen tuli kymmenen tuntia, joissa oli sata minuuttia, joissa oli sata sekuntia.

Kellojärjestelmä muutettiin takasin vanhaksi lähes saman tien, koska sitä vastustettiin kaikkialla ja voimakkaasti. Kalenteri kesti kuitenkin 14 vuoden ajan, sillä Napoleon palautti vanhan gregoriaanisen kalenterin käyttöön vuonna 1802. Sitä ennen vallankumoukselliset olivat kuitenkin ennättäneet monien muiden mukana mestata valtaosan uuden kalenterin kehittäjistä.

Nyt tasavaltalaiskalenteria voi käyttää muun muassa hupiin: oman syntymäajan voi muuttaa esimerkiksi tasavaltalaispäivämääräksi tai kuukausien sekä päivien nimiä voi ihailla runollisessa mielessä.

Ihan pelkkää historiaa ei kalenteri kuitenkaan ole vielä, sillä joihinkin vallankumouksen tapahtumiin viitataan niiden vallankumouskalenterin mukaisilla päivämäärillä (kuten Thermidor-käänne tai Brumairekuun vallankaappaus).

Tasavaltalaiskalenterin päivämääriin törmää edelleen myös esimerkiksi lainsäädännössä, koska monet edelleen käytössä olevat lakipykälät ovat peräisin vallankumouksen ajalta.

Suurin osa niistä on kuitenkin jo kumottu, kuten esimerkiksi vuonna 2012 kuopattu laki siitä, että naisten pitää anoa lupa housujen käyttämiseen julkisella paikalla. Lakia ei koskaan sovellettu, mutta poliisi antoi lupalappuja niitä pyytäneille lainkuuliaisille naisille. Lapussa lukee päivämäärä vallankumouskalenterin mukaan.

Housulaki on myös kiinnostava siksi, että vuonna 2012 siitä keskusteltaessa huomattiin, että se oli laiton laki. Se kun oli räikeässä ristiriidassa ihmisten tasa-arvon ja vapauden kanssa, mitkä olivat perustuslain eräitä kulmakiviä.

Myös Neuvostoliitossa oli käytössä vallankumouskalenteri. Lenin määräsi kalenterit vaihdettavaksi vuonna 1929 Ranskan vallankumouskalenterin kaltaiseksi, tosin kuukausien romanttisrunolliset nimet unohdettiin ja korvattiin väreillä. Tarkoituksena oli sielläkin näyttä keskisormea uskonnolle ja ottaa perustaksi kymmenjärjestelmä ajanlaskussakin.

Tarkoitus oli lisätä työtehoa, joten työläiset jaettiin viiteen ryhmään, joista kullakin oli vapaapäivänään yksi viikon päivistä. Näin tehtaat pyörivät koko ajan, paitsi että niin ei käynyt: tuotanto ei tehostunut. Kalenteri haittasi elämää, ja oli hyvin epäsuosittu. Siitä luovuttiinkin vuonna 1931, tosin virallisesti vasta 1940. Siksi esimerkiksi yllä oleva vuoden 1933 kalenteri painettiin, vaikka niitä ei enää käytetty.

Jari Mäkinen

Jos et siivoa kunnolla pöytääsi – tai laboratoriotasi – niin älä ota turhia paineita: saatat olla kuten Alexander Fleming, joka löysi penisilliinin. Joskus töppäys tuottaa hyödyllisen yllätyksen.

Jos asian ilmaisee poliittisen korrektisti, niin Alexander Flemingillä oli varsin rento ote työympäristönsä siisteyteen.

Hän oli tutkijana Lontoossa St. Mary's Hospitalissa, Pyhän Maarian sairaalassa, ja hänen tärkein kiinnostuksen kohteensa olivat antibakteeriset aineet. Hän oli vuoteen 1927 mennessä saanut jo mainetta muun muassa stafylokokki-bakteerien ominaisuuksien selvittämisestä, ja hän oli edennyt sairaalan rokotusosaston johtajaksi.

Fleming oli tunnettu siitä, että hänen työhuoneensa ja tutkimuslaboratorionsa oli yleensä varsin sekaisin. Ei siksi ollut mikään ihme, että hän lähti kesälomalleen vuonna 1928 siten, että laboratorioon jäi paljon pesemättömiä bakteerikasvatuslaseja. Siivoamisen sijaan hän vain vei ne labran kulmaan, ja lomille lomps.

Kun hän tuli takaisin 3. syyskuuta 1928, hän tutkiskeli pesemättä jääneitä kasvatusmaljoja ja huomasi, että yhdessä niistä oli sienirihmastoa, jonka ympäriltä kaikki bakteerit olivat kuolleet. Muissa laseissa sen sijaan oli stafylokokkeja totuttuun tapaan.

Fleming näytti kummallista petrilasia aiemmin hänen apulaisenaan olleelle Merlin Prycelle, joka muistutti heti Flemingiä siitä miten hän oli löytänyt vuonna 1921 lysotsyymin, antiseptisen entsyymin. Se näytti tappavan kaiken läheltään.

Tarkemmin homepesäkettä tutkiessaan Fleming totesi sen kuuluvan Penicillium-sukuun ja että se eritti ympärilleen ainetta, joka häiritsi bakteerien kasvua. Tarkemmissa tutkimuksissa home määrittettiin Penicillium moratumiksi, ja siitä erittyvä aine nimettiin penisilliiniksi.

Fleming ounasteli jo tuolloin, että siitä saattaisi tulla varsin tehokas lääke monien sairauksien hoitamiseen, mutta ei uskonut sen suurempiin mahdollisuuksiin. Ongelmana kun oli se, että aineen tekeminen puhtaana oli vaikeaa. Se osoittautuikin todella hankalaksi. Penisilliiniä ei onnistuttu tuottamaan suuria määriä, minkä vuoksi sitä ja sen ominaisuuksia lähinnä tutkittiin.

Toisen maailmansodan aikaan Yhdysvalloissa tarvittiin kuitenkin paljon antiseptisiä aineita, minkä vuoksi myös penisilliinin massatuotantoa alettiin pohtia tarkemmin. Teollinen tuotanto alkoi vuonna 1943, kun oli löydetty Penicillium notatum -laji, jonka kasvatus elatusaineessa onnistui hyvin.

Vuoden 1944 aikana tuotantomäärät kasvoivat olennaisesti, ja sodan päätyttyä penisilliiniä saatiin myös siviilikäyttöön muuallakin kuin Yhdysvalloissa ja sen liittolaismaissa.

Nyt penisilliini katsotaan ensimmäiseksi moderniksi antibiootiksi.

Tämä laboratoriohygienian laiminlyöntiin liittyvä töppäys palkittiin vuonna 1945 Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinnolla. Fleming sai sen yhdessä Oxfornin yliopistossa penisilliiniä tutkineiden Howard Floreyn ja Ernst Boris Chainin kanssa.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Jarmo Korteniemi

Hyvää tarkoittava biologinen tuholaistorjunta aiheuttaa joskus itsessäänkin merkittäviä ympäristöongelmia. Näin kävi agakonnien kanssa Australiassa ja vähän muuallakin.

