Historiaa, fysiikkaa ja fysiikan historiaa

Kirjoittaja: 

Kalle Vähä-Heikkilä, fysiikan lehtori, Lauttakylän lukio, Huittinen
Kuva 1. Fysiikan historian konferenssi 2nd International Conference on the History of Physics järjestettiin Itävallassa Pöllau-nimisessä kylässä ja samannimisessä keskiaikaisessa linnassa.

 

”Fyysikot pyytelivät anteeksi tietämättömyyttään historioitsijoilta ja päinvastoin, kun aiheena oli fysiikan historia. Seuraavassa konferenssissa ei tarvitse enää pyydellä anteeksi, sillä viimeistään silloin on tiedossa, että meillä kaikilla on niin paljon yhteistä.”

Suunnilleen näihin sanoihin päättyi 2nd International Conference on the History of Physics. Takana oli kolme päivää keskustelua fysiikan historian keksinnöistä, sovellutuksista ja niiden hyödyntämisestä.

Toista kertaa järjestettävä fysiikan historian konferenssi pidettiin Itävallassa Pöllau-nimisessä pienessä kylässä. Paikalle oli tullut fysiikan historian tutkijoita, historian tutkijoita, filosofeja sekä muutama fysiikan opettaja. Minulle tuli täytenä yllätyksenä se, että fysiikan historian tutkimuksella on merkittävä rooli etenkin Saksan, Itävallan, Espanjan, Iso-Britannian ja Irlannin yliopistoissa. Osallistujia oli reilu sata lähinnä edellä mainituista maista. Kaukaisin osallistuja oli Japanista. Joukkoon mahtui myös kaksi suomalaista. Itse olin ns. kuunteluvieraana, mutta toisella suomalaiselle, Peter Holmbergilla, oli mielenkiintoinen posteriesitys, jossa tieteellisesti ja fiktiivisesti kuvailtiin Gulliverin matkaa Laputa-saarelle.

Konferenssissa tarjoiltiin aimo annos 1800-luvun ja 1900-luvun alkupuolen fysiikan historiaa henkilökuvista ilmiöihin. Tutut nimet, kuten Maxwell, Schrödinger, Einstein, Hess ja Boltzman, vilahtelivat monissa esityksissä. Uusia tuttavuuksiakin tuli esille. Kuka muistaa esim. Boltzmannin oppilaan Felix Ehrenhaft’n, joka määritti alkeisvarauksen lähes samalla tarkkuudella kuin Millikan ja samoihin aikoihin? Toinen mielenkiintoinen uusi nimi oli William Henry Stone, joka kirjoitti ensimmäisenä Chladnin kuvioista ja antoi näin sysäyksen akustiikan tutkimisille. Itse muistan Chlandin kuviot vuosituhannen vaihteessa Paraisten lukiolta Jukka O. Mattilan esitellessä niitä ja monia muita mieleenpainuvia fysiikan demoja Turun yliopiston innokkaille fysiikan opiskelijoille.

Konferenssi ei keskittynyt ainoastaan fysiikan historian täsmätietoon, vaan se pikemminkin avasi laajemman kuvan ilmiöiden syy-seuraussuhteista. Toki historian tutkimuksellakin oli rooli konferenssissa. Ilmiöiden ja henkilökuvien ohella tuotiin vahvasti esille aikakauden muiden tapahtumien vaikutusta. Konferenssi olikin oikein hyvää historian kertausta vähän erilaisesta näkökulmasta kuin mitä suomalaiset historian oppikirjat tarjoavat. En ole aikaisemmin tullut ajatelleeksi, mikä oli Itävalta-Unkarin vaikutus tieteeseen tai Neuvostoliiton vaikutus Itä-Euroopan maiden tieteen kehittymättömyyteen. Viikko oli lukion uuden opetussuunnitelman teemaopintoja parhaimmillaan yhdistäessään tieteen merkitystä yhteiskunnan kehittymiseen. Fysiikan historia tai tieteen historia sopisi varsin hyvin myös peruskoulun opetussuunnitelman aihekokonaisuuksiin.

