Nuukailu voi käydä kalliiksi

Ilmastomallit ovat väistämättä monimutkaisia. Kuva: MH
Ilmastomallit ovat väistämättä monimutkaisia. Kuva: MH

Occamin partaveitsi on tieteessä sovellettu periaate, jonka mukaan erilaisia ilmiöitä selittävien teorioiden pitää olla mahdollisimman yksinkertaisia. Vai pitääkö sittenkään?

Yksi esimerkki Occamin partaveitsen soveltamisesta on tunnistamattomien lentävien kohteiden eli ufojen (Unidentified Flying Object) tai modernimmin tunnistamattomien ilmassa esiintyvien ilmiöiden (Unidentified Aerial Phenomena eli UAP) selittäminen.

Joidenkin mielestä ne ovat tähtienvälisiä aluksia, joilla alienit ovat tulleet maapallolle, monet pitävät niitä arkisesti taivaankappaleina tai ilmakehän valoilmiöinä, joita ei vain ole osattu havaintohetkellä tunnistaa. 

Ensimmäinen selitys on näistä kahdesta huomattavan paljon monimutkaisempi, sillä se vaatisi vieraan sivilisaation olemassaoloa, hyvin kehittynyttä tekniikkaa ja kykyä tähtienvälisten etäisyyksien taittamiseen.

Jälkimmäisen mukaan ”ufo” voi olla iltataivaalla loisteleva Venus tai kirkas halo, esimerkiksi sivuaurinko. Occamin partaveitseä sovellettaessa se on yksinkertaisempi ja siten todennäköisempi selitys – jos kohta se on sitä ilman teräaseitakin.

Nimensä periaate on saanut Vilhelm Occamilaiselta, 1200- ja 1300-lukujen taitteen molemmin puolin eläneeltä englantilaiselta fransiskaanimunkilta ja filosofilta. Veljeskuntansa edustajana Vilhelm eli köyhyydessä ja korosti säästäväisyyden hyvettä.

Tuoreen tutkimuksen mukaan ”säästäväisyyden periaate” eli Occamin partaveitsi ei kuitenkaan ole takuuvarma tai edes paras mahdollinen tapa arvioida erilaisten hypoteesien paremmuutta. Yksinkertainen ei siis aina ole kaunista. Tai ainakaan kauneinta.

Marina Dubovan, Indianan yliopiston tutkijan, johdolla laaditussa artikkelissa todetaan, että Occamin partaveitsi on menettämässä teränsä: jos siihen luotetaan liian vankasti ja yksioikoisesti, vaarana on, että tutkijat tekevät helposti virhepäätelmiä ja hukkaavat mahdollisuuksia tehdä merkittäviä löytöjä.

Dubovan tutkijaryhmän tekemien tietokonesimulaatioiden perusteella näyttää vahvasti siltä, että sattumanvaraiset kokeet tuottavat ainakin tietyissä tilanteissa parempia malleja kuin ennakko-oletuksiin perustuvat kokeet. 

Erityisen haitalliselta vaikuttaa monimutkaisten mallien johdonmukainen välttely. Se voi pahimmillaan viedä tutkimusta tyystin vikasuuntaan. Siksi Occamin periaatetta pitäisikin soveltaa säästeliäästi (pun intended…), ja valita tutkimuksen ja sen kohteen luonteen mukaisesti joko yksinkertainen tai mutkikas malli. 

Yksi esimerkki monimutkaisten mallien hyödyistä löytyy ilmastonmuutosta koskevasta tutkimuksesta. Paitsi että ilmasto ja sen muuttuminen on jo lähtökohtaisesti mutkikas ilmiö, siihen liittyvien ennusteiden laatimisessa käytetyt mallit tuottavat tarkempia tuloksia, jos niitä ei karsita liikaa. 

Usein jopa keskenään ristiriitaiset ilmastomallit tuottavat oikein yhdistettyinä paremmin oikeaan osuvia ennusteita todellisen maailman ilmiöistä kuin Occamin partaveitsellä perinteiseen tapaan siistityt mallinnukset.

Jatkotutkimuksen tehtävä on selvittää, miten valinta yksinkertaisten ja monimutkaisten mallien välillä olisi mielekkäästi ja perustellusti tehtävissä.

Upeita valoilmiöitä Levillä – taivaalle kannattaa katsoa!

Kuva: Antti Saxlund
Kuva: Antti Saxlund

Lukijamme Antti Saxlund lähetti tänään illalla upeita kuvia, jotka hän otti Levillä hiihdellessään. Niissä ei näy mitään ihmeellistä – paitsi että upeat halot ovat mahtavia näkyjä!

Näinä pakkaspäivinä kannattaa todellakin katsella taivaalle, koska siellä saattaa näkyä haloja.

Halot syntyvät yksinkertaisesti Auringosta tulevan valon heijastuessa ja sirotessa ilmassa olevista jääkiteistä. Pakkasen aikaan ilmassa on paljon juuri halojen kannalta sopivia kiteitä, ja erityisen paljon niitä on hiihtokeskuksissa, missä lunta – ja jääkiteitä – on tehty keinotekoisesti.

Antti kertoo, että tänään Levillä haloja oli erityisen paljon ja että ne olivat hyvin kirkkaita.

Tämä johtunee kauniista, kirkkaasta päivästä, sekä erityisesti tuulenvireen ilmaan hangelta ja puista nostamista lumetuksen tuottamista jääkiteistä, jotka ovat aivan upeita halojen kannalta.

Tavallisten halojen, eli sivuaurinkojen ja pilareiden lisäksi nämä kiteet tuottavat sopivissa olosuhteissa myös alasivuaurinkoja ja alapilareita, joita näkyy hyvin kuvissa.

Lisäksi Antti mainitsi juuri täsmälleen Auringosta vastapuolella taivasta olleesta omituisesta kaaresta, joka näytti tältä:

Kuvassa se ei pääse oikeuksiinsa, mutta se lienee niin sanottu Greenlerin vasta-aurinkokaari, tai yksinkertaisesti diffuusi vasta-aurinkokaari.

Se on normaalisti varsin harvinainen halomuoto, joka näkyy vasta-aurinkopisteestä lähtevänä viuhkana, ristinä, pilarina tai vain vasta-aurinkona. Niitä näkyy luontaisesti Suomessa keskimäärin noin kerran kymmenessä vuodessa, mutta lumitykkien jääsumuissa useamminkin. Tässä tapauksessa kyseessä on varmastikin lumitykin synnyttämien, päivällä ilmaan nousseiden kiteiden aikaansaama ilmiö.

Näinä päivinä kannattaa tosiaankin pitää silmiä auki ja katsella upeita taivaalla näkyviä kaaria ja värejä. Niitä kannattaa myös raportoida Ursan Taivaanvahtiin, missä onkin näiltä päiviltä paljon jänniä havaintoja!

Kuvat: Antti Saxlund