Tämänkertainen tiedemoka ei ole sataprosenttisen tieteellinen, sillä hommassa on vain hutkittiin kunnolla ennen kunnollista tutkimusta. Tulokset ovat kuitenkin sitä luokkaa, että moka sopinee sarjaan.

Australialaisilla sokeriruokoviljelmillä oli 1900-luvun alkupuolella paha ongelma. Sadot tuhoutuivat, koska sikäläiset kovakuoriaislajit Dermolepida albohirtum ja Lepidiota frenchi olivat ikävän persoja sokeriruo’oille. Kuoriaisten toukat popsivat viljelyskasvien juuria, ja eloon jääneiden ruokojen lehdet päätyvät aikuisten kuoriaisten suihin.

Kuoriaisista oli päästävä jotenkin eroon.

Ongelma on yksinkertainen, ja niin ratkaisunkin luultiin olevan. Helpointa oli tuoda alueelle jokin otus syömään tuholaiset pois, tai ainakin vähentämään iljetyksiä sen verran etteivät sadot täysin tuhoudu.

Viljelmille päätettiin tuoda agakonnia (Rhinella marina). Ne ovat alunperin Keski- ja Etelä-Amerikan manneralueelta kotoisin olevia suuria rupikonnan sukulaisia. Isoimmat 24 cm pitkät yksilöt painavat lähes puolitoista kiloa. Ja konnat ovat tunnetusti oikeita petoja popsimaan hyönteisiä.

Agakonnat olivat tuolloin muotia, sillä otukset olivat vastikään poistaneet kuoriaiset tehokkaasti Puerto Ricon sokeriruokoviljelmiltä. Asiasta kirjoitettiin oikein Nature-tiedelehdessäkin, otsikolla ”Toads save sugar crop”. Tämän innoittamana otuksia siirrettiin vastaaviin tehtäviin monille monille Karibian ja Tyynenmeren saarille, Floridaan, sekä Australiaan.

Kuulostaako hyvältä? Niin myös australialaisista. Vuonna 1935 Queenslandin viljelmille vapautettiin 102 agakonnaa. Otusten syömiskäyttäytymistä tutkittiin vuoden ajan, minkä jälkeen niitä istutettiin alueelle 62 000 lisää. Konnat alkoivat viihtyä alueella hyvin. Aivan liian hyvin.

Agakonnat kyllä söivät ruokojen tuholaisia, mutteivät isoina ja kömpelöinä otuksina oikein osanneet kiivetä aikuisten kuoriaisten luo sokeriruokojen lehdille. Lisäksi ruokoviljelmät olivat konnille liian avonaista ja kuumaa maastoa. Ne levittäytyivät ympäristöön.

Agakonnan englanninkielinen nimi cane toad eli ”ruokokonna” viittaa myös tuholaistorjuntakäyttöön. Lajin tieteellinen nimi R. marina sopisi sinällään myös tiedetöppäykseksi, koska se viittaa merelliseen elinympäristöön, vaikka todellisuudessa agakonna ei sellaisessa ollenkaan viihdy. Tästä oudosta väärinkäsityksestä saamme kiittää Carl von Linnéä, joka perusti näkemyksensä vielä aiemman eläintutkijan Albertus Seban piirrokseen. Tieteilijöiden toisinaan harrastamista toisen käden tulkinnoista saisi aikaiseksi todella monta lisäluukkua! Kuva: Flickr / Sam Fraser-Smith.

Agakonnat syövät mitä ikinä kiinni saavatkin: hyönteisiä, jyrsijöitä, liskoja, mutta myös kasveja, koiranruokaa, kotitalousjätettä ja raatoja. Kun jokainen naaras lisäksi tuotti vuodessa tuhansia munia, joista noin 50–100 saavuttaa sukukypsyyden, konnien populaatio lähti pian lähes eksponentiaaliseen kasvuun.

Kyllä luonto hoitaa, sanottiin. Ja tokihan australialaiset pedot oikein mielellään söivätkin tätä uutta yleistyvää ja näennäisen helppoa saalista. Seuraukset tosin olivat tuhoisat, sillä agakonnien selässä ja niskassa on myrkkyrauhasia. Myös munat ja nuijapäät ovat tappavan myrkyllisiä. Ainoastaan nuoret konnat ovat jonkin aikaa myrkyttömiä lähestyessään sukukypsyyttä.

Useimmat agakonnan syöntiä yrittäneet otukset kuolivat. Australiassa ei luontaisesti elä muita konnalajeja, joten pussipedoilla ei ollut mitään mahdollisuuksia agakonnien vahvan myrkyn edessä. Pahiten kärsi pirunkissa (oikealta nimeltään siirohäntäkvolli), jonka kannasta tuhoutui 97 prosenttia. Samoin kävi monille käärme- ja varaanilajeille sekä yhdelle krokotiilille. Kyseisten petojen aiemmat saaliseläimet pääsivät samalla yleistymään ongelmaksi asti. Toiset lajit taas taantuivat kun konnat tulivat kilpailemaan niiden ruuista.

Tätä nykyä Australiassa arvioidaan olevan yli 200 miljoonaa agakonnaa.

Kun otusten tiheys on Amerikoissa enimmillään 20 yksilöä sadalla metrillä, Australiassa se voi olla 2000–4000 yksilöä. Nykyään konnia löytyy pitkältä pätkältä Australian pohjois- ja itärannikolta. Esiintymisalueen länsirajan konnille on lisäksi kehittynyt normaalia suuremmat jalat, mikä mahdollistaa pidemmät kulkumatkat. Konnarintama etenee tällä haavaa länteen noin 60 kilometriä vuodessa.

Konnien leviämistä on vaikea estää. Aikuisten pyydystämiseen tai tappamiseen keskittyminen on liian hidas keino, ja loukkuihin jää muitakin eläimiä. Konniin tarttuvat taudit taas saattaavat levitä myös paikallisiin sammakkolajeihin. Geenimanipulaation kautta voisi ehkä puuttua konnien lisääntymismenestykseen, mutta tätä ei vielä olla käytännössä testattu.

Paikallisia petoja on nyt alettu kouluttamaan pysymään erossa agakonnista. Opetuskeino on maastoon levitetty myrkytön konnanliha, johon on sekoitettu oksennusrefleksin käynnistäviä kemikaaleja. Muutamat lintulajit taas ovat oppineet itsenäisesti kääntämään konnat selälleen ja näin välttämään myrkyllisen selkäihon, toiset taas syövät vain konnien sisäelimiä.

Myös jotkut Australian alkuperäisetkin eläimet ovat joutuneet tulilinjalle konnapelon varjolla. Agakonnien väritys vaihtelee hyvin paljon, joten myös aussisammakoita on usein luultu nuoriksi agakonniksi. Näin on tehty jopa alueilla, jossa agakonnia ei esiinny (vielä).