Konferenssi kokoaa ihmiset yhteen, mutta ihmiset tekevät konferenssin

Konferenssin ikäjakauma arvelutti minua hieman aluksi. Hiusten väri oli osallistujilla harmaavoittoinen ja olin selvästi nuorin paikallaolija. (Kuva 2) Kuunnellessani aloitusluentojen sarjaa huomasin, että iällä ei ole väliä, kunhan kiinnostuksen kohteet ovat samat. Ikäni oli hyvä ”jäänmurtaja”, sillä monet olivat kiinnostuneita, miksi noin nelikymppinen, nuori fysiikan opettaja on mukana konferenssissa. Erityisen lämpimältä tuntui konferenssin yhden pääluennoitsijan, Eric Finchin, sanat, että fysiikan opettajuutta on turha vähätellä, vaikka on tiedemaailman tutkijoiden kanssa tekemisissä. Hänen mielestään jokaisen tieteentekijän tulisi tiedostaa, miten kunnioittavaa on opettaa alemmilla kouluasteilla ja innostaa nuoria tekemään tiedettä. Konferenssin kokonaistunnelmaa voisi kuvailla sanalla lempeä.

Kuva 2. Konferenssisalina toimi linnan juhlasali. Linnan omistaja oli aikoinaan kiinnostunut luonnontieteistä ja matematiikasta, mikä näkyi maalausten teemoissa. Maalauksessa on mm. enkeli, jolla on kaukoputki.

 

Luentojakin mielenkiintoisempia olivat kahvitauko-, lounas- ja illalliskeskustelut. Mukana oli fysiikan historiaan todella vihkiytyneitä henkilöitä. Keskusteluissa puhuttiin fysiikan historian tutkimuksesta eri maissa, mutta ennen kaikkea enemmän ja vähemmän tunnetuista fyysikoista ja luonnontieteilijöistä. Toisaalla keskustelu siirtyi Newtonin tapaan toimia British Academyn diktatorisena patriarkkana. Minulta kysyttiin myös tunnetuista suomalaisista fyysikoista. Kemisteistä mainitsin välittömästi A. I. Virtasen saavutukset, mutta fyysikoista tuli mieleeni nopeasti vain Yrjö Väisälä ja hänen optiset havaintomenetelmänsä. Kotitehtäväksi jäi siis tutustua suomalaisiin tunnettuihin fyysikoihin ja tekniikan kehittäjiin.

Echophysics – kaikuja historiasta

Konferenssipaikkana oli 1700-luvun alussa rakennettu Pöllaun linna, joka sopi erinomaisesti konferenssin ilmapiiriin (Kuva 3). Linnassa sijaitsee Euroopan fysiikan historian keskus, joka keskittyy luonnontieteen mittausmenetelmiin ja erityisesti Nobel-palkittuun Victor F. Hessiin. Mielestäni keskus esittelikin pikemmin itävaltalaisia luonnontieteilijöitä kuin Euroopan fysiikan historiaa. Viktoriaanisella aikakaudella Itävalta-Unkarilla oli erittäin merkittävä rooli luonnontieteissä, mikä näkyi myös näyttelyssä. Näyttely oli rakennettu loistavasti, varsinkin sähkömagnetismin historian osalta. Seiniä kiersivät selkeät aikajanat tieteen eri löydöistä.

Kuva 3. Myös matematiikka oli aiheena Pöllau-linnan juhlasalin kattomaalauksissa.

 

Näyttelyn parasta antia olivat Grazin teknillisen yliopiston henkilökunnan pitämät esittelyt. Henkilökunta oli perehtynyt näyttelyssä esitettyihin mittalaitteisiin ja niiden historiaan perinpohjaisesti. Esimerkkinä mainittakoon Machin aaltojen kuvaamiseen käytettyjä koelaitteistoja ja plasman tuottamiseen sekä tutkimiseen käytetyt laitteet. (Kuva 4) Uutena asiana minulle tuli muun muassa plasman synnyttäminen kolmella eri tavalla. Yleisin tapa on sähkömagneettisen kentän avulla, mikä on meille kouludemoista tuttu; palava kynttilä lasikuvun alla mikroaaltouunissa. Toinen tapa synnyttää plasmaa on korkea paine ja kolmas venäläisten kehittämä kemiallinen reaktio. Kemiallisesta reaktiosta ei niinkään puhuttu, mutta paineen aiheuttama plasma ja sen ongelmallisuus avaruusfysiikassa herätti keskustelua.