Agakonna ei missään nimessä ole Australian ainoa vieraslajivitsaus. Se on kuitenkin harvinaisen hyvä esimerkki siitä, kuinka vieraslaji – alueelta toiselle ihmisen avulla nopeasti siirretty eliö – saattaa uudessa paikassa alkaakin toimia aivan eri tavalla kuin kotonaan.

Miten agakonnille on käynyt muissa paikoissa joihin niitä on istutettu? Lähes samalla tavoin kuin Australiassa, tietysti. Agakonna on yksi maailman tuhoisimmista vieraslajeista. Niin, ja se siirtobuumin liikkeelle saanut Puerto Ricon tuholaiskuoriaisten kannan romahduskaan ei olla agakonnien ansiota, vaan johtui tiettävästi vuosia kestäneistä saaren historian mittavimmista sateista.

Entäs ne Australian tuholaiskuoriaiset sitten?

Ne on saatu kuriin suhteellisen hyvin hyöneismyrkyillä, joilla tosin jokaisella on omat haittapuolensa.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Jari Mäkinen

Linus Pauling on varmasti eräs viime vuosisadan suurimpia tutkijoita. Hän sai kaksi Nobelin palkintoa, ja jos ei olisi töpännyt pahasti DNA:n rakenteen selittämisessä, olisi kolmaskin saattanut olla hänelle tarjolla.

Deoksiribonukleiinihappo, eli lyhyesti DNA, pitää sisällään kemiallisesti koodattuna kaikkien eliöiden solujen ja joidenkin virusten geneettisen perimätiedon. Sen periaatteet ja DNA:n kaksoiskierreketjumaisen rakenteen löysivät Francis Crick ja James Watson vuonna 1953 ja saivat siitä Nobelin vuonna 1962.

Monilahjakkuus Linus Pauling oli 1950-luvulle mennessä ennättänyt jo keksimään paitsi nimeään kantavat ionisesti sidottujen materiaalien rakennetta määräävät säännöt, niin myös atomien orbitaalit ja elektronegatiivisuuden. Vaikka näillä oli suurta merkitystä fysiikankin puolella, oli Pauling ennen kaikkea kemisti – hänen ensimmäinen Nobelinsakin oli kemian palkinto, ja se annettiin silikaattien kaltaisten suurten epäorgaanisten rakenteiden rakenteen selvittämisestä.

Toinen Nobel oli rauhanpalkinto, mutta se olisi oman tarinansa väärti.

Pauling oli assistenttinsa Robert Coreyn kanssa tutkinut myös orgaanisen kemian puolella proteiinin osien ja aminohappojen molekyylirakenteita.

Yleisesti ottaen ennen 1950-luvun alkua tutkijat eivät välittäneet juurikaan DNA:sta. 20-luvulta alkaen tiedettiin, että geenit sijaitsevat kromosomeissa, jotka ovat soluissa olevia aminohappoja ja proteiineja. Useimmat ajattelivat, että proteiinit ovat tärkeämmässä osassa, koska vain ne voivat olla tarpeeksi monipuolisia. Yksinkertaiset aminohapot tuntuivat niihin verrattuna aivan liian primitiivisiltä.

Myös Pauling oli sitä mieltä, että juuri proteiinit ovat avain geenien ymmärtämiseen. Hän julkaisi keväällä 1951 samanaikaisesti seitsemän artikkelia, joissa hän kuvasi proteiinien rakenteita molekyylitasolla.

Tärkein niistä oli alfa-helix, kolmikierteinen perusmuoto.

Pauling oli ensimmäinen tutkija, joka mallinsi nämä perusproteiinirakenteet molekyylitasolla. Hänen pitkäaikainen kilpailijansa Sir William Lawrence Bragg jäi juuri toiseksi. Myöhemmin Bragg nousi jälleen esiin, tosin vain siksi, että Watson ja Crick tulivat hänen laboratoriostaan.

Kiinnostavaa tämän tarinan kannalta on kuitenkin se, että Pauling päätyi ehdottamaan alfa-helix -rakennetta geeneille vastoin havaintojen antamia vinkkejä.

Oswald Avery oli julkaissut jo vuonna 1944 artikkelin pneumokokkibakteereilla tekemistään kokeista. Ne viittasivat siihen, että geenit olisivat aminohappoja. Pauling oli tietoinen näistä tuloksista, mutta päätti olla hyväksymättä niitä. Hän oli niin innostunut proteiineista ja halusi selittää geenit niillä.

Oli röntgenkuvia, jotka osoittivat selvästi kaksoiskierteen suuntaan, mutta Pauling tulkitsi ne liian epäselviksi. Sitten hän tulkitsi DNA:n tiheyden väärin, koska selvästikin ei halunnut uskoa siihen.

Pauling oli kauniisti kolmoiskierteenä kuvailemiensa proteiinien sokaisema.

Ironista on se, että hän itse oli jo 40-luvulla miettinyt sitä, että geenit voisivat olla kaksi toisiaan tukevaa rakennetta, jotka voisivat kopioida toisiaan hieman samaan tapaan kuin Watson ja Crick myöhemmin selittivät.

Yksi asia on kuitenkin varmaa: Paulingin merkitys DNA:n rakenteen löytämisessä on merkittävä, koska kaikilla sen selvittämiseen osallistuneilla henkilöillä oli työpöydällään vuonna 1939 julkaistu Paulingin kirja The Nature of the Chemical Bond.

Paulingista ja DNA:n olemuksen selvittämisestä on netissä kerrassaan mainio sivusto: Linus Pauling and The Race for DNA. Yllä oleva sivu Paulingin muistiinpanoista on sieltä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri 17: Nylanderin jäkäläpäähänpinttymä Jari Mäkinen Ti, 17/12/2019 - 07:49

William Nylander ja jäkälää joulukehyksessä

Kasvitieteellinen museo Kaisaniemen kasvitieteellisessä puutarhassa

Jari Mäkinen

Simon Schwendener (1829 – 1919) oli sveitsiläinen kasvitieteilijä, joka esitti ensimmäisenä kunnollisen ja oikeaksi osoittautuneen selityksen jäkälistä. Hän ei ole tämän tarinan päähenkilö.

Jäkälät (Lichenes) on symbioottinen eliöryhmä, joka koostuu sienestä ja mikroskooppisista viherlevistä tai syanobakteereista. Jäkälälajeja arvioidaan olevan noin 17 500–20 000, joista Suomessa esiintyy noin 1 500 lajia.

Jännää jäkälissä on se, että niiden sieniosakkaat voivat lisääntyä suvullisesti. Itiöt syntyvät kotelomaljoissa tai -pulloissa. Koska oikean leväosakkaan muodostaminen uudeksi jäkäläksi voi olla varsin vaikeaa, suosivat useat jäkälät suvutonta lisääntymistä: tyypillinen lisääntymistapa on jäkälän pienten palasten leviäminen tuulen mukana. Näissä paloissa on sienirihmastoa ja leväsoluja, jotka voivat jatkaa elämäänsä ja kasvaa muualla.

1800-luvun puolivälissä jäkälät olivat kuitenkin mysteeri. Simon Schwendener tutki mikroskoopilla suuren määrän erilaisia jäkäliä, leviä ja sieniä sekä seurasi niiden kehittymisestä, kunnes päätyi hypoteesiinsa jäkälien kaksijakoisesta olemuksesta vuonna 1867.

Se ei saanut aikanaan paljoakaan suosiota, vaikka se on jälkikäteen todettu oikeaksi.

Tämän tarinan töppäys ei siis ole Schwendenerin ajatus siitä, että jäkälä koostuu levästä tai syanobakteerista ja sienestä, vaan se, kuinka ponnekkaasti tunnetutkin tutkijat vastustivat aikanaan Schwendenerin hypoteesia.

Eräs nimekkäimmistä vastustajista oli Helsingin yliopiston ensimmäinen kasvitieteen professori William Nylander, aikansa jäkälätuntija-auktoriteetti.

Nylander tutki jäkälien esiintymistä eri puolilla maailmaa ja erikoistui trooppisten alueiden jäkäliin. Kaikkiaan hänen arvioidaan kuvanneen noin 3 000 jäkälälajia tai -muotoa. Hänen julkaisujensa kokonaismäärä on yli 300, ja julkaisut käsittävät yli 4 000 sivua.

Nylander muutti 1863 vapaaksi tutkijaksi Pariisiin, missä hän keräsi valtavan jäkäläkokoelman. Nyt sitä säilytetään Helsingin yliopiston alaisen Luonnontieteellisen keskusmuseon Kasvimuseon (kivirakennus taka-alalla) sieniosastolla, ja se käsittää yli 51 000 näytettä.

Kaikesta erinomaisuudestaan huolimatta Nylander ei siis suostunut uskomaan Schwendenerin teoriaa jäkälistä, koska se oli niin maalaisjärjen vastainen. Suomalaistutkija ei itse asiassa vain vastustanut teoriaa, vaan myös katkaisi pitkätkin yhteytensä kollegoihinsa, jotka kannattivat Schwendenerin teoriaa tai eivät vastustaneet sitä riittävän selvästi.

No, Nylander oli muutenkin hieman hankala tyyppi, sillä hän oli muissakin asioissa kahnauksissa lähes kaikkien muidenkin kanssa. Hän oli omahyväinen askeetti, joka eli hyvin vähällä ruoalla eikä kuunnellut musiikkia tai lukenut kirjallisuutta.

Tunnetuin Nylanderin vihan kohteeksi joutunut tutkija oli ranskalainen Louis Pasteur.

Hänen kerrotaan todenneen, että ”jos minulla olisi itsestäni yhtä huono käsitys kuin muilla ihmisillä on minusta, ehkä en jaksaisi elää päivääkään, mutta jos he taas tietäisivät, että olen älykkäämpi, etevämpi ja miellyttävämpi kuin he kuvittelevat, he hämmästyisivät ja inhoaisivat minua vielä enemmän, koska tulisivat kateellisiksi.”

Tämän tarinan opetus on kuitenkin se, että vaikka nimekäskin tutkija asettuu poikkiteloin monien muiden hyväksymää teoriaa vastaan, niin totuus voittaa lopulta.

Tässä tapauksessa monet muut kasvitieteilijät, kuten Heinrich Anton de Bary, Albert Bernhard Frank, Melchior Treub ja Hermann Hellriegel suhtautuivat aluksi epäillen Schwendenerin hypoteesiin, mutta huomasivat pian sen pitävän paikkansa.

Viimein vuonna 1939 kaikki epäilykset hälvenivät, kun Eugen Thomas julkaisi tuloksensa jäkälillä tekemistään lisääntymistutkimuksista.

Kenties silloin Nylanderkin kääntyi haudassaan.

Lue lisää jäkälistä Suomen jäkäläoppaasta, joka voitti Tieto-Finlandian vuonna 2011. Kirjasta on myös englanninkielinen versio. Kirjan voi tilata kätevästi vaikkapa täältä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Gran Sasson OPERA-koelaitteistoa joulukehyksissä

Jari Mäkinen

Vuonna 2011 kansainvälisen OPERA-kokeen tutkijat ilmoittivat havainneensa merkkejä siitä, että neutriinot voisivat kulkea valoakin nopeammin. Ilmoitus sai aikaan tietysti suuren haloon, koska periaatteessa mikään ei voisi kulkea nopeammin kuin valo. Havainto paljastui sittemmin vääräksi, mutta opettavaiseksi: piuhat kannattaa kiinnittää kunnolla.

Jos Italiassa haluaa ajaa Roomasta nopeasti Adrianmeren rannalle, kannatta käyttää Gran Sassossa vuorten läpi vievää moottoritietunnelia.

Jotakuinkin tunnelin puolivälissä, syvällä vuoren uumenissa, on tiessä yllättäen risteys ja sen kohdalla tienviitta. Viitassa lukee "Laboratori Nazionali del Gran Sasso".

Gran Sasson kansallinen laboratorio on maanalainen tutkimuslaitos, missä tehdään pääasiassa neutriinoihin liittyvää tutkimusta. Hyvin huonosti aineen kanssa vuorovaikuttavat neutriinot kulkevat kätevästi suurtenkin kivimassojen läpi, jopa planeettamme läpi, ja paras paikka tutkia niitä on mennä syvälle Maan alle.

Eräs tällainen tutkimushanke oli OPERA, eli Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus. Suuri neutrinoita havaitseva koeasema valmistui vuonna 2008 Gran Sasson laboratorion C-halliin, ja se oli toiminnassa vuoteen 2012 saakka.

Se havaitsi Genevessä sijaitsevasta Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERNistä lähetettyjä neutriinoita, ja tarkoitus oli havaita oskilloituneita taun neutriinoita.

Yksinkertaistettuna koe oli sellainen, että CERNissä tuotettiin 10,5 mikrosekunnin neutriinopulsseja, jotka havaittiin Gran Sassossa 730 kilometrin päässä olevassa ydinemulsiofilmejä käyttävässä koeasemassa.

Neutriinoiden matka-aika mitattiin tarkasti moninkertaisesti varmennetulla ja tarkistetulla laitteistolla, missä oli kummassakin päässä atomikellot ja GPS-vastaanottimet. Paikannussatelliiteista saadaan erittäin tarkka aikasignaali, ja tätä itse asiassa käytetään arkisemmissakin sovelluksissa (kuten parkkimittareissa ja pankkitoiminnassa).

Ja sitten kävi niin, että maaliskuussa 2011 huomattiin neutriinojen vipeltävän matkan noin 60 nanosekuntia nopeammin kuin valolta kuluisi samaan matkaan. Neutriinot siis näyttivät kulkevan tunnetun fysiikan vastaisesti valoa nopeammin.