Kuva 4. Grazin yliopiston henkilökunta esitteli Echophysics-näyttelyssä olevia fysiikan tutkimuslaitteistoja. Kuvassa on 1800-luvun lopussa Machin kiila-aallon kuvaamiseen käytettyjä laitteita.

 

Kirsikkana kakussa oli jo mainitsemani V. F. Hess ja hänen löytämänsä kosmologinen säteily kuumailmapallokokeissa vuonna 1908. Fysiikan opettajana oli huikea nähdä alkuperäisiä Hessin mittauksissaan käyttämiä elektroskooppeja ja ilmanpainemittari. (Kuva 5)

Kuva 5. Echophysics-näyttelyssä Kalle Vähä-Heikkilä pääsi tutustumaan V. F. Hessin kosmisen säteilyn mittauksessa käyttämiä elektroskooppeja ja ilmanpainemittaria.

2018 Baskimaa

Seuraava konferenssi pidetään 2018 Bilbossa, Baskimaassa. Se tarjoaa erinomaisen mahdollisuuden fysiikan historiasta kiinnostuneille henkilöille, olivatpa nämä sitten fyysikkoja, historioitsijoita tai filosofeja – opettajia unohtamatta. Vuoden 2016 konferenssissa oli mukana kourallinen fysiikan opettajia, työssäkäyviä tai eläkkeellä olevia. Eräs britannialainen eläkkeellä oleva fysiikan opettaja heitti ajatuksen, voisiko yhtenä konferenssin teemana olla myös fysiikan opettamisen historia, sillä opettamisen vaikutusta tieteen kehittymiseen ei pidä ollenkaan vähätellä. Löytyisikö suomalaisia osallistujia seuraavaan konferenssiin? Lopuksi kiitän Matemaattisten aineiden opetustyön tukirahastoa, joka mahdollisti konferenssimatkalle osallistumisen.

Lisää eDimensiossa

Mihin matematiikkaa tarvitaan , 16. elokuu 2017 - 9:00
Laskukone vauvan aivoissa , 16. elokuu 2017 - 9:00
Dimensio 4/2017 , 16. elokuu 2017 - 1:00
Dimensio 3/2017 , 23. huhtikuu 2017 - 9:00
Eurajoen vesitornin Foucault’n heiluri , 22. huhtikuu 2017 - 9:00
Historiaa, fysiikkaa ja fysiikan historiaa , 2. huhtikuu 2017 - 9:00
Dimensio 2/2017 , 31. maaliskuu 2017 - 9:00
Erään matematiikan vihaajan tunnustuksia , 2. helmikuu 2017 - 9:00
Dimensio 1/2017 , 26. tammikuu 2017 - 9:00
GeoGebra-täydennyskoulutuksia verkossa , 6. joulukuu 2016 - 9:00
Dimensio 6/2016 , 6. joulukuu 2016 - 9:00
MAOLin syyskoulutuspäivät Oulussa , 26. lokakuu 2016 - 9:00
Taide taittaa matematiikkaa – Osa 2(2) , 26. lokakuu 2016 - 9:00
Lukion tärkein ainevalinta? , 26. lokakuu 2016 - 9:00
Dimensio 5/2016 , 26. lokakuu 2016 - 9:00
GeoGebra tänään , 26. lokakuu 2016 - 9:00
Dimensio 4/2016 , 24. lokakuu 2016 - 9:00
Taide taittaa matematiikkaa – Osa 1(2) , 22. lokakuu 2016 - 9:00
Dimensio 3/2016 , 21. lokakuu 2016 - 9:00
Dimensio 2/2016 , 12. lokakuu 2016 - 9:00
Lukion tärkein ainevalinta? , 24. syyskuu 2016 - 9:00
Hattulan silloilta , 8. syyskuu 2016 - 9:00
Lukion fysiikan OPS muutosten edessä , 8. syyskuu 2016 - 9:00
Taikatempuista motivaatiota opiskeluun , 25. elokuu 2016 - 9:00
Super-Ada innostaa IT-alalle , 4. helmikuu 2016 - 9:00
Dimensio 1/2016 , 30. tammikuu 2016 - 8:00