Tarkistusten jälkeen tutkijat uskalsivat julkistaa asian syyskuussa 2011. Tätä neutriinojen nopeuteen liittyvää "anomaliaa" ei pystytty selittämään laitteistoon liittyvillä asioilla, vaan tutkijat – tietoisena löytönsä merkityksestä – kehottivat tutkimusyhteisöä kiinnittämään asiaan huomiota ja tarkistamaan olisiko muualla saatu samankaltaisia tuloksia.

Jos havainto olisi pitänyt paikkansa, kyseessä olisi tosiaankin ollut mullistus. Suhteellisuusteoria olisi mennyt uusiksi, ja samoin paljon muutakin fysiikassa.

Tutkijat kävivät kiinni haasteeseen. Ensiksi työhön otettiin Gran Sassossa myös olleet neutriinokoeasemat ICARUS, BOREXINO ja LVD, eikä niissä havaittu merkkejä ylinopeudella kiitävistä neutriinoista. Muuallakaan ei löydetty merkkejä kummallisuuksista.

Myös OPERA:n laitteistoja syynättiin tarkasti, ja kävikin ilmi, että GPS-vastaanottimen signaalia tietokoneeseen syöttävä valokuitu oli ollut vähän löysällä. Kun kaapeli kiinnitettiin kunnolla, niin tulokset muuttuivat normaaleiksi: neutriinojen matka-aika piteni sen verran, että ne eivät enää kulkeneetkaan ylivalonnopeutta.

Heinäkuussa 2012 OPERA-tutkimisryhmä julkisti kokeensa tulokset vuosilta 2009–2011, ja näissä virheelliset tulokset oli kalibroitu ja yhdistetty tiukasti kiinni olleella valokuidulla tehtyihin kokeisiin. Nyt neutriinojen nopeus oli hyvin tarkasti odotetun kaltainen.

Otsikkokuvassa on OPERA:n tietokoneita ja kaapeleita. Kuva: S. Schiavon/LNGS-INFN.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Jari Mäkinen

Albert Einstein oli eräs 1900-luvun suurimmista tiedemiehistä, mutta ei hänkään ollut erehtymätön. Niin sanottu kosmologinen vakio oli hänen suurin harha-ajatuksensa.

Kosmologinen vakio on kummajainen, jonka Einstein vuonna 1916 julkaisema Yleinen suhteellisuusteoria pitää sisällään. Kun suhteellisuusteoria johti eittämättä siihen tilanteeseen, että maailmankaikkeus romahtisi kasaan ainetiheytensä vuoksi, oli kätevin tapa "korjata" vika lisätä kaavoihin vakio, joka pitäisi maailmankaikkeuden staattisena. Se olisi ikäänkuin antipainovoimaa.

Sen tausta on kuitenkin ymmärrettävä, sillä 1900-luvun alussa kuvamme maailmankaikkeudesta oli hieman erilainen kuin nykyisin. Emme tietäneet kunnolla esimerkiksi etäisyyksiä selvästi Aurinkokunnan ulkopuolella oleviin kohteisiin, kuten galakseihin, emme tietäneet paljonko kaikenkaikkiaan on ainetta, ja koko käsitys siitä, millainen maailmankaikkeus on, oli epäselvä.

Tilanne oli kuitenkin muuttumassa jo Einsteihin pohtiessa suhteellisuuttaan.

Vesto Slipher havaitsi vuonna 1912 galaksien punasiirtymän, ja kun punasiirtymän tiedettiin syntyvän suhteellisesta nopeuserosta, ymmärrettiin galaksien etääntyvän meistä. Alexander Friedmann osoitti vuonna 1922 (Einsteinin kaavoilla!), että maailmankaikkeus laajenee. Vuonna 1927 Georges Lemaître ehdotti, että galaksien etäisyys on verrannollinen niiden etääntymisnopeuteen. Kaksi vuotta myöhemmin Edwin Hubble osoitti tämän todeksi havainnoillaan.

Kun kaikki viittasi siihen, että maailmankaikkeus laajenee, ei Einstein sätkinyt vastaan, vaan totesi kosmologisen vakion olevan "elämänsä suurimman virheen".

Se ei kuitenkaan ollut sitä, sillä vuonna 1998 päädyttiin jo aiemmin olleisiin havaintoihin ja ajatuksiin perustuen siihen ajatukseen, että maailmankaikkeus ei olekaan vain laajenemassa, vaan laajeneminen vain nopeutuu ajan kuluessa. Mitä kauemmaksi tulevaisuuteen mennään, sitä nopeammin universumi laajenee.

Siis: jonkinlainen kosmologinen vakio onkin tarpeen, mutta juuri päinvastoin kuin Einstein aikanaan oletti. Sen tarkoitus ei ole pitää maailmankaikkeus vakiokokoisena, vaan kuvata sen kiihtyvää laajenemista.

Voisi siis sanoa, että Einsteinin suurin virhe oli olettaa kosmologisen vakion olleen virhe.

Oxfordin yliopiston tieteenhistorian museossa on liitutaulu, jota Einstein käytti toukokuussa 1931 pitäessään Oxfordissa kolme kuuluisaa luentoa. Keskimmäinen niistä käsitteli kosmologiaa, ja vaikka kirjoitukset eivät ole aitoja, tuolta luennolta säilyneitä, on liitutaulu esillä museossa kosmologian esitelmän kaavat pintaansa kirjoitettuina.

Esitelmässään Einstein käsitteli tuoreinta maailmankaikkeuden olemusta kuvaavaa malliaan, joka tunnettaan Friedmann-Einsteinin mallina. Siinä Einstein yhdistää omat suhteellisuusteorian pohjalta tulevat ajatuksensa vuonna 1922 Alexander Friedmannin esittämään teoriaan, missä maailmankaikkeus voi laajentua ja supistua ajan myötä.

Taulussa on muutama jännä yksityiskohta.

Ensinnäkin Einstein piti esitelmänsä saksaksi, ja siksi toiseksi alimmalla rivillä oleva valovuosi on kirjoitettu kirjaimin LJ, eli Lichttjahr.

Toiseksi taulussa on virhe – siis taas yksi Einsteinin töppäys!

Neljännellä rivillä oleva D on Hubblen vakio (jolla kuvataan maailmankaikkeuden laajenemisvauhtia) jaettuna valon nopeudella. Sen neliön arvoksi Einstein merkitsee tässä 10⁻⁵³ cm⁻², vaikka sen olisi pitänyt olla 10⁻⁵⁵ cm⁻². Nähtävästi Einstein on erehtynyt muuttaessaan megaparsekeja senttimetreiksi, jolloin tuloksena on varsin suuri virhe.

Einstein korjasi sen myöhemmin, mutta se on jäänyt elämään mm. tässä liitutaulussa.

Kirjoitimme liitutaulusta Tiedetuubissa vuonna 2013.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Jari Mäkinen

Ei ole mikään salaisuus, että monet kirjoittavat CV:n näyttämään lievästi todellisuutta paremmalta. Toiset pudottelevat tunnettujen ja/tai arvostettujen henkilöiden nimiä antaen ymmärtää, että he ovat hyviäkin tuttuja. Jotkut tutkijatkin innostuvat listaamaan ansioikseen töitä ja tutkimuksia, joita ovat joko suunnitelleet, tehneet vain osittain tai ovat olleet mukana tekemässä.

Harva kuitenkaan menee niin pitkälle kuin John Darsee, entinen kuuluisan Harvardin yliopiston tutkija. Kaikesta päätellen hän oli ihan pätevä tyyppi, mutta innostui tavoittelemaan suurempaa mainetta vippaskonstein.

Hän tehtaili väärennettyjä tutkimustuloksia.

Darsee opiskeli Notre Damen yliopistossa (Indianassa, Yhdysvalloissa, ei Pariisissa) ja valmistui lääkäriksi Indianan yliopistosta vuonna 1974.

Hän oli erinomainen opiskelija ja aloitti uransa tutkijana Emory-yliopistossa, Atlantassa. Vuonna 1979 hän siirtyi Harvardiin, missä hän erikoistui sydäntautien tutkimukseen. Vähän yli vuoden aikana hän teki viisi upeaa artikkelia, jotka otettiin arvostettuihin tutkimusjulkaisuihin. Ei ihme, että Harvardin sydäntutkimuslaboratorion johtaja Eugene Braunwald piti nuorta tutkijalupausta kiinnostavimpana kaikista 130 tutkijatohtorista, joita laboratoriossa oli ollut.

Braunwald tarjosi Darseelle pysyvää tutkijanpaikkaa Harvardissa 1981.

Samaan aikaan kuitenkin muutamat Darseen kollegat olivat epäileväisiä. Voi olla, että kyseessä oli osin kateus, mutta nähtävästi takana oli myös pieni epäilys siitä, että uskomattoman nopeasti tehdyissä tutkimuksissa oli jotain hämärää.

Pian kävi ilmi, että Darsee oli vähän käsitellyt päiväkirjoja siten, että muutaman tunnin työ näytti useamman viikon työltä. Kun tämä kävi ilmi, Braunwald erotti Darseen, mutta ei kertonut tapauksesta Yhdysvaltain kansalliselle terveysinstituutille (National Institutes of Health, NIH), joka rahoitti tutkimusta.

Braunwald ja laboratoriota johtanut Robert Kroner tekivät nähtävästi varsin ylimalkaisen selvityksen Darseen töistä, sillä he eivät löytäneet muuta huomautettavaa kuin päivämäärien väärentämiset. Se nimittäin oli vasta alkua.

Vuoden 1981 lopussa epäilykset Darseen tutkimuksia kohtaan nousivat uudelleen esille, ja nyt NIH teki niistä virallisen selvityksen. Se paljasti, että Darsee oli väärentänyt suuren määrän tutkimustukoksia kokeista, joita hän ei ollut tehnyt.

NIH rankaisi Darseetä eväämällä häneltä oikeuden tutkimusrahoitukseen kymmenen vuoden ajaksi, minkä lisäksi hänen tutkimuslaboratorionsa joutui palauttamaan 122 371 dollaria saamaansa rahoitusta.

Kun Darseen toimia tutkittiin vielä tarkemmin, kävi ilmi, että hän oli väärentänyt tuloksia jo aikaisemmin. Harvard veti takaisin kaikkiaan 30 Darseen tekemää julkaisua, ja lisäksi Emory ilmoitti, että 52 Darseen siellä tekemää artikkelia ja abstaktia ovat virheellisiä.

Kaikki kritisoivat toisiaan valvonnan puutteesta alkaen Notre Damen yliopistosta päätyen tutkimusartikkeleita hyväksyneeseen The New England Journal of Medicine -julkaisuun.

Aluksi Darsee koetti selittää, ettei ollut tietoinen mistään mahdollisesti tekemästään huijauksesta, mutta lopulta hän julkaisi The New England Journal of Medicinessä anteeksipyynnön \"kaikista epätarkkuuksista ja valheista\".

Hän jätti tutkijanuran ja siirtyi hoitavaksi lääkäriksi. Nykyisin hän toimii bloggaajana – tosin käyttäen nimeä John Hughes-Darsee. Häntä voi seurata mm. twitterissä.

Vastaavia tarinoita on maailma pullollaan, ja niitä on myös Suomestakin. Darseen tapaus on kuitenkin yksi räikeimmistä ja tunnetuimmista.

Toinen laajaa julkisuutta saanut huijari on Diederik Stapel. Hän oli Groningenin ja Tilburgin yliopistojen kunnioitettu sosiaalipsykologian professori aina vuoteen 2011 saakka, milloin hän jäi kiinni siitä, että oli väärentänyt tutkimustuloksiaan ainakin 13 vuoden ajan.

Kiinnostavaa Stapelin ja Darseen tapauksissa on se, että kumpikaan ei jäänyt kiinni siksi, että heidän artikkelinsa eivät läpäisseet vertaisarviointia. Kun artikkeli on muodollisesti hyvin tehty kiinnostavasta aiheesta, eikä se herätä kummastusta, niin se todennäköisesti julkaistaan, koska julkaisusysteemi hyödyttää niin tutkijoita kuin julkaisijoitakin.

Olennaista on myös se, että artikkelien tapauksessa tutkijoihin luotetaan.

Sen sijaan yleensä kollegoiden tai alaisten epäilykset johtavat huijarien jäämiseen kiinni. Lopulta näin käy aina.

Pienempää huijaamista (ja tämän hiljaista hyväksyntää) esiintyy koko ajan, mistä esimerkiksi voi nostaa erään Brysselissä nykyisin olevan poliitikon gradun.

Eilisessä Nikola Teslan vähemmän hohdokkaista ideoista kertoneessa kirjoituksessa mainittiin myös hänen kilpailijansa Edison.

Thomas Alva Edison (1847 – 1931) oli keksijän stereotyyppi: lahjakas, työteliäs ja ennen kaikkea näppärä yhdistämään eri asioita uusiksi keksinnöiksi. Hän keksi kyllä valtavasti itsekin, mutta myös "lainasi" muiden keksintöjä ja kehitteli niitä paremmiksi sekä käytännöllisemmiksi.

Joka tapauksessa Edison on eräs historian tuotteliaimpia keksijöitä, sillä hänen nimissään on lähes 1100 patenttia. Merkittävimpiä ovat fonografi (ensimmäinen äänentallennuslaite) ja sähkövalo.

Sähkölampun keksimiseen liittyy myös hänen tunnetuin lausahduksensa, joka liittyy lampun sisällö olevaan hehkulankaan. Edison testasi lukemattomia eri materiaaleja yrittäessään löytää sopivan langan lampun sisälle. Hän päätyi lopulta hiiltyneeseen bambuun, joka hohti valoa, kun sen läpi johdettiin sähköä.

Tarinan mukaan hän totesi jälkikäteen tästä materiaalin etsinnästä, että "en suinkaan epäonnistunut 10 000 kertaa. En epäonnistunut kertaakaan, sillä onnistuin löytämään 10 000 erilaista tapausta, jotka eivät toimineet. Ainoastaan testaamalla toimimattomia ratkaisuita pystyin löytämään sen, joka toimi."

Edisonin sähkölampussa hehkulankana oli hiiltynyt bambutikku. Lamput tulivat myyntiin vuonna 1879. Viisi vuotta myöhemmin Alexander Just ja Franjo Hanaman Itävalta-Unkarissa keksivät käyttää volframia mikä oli paljon kestävämpi ja jonka hyötysuhde oli parempi.

Edison siis keksi kaikenlaista ja kehitteli monenlaisia etenkin sähköön liittyviä laitteita. Ei ole mikään ihme, että osa niistä oli etenkin nykynäkökulmasta hulluja. Osa ei toiminut lainkaan, ja osa oli yksinkertaisesti liian edellä aikaansa.

Hän tiesi, että jotkut ideat olivat parempia kuin toiset, ja hylkäsi huonot tai toimimattomat nopeasti. Hän ei myöskään harmitellut jälkikäteen näihin "epäonnistumisiin" kulutta aikaa tai vaivaa, koska piti niitä olennaisina keksintöprosessissa.

Yksi töppäyksistä oli automaattinen ääntenrekisteröintilaite vaaleja varten. Lennätinperiaatteella toiminut laite ei saanut Yhdysvaltain päättäjiltä kannatusta, koska he pelkäsivät, etteivät voisi enää huijata vaaleissa. Vaikka tekniikka on muuttunut, nähtävästi tässä suhteessa ei ole mitään uutta poliittisella puolella.

Edison kehitti myös sähköisen kynän, laitteen, jonka avulla pystyi tekemään saman tien monta kopiota käsinkirjoitetusta paperista. Laite oli kiinnitetty kynään, jolla kirjoitettiin, ja se pystyi seuraamaan kynän kärjen liikkeitä ja monistamaan sen useille papereille sähkömoottorien avulla.

Ongelmana oli kuitenkin se, että kirjoittamiseen käytettiin mustekynää, eivätkä kopiointilaitteiden kyniä pystytty kastamaan musteeseen samaan tapaan kuin alkuräistä kynää. Niinpä Edison keksi käyttää vahapaperia, jonka pintaan kirjoitusta kopioivat kynät tekivät selvän jäljen. Se saatiin sitten näkyviin kastamalla paperi musteeseen.

Tämä osoittautui liian hankalaksi. Lisäksi sähkökynät olivat kömpelöitä ja pitivät suurta meteliä.

Myöhemmin sähkökyniin kehitettyä tekniikkaa käytettiin nimikirjoituksia kopioiviin laitteisiin ja – yllättäen – tatuointikynissä.

Fonografi, eli äänentallennuslaite, on sähkölampun ohella Edisonin toinen kuuluisin keksintö. Sen ensimmäinen versio kuitenkin oli harmillisen epäkäytännöllinen.

Laitteessa oli tötterö, jonka pohjassa oli äänikalvo ja siinä pieni neula, joka tötteröön tulevan äänen täristämänä raaputti rullalla olevan tinapaperin pinnalle uran. Kun rulla pyöri koko ajan eteenpäin, tallentui ääni kaiverruksena tinapaperin pintaan. Ääni voitiin saada jälleen kuuluviin pyörittämällä tinapaperia pinnallaan pitävää rullaa uudelleen, jolloin neula tärähteli, sai äänikalvon värisemään ja tötteröstä kuului ääntä.

Tinapaperi oli kuitenkin haurasta ja sen pinnalle kaiverrettu ura oli hyvin herkkä. Vasta kun tinapaperin sijalle otettiin vaha, joka kuivui kovaksi äänittämisen jälkeen, laite muuttui kätevämmäksi. Myöhemmin äänilevyt käyttivät täsmälleen samaa ideaa, mutta rullan sijaan ääni oli levyn pinnalla olevassa urassa.

Ensimmäinen nauhoitus vuodelta 1877.

Ääneen liittyy myös puhuva nukke. Edison hankki Saksasta nukkeja, joiden sisälle laitettavaksi hän kehitti pienen version fonografista. Tarkoituksena oli tuottaa niitä joulumarkkinoille vuonna 1888, mutta myyntiin nuket pääsivät vasta seuraavana keväänä.

Niistä ei kuitenkaan tullut suosittuja. Lapset pelkäsivät metallista ääntä, ja lisäksi fonografin koneisto oli hyvin herkkä iskuille. Ne menivät rikki helposti. Lisäksi toimiessaankin äänen voimakkuus hiipui hädin tuskin kuultavaksi jo lyhyen käytön jälkeen.

Nuket vedettiin markkinoilta vain noin kuukauden myynnin jälkeen.

Edison kehitti myös kotiteatterin. Se perustui Edisonin aiempaan keksintöön, kinetoskooppiin, jolla pystyttiin katselemaan elävää kuvaa. Edison keksi tämän vuonna 1888. Se ei ollut projektori, vaan laite näytti filminauhan yhdelle henkilölle kerrallaan laitteen kotelossa olevan aukon kautta. Vuonna 1912 Edison teki tästä version, joka pystyi myös heijastamaan kuvaa valkokankaalle. Se oli siis eräänlainen yksinkertainen filmiprojektori, joka oli pienempi ja kevyempi kuin elokuvateattereissa käytetyt.

Itse laitteet olivat silti liian kömpelöitä kotikäyttöön, ja lisäksi kalliita. Laitteita tehtiin vain 2500 ja niistä ainoastaan 500 ostettiin.

Ongelmana oli myös se, että Edisonin laitteisiin sopi vain sitä varten tehdyt filmit. Valikoima ei ollut suuri, joten Edisonin yhtiö alkoi tuottaa filmejä. Ne olivat kuitenkin ennen kaikkea dokumentteja ja opetusohjelmia, ja suuri yleisö halusi hauskoja elokuvia. Niinpä kinetoskooppin kehitys ja elokuvatuotanto lopetettiin vuonna 1915.

Kinetoskoopilla oli kuitenkin suuri vaikutus elokuvateollisuuden kehittymiseen, sillä sitä varten Edisonin yhtiössä kehitettiin ensimmäiset käyttökelpoiset selluloidifilmit ja omaksuttiin standardiksi muodostunut 35 mm:n kinofilmikoko.

Kun kinetoskooppiin liitettiin fonografi, saatiin kinetofoni. Kuva vuodelta 1895.

Kaikkein suurin Edisonin pieleen mennyt keksintö liittyi malmin käsittelyyn. Hän kehitti rautamalmin murskaamista ja seulomista varten laitteiston, missä oli suuret sähkömagneetit nappaamassa ei-rautapitoisen aineksen seasta rautapitoisen aineen.

Edison laski kykenevänsä käsittelemään laitteellaan 5000 tonnia malmia päivässä, mutta tavoitteesta jäätiin kauaksi heti alussa. Laite otettiin käyttöön Ogdensburgissa, New Jerseyssä, ei kovinkaan kaukana New Yorkista, vuonna 1894. Suuret murskaimet eivät toimineet kunnolla, joten Edison muokkasi niitä useampaan kertaan huomatakseen vain, että myös malmin kuljettimet ja kuivaimet kaipasivat suuria muutoksia, ennen kuin magneetit pystyivät toimimaan.

Laite ei koskaan toiminut kunnolla, ja tätä episodia Edison harmitteli toistuvasti jälkikäteen, vaikka se ei ollut hänen tapamaan. Kenties malmibisneksestä tulleet suuret tappiot vaikuttivat asiaan.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tagit

joulukalenteri

tiedetöppäykset

Jari Mäkinen

Nikola Tesla oli Yhdysvaltoihin vuonna 1884 asettunut serbialainen keksijä, jonka nimi on nykyisin kaikkien huulilla Tesla-sähköautojen ansiosta.

Tesla on eräs jännittävimmistä tieteen ja tekniikan historian henkilöistä, eräänlainen hullun keksijän perikuva, ja hänen monien onnistuneiden oivallustensa rinnalla on aika paljon sellaisia aivoituksia, joita voi vain nyt ihmetellä.

Kuten moni muukin, oli Tesla aikanaan nuori ja innokas. Hän oli jopa niin vilkas, että hän sai aina välillä paniikkikohtauksia ja hyperventilaatiota.

Kohtauksien aikana hän huomasi mielensä muuttuvan kevyeksi ja kuvitteli jopa leijuvansa. Kerran hän tuli ajatelleeksi, että ylihengitys voisi saada hänet painottomaksi – hyperventilaation aikaan saama keveys voittaisi painovoiman.

Koska Tesla oli tutkijaluonne, hän halusi testata tuoretta teoriaansa. Hän kipusi vajan katolle ja alkoi hengittää niin kiivaasti, että sai jonkinlaisen hyperventilaatiokohtauksen. Silloin hän hyppäsi alas katolta.

Teslalla oli mukanaan sateenvarjo siltä varalta, että painovoima olisi hyperventilaatiota voimakkaampi. Hän toivoi sateenvarjon toimivan kuten laskuvarjon. Siitä ei kuitenkaan ollut paljoa iloa tai apua, sillä vähemmän yllättäen Tesla putosi päistikkaa alas.

Hän menetti tajuntansa.

Paikalle kiitänyt äiti laittoi rasavillin keksijäpoikansa vuoteeseen, ja kesti useamman viikon, ennen kuin pikku-Nikola oli toipunut koejärjestelystään.

Hyperventilaatio ei ollut Teslan ainoa vaiva. Hän kärsi pakkomielteistä ja esimerkiksi pelkäsi bakteereita sekä helmikoruja käyttäviä naisia. Elämänsä loppupuolella hän innostui elämään pulujen kanssa ja nimesi erään niistä vaimokseen. Ihmisvaimoa hänellä ei koskaan ollut, vaan hän totesi usein naimattomuuden ja selibaatin olleen luovuutensa ja energiansa lähde.

Tesla olikin tuottelias. Hän teki teki noin 300 patentoitua keksintöä, joista tärkein on vaihtovirtaoikosulkumoottori.

Teslan kehittämä vaihtovirtatekniikka kilpaili 1880-luvun lopulla Thomas Edisonin käyttämän tasavirran kanssa. Edison oletti vaihtovirran olevan tasavirtaa vaarallisempaa, mutta koska sen avulla voitiin siirtää tehoa pitemmän etäisyyden päähän, alkoi se yleistyä. Siksi myös nykyisin töpselistä tulee vaihtovirtaa.

Lisäksi hän kehitti teslakäämin sekä puuhasi valon, radiotekniikan, langattoman sähkönsiirron, robotiikan ja lentokoneiden parissa. Tarinan mukaan hän löysi röntgensäteet samoihin aikoihin Wilhelm Röntgenin kanssa. Hän myös visioi satelliitteja ja planeettainvälistä tiedonvälitystä.

Mukaan mahtuu myös muutamia todellisia töppäyksiä. Eräs niistä oli sähkömekaaninen höyryvoimalla toimiva oskillaattori, värähtelijä, jonka oli tarkoitus mullistaa sähköntuotanto. Laite ei toiminut ihan halutulla tavalla, vaan alkoi täristä niin voimakkaasti, että Tesla pelkäsi laitteen saavan aikaan maanjäristyksen Manhattanilla, New Yorkissa.

Hän hajotti laitteen moukarilla ennen kuin se sai aikaan vahinkoa. Jälkikäteen on laskettu, ettei laite olisi saanut aikaan haittaa kuin itselleen.

Toinen hullu idea oli valaista koko maapallo, eli saada myös yöpuolinen osa planeetasta valoisaksi. Ideana oli käyttää tähän ilmakehän yläosissa olevia kaasuja, joita hän oletti voivansa virittää valoa hohtamaan ylöspäin suunnatulla korkeataajuuksisella sähkövirralla. Teslan ajatuksena oli näin auttaa esimerkiksi merenkulkijoita, jotka voisivat purjehtia turvallisesti myös yöaikaan.

Hanke jäi ideatasolle, ja on varsin kyseenalaista, että voisiko idea edes toimia. Periaatteessa kaasun saisi sähkövirralla hohtamaan, kuten loisteputken sisällä tapahtuu, mutta ilmakehän virittäminen valoa tuottavaksi vaatisi kenties niin paljon energiaa, että se ei ole mahdollista, ja jos olisi, niin tempulla olisi massiivisia haittavaikutuksia.

Tesla testasi vuonna 1899 Colorado Springsissä laitetta, jonka avulla hän toivoi voivansa siirtää sähköä langattomasti. Hän synnytti keksimällään teslakäämillä suuria jännitteitä, jotka purkautuivat lopulta valtavina keinotekoisina salamoina, jotka kuuleman mukaan pelästyttivät hevosia, saivat ihmiset häkeltymään ja synnyttivät ilmassa lentävien perhosten ympärille aavemaisesti valoa hohtavia Elmon tulia. Kokeet myös saivat aikaan laajoja sähkökatkoksia, kun sähkölaitosten generaattorit menivät rikki.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tilaa aihepiirin joulukalenteri RSS-syöte

Tiedetöppäysjoulukalenteri 21: Liian vallankumouksellinen kalenteri

Vallankumouskalenteri

Tiedetöppäysjoulukalenteri 20: Penisilliini

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetöppäysjoulukalenteri 19: Agakonnat tuholaistorjujina

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetöppäysjoulukalenteri 18: Linus Pauling ja helixmoka

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetöppäysjoulukalenteri 16: Valoakin nopeammat neutriinot

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 15. Einsteinin suurin moka

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 14. Superlahjakkuudesta hylkiöksi

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 13. Edisonin 10 000 epäonnistumista

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Suosituin sisältö

Tämänpäiväiset:

Kaikkiaan:

Viimeksi luettu:

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 12. Paniikkikohtauksella painottomaksi

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Etsi Tiedetuubista

AIHEALUEET

ERIKOISTA

TIEDETUUBI

KLUBI