AGON - Pohjoinen tiede- ja kulttuurilehti

  • Uusin lehti
  • Arkisto
  • Toimitus
  • Kirjoita AGON-lehteen
  • AGON ry
  • Yhteystiedot

Artikkelit

Suhteellisuusteoria luonnollisena asenteena – Fenomenologisen epokheen suorittaminen

Juha Himanka

Sisältö

  • Suhteellisuusteorian kokeellinen menestys
  • Suhteellisuusteorian looginen johdonmukaisuus
  • Asiantuntijat
  • Fenomenologinen epokhee
  • Kirjallisuus

Sokrateen toiminnassa filosofia päätyi tietämättömyyteen. Edmund Husserlin fenomenologiassa tämä perinne jatkuu yrityksinä suorittaa epokhee, jossa luultu tietämisemme osoittautuu harhaksi. Tässä artikkelissa havainnollistan epokheen menetelmää ottaen esimerkiksi suhteellisuusteorian. 

Keskustelussaan Alexander Kojèven kanssa Leo Strauss toteaa, että alkuperäisessä muodossaan filosofia on oman tietämättömyyden tiedostamista (Strauss 1988, 209; XXX). Tällä Strauss viittaa Sokrateen toimintaan. Dialogissa Menon Sokrates havainnollistaa hänen kanssaan keskustelussa oppimista orjapojan avulla. Tarkoitus on oppia kahdentamaan neliön pinta-ala. Aluksi poika luulee tietävänsä, kuinka tämä tehdään ja Sokrates kysyy kymmeniä kysymyksiä ennen kuin poika myöntää tietämättömyytensä ja on valmis luopumaan käsityksistään. Lopulta poika liittyy asian oppineiden puolelle omaksuessaan Sokrateen ohjaamana oikean vastauksen.

Nykyajan filosofiassa tiedosta luopumista on korostaa Edmund Husserl, joka kutsuu jo omaksumani tiedon kyseenalaistumista epokheeksi (HuaI/57; HuaVIII/165; Fink 1986b, XXX). Platonin esimerkin kautta hahmotettuna epokhee vastaa Menonin kohtaa, jossa poika lopulta Sokrateen kymmenien kysymysten jälkeen joutuu tunnustamaan, että hän ei tiedä vastausta kysymykseen neliön kahdentamisesta. Husserlin käytössä epokhee ei kuiteknaan ensisijaisesti tarkoita reittiä tietämättömien joukosta asiantuntijuuteen. Itse asiassa etenemisen suunta on päinvastainen: asiantuntijuudesta tietämättömyyteen. Menonia edeltävät Platonin dialogit jäävät tietämättömyyteen eivätkä jatka oikeaan vastaukseen kuten tämän dialogin esimerkki. Husserlin epokhee vastaakin paremmin varhaisdialogien tilannetta, jossa Sokrateen kanssa keskusteleva asiantuntija päätyy huomaamaan tietämättömyytensä.

Epokheen suorittaminen on radikaali teko. Radikaalius piilee siinä, että epokhee ei etene kulttuurimme hylkäämistä näkemyksistä (esimerkiksi ’maapallo on litteä’) kohti sen asiantuntijoiden hyväksymiä käsityksiä (’maapallo on pyöreä’). Husserlin näkemyksen mukaan epokhee asettaa kyseenalaiseksi kaikkein luotettavimpina pitävämme tiedon ja sekä menetelmät, joilla olemme sen saavuttaneet. Epokhee ei näin ole reitti arkipäivän uskomuksista asiantuntijoiden koeteltuun tietoon vaan kyseenalaistaa myös ja jopa eritoten asiantuntijoiden tiedon. Husserl kirjoittaa:

”Ankarin matematiikka tai matemaattinen luonnontiede ei ole tässä pienimmässäkään määrin etulyöntiasemassa mihinkään arkikokemuksen todelliseen tai luuloteltuun tietoon nähden. Ei siis voi olla puhettakaan, että filosofia (joka nimenomaan on tietokritiikkiä ja on kaikessa mitä se on tietokritiikkiin juurtunut) tulisi metodisesti (tai jopa sisällöllisesti!) suuntautua eksaktien tieteiden mukaan.” (Husserl 1995, 43)

Husserl siis kyseenalaistaa tieteen tuloksien lisäksi myös niiden menetelmän. Olisi kohtuullisen helppo hyväksyä näkemys, jonka mukaan eksaktit tieteet kyllä erehtyvät, mutta pystyvät sitten korjaamaan tietoa menetelmäänsä soveltaen. Voimme näin ajatelle luonnontieteellisen tiedon olevan aina avoinna tiedon edistymiselle ja sikäli kyseenalaistettavissa. Arkkifenomenologin radikaalius on kuitenkin ankarampaa ja hänen mukaan filosofiassa on kyseenalaistettava myös eksaktien tieteiden ja jopa matematiikan menetelmät.

Husserlin lähtökohdan radikaalius on tutkimuksen kannalta ongelmallinen. Eksaktin luonnontieteen menetelmät ovat menestyneet niin vakuuttavasti, että on vaikea kuvitella sillä saavutettujen tulosten kyseenalaistuvan muutoin kuin niiden omilla metodeilla. Voiko Husserl tosiaan väittää, että fenomenologia on niin vahva menetelmä, että sitä seuraten voin kyseenalaistaa luonnontieteen arvovaltaisia tuloksia? Tätä on vaikeaa esittää vakuuttavasti. Rajautumalla epokheehen tehtävästä tulee kuitenkin hieman helpompi. Tällöin minun ei tarvitse esittää eksaktin tieteen tiedolle vaihtoehtoa tai esittää tietäväni paremmin. Riittää, että osoitan tiedon olevan kyseenalaista. Tällainen eteneminen on hyvinkin Sokrateen esimerkin mukaista.

Husserlin tarkastelut saattavat vaikuttaa teoreettisilta, mutta hänen näkemyksensä mukaan ”fenomenologia ei teoretisoi” (Husserl 1995, 78). Fenomenologia on konkreettinen tutkimusmenetelmä. Epokheen selvittämiseksi fenomenologian kannalta pätevästi ei näin riitä selvittää käsitteen merkitystä. Sen sijaan on näytettävä miten epokhee toteutuu käytännössä. Epokhee tarkoittaa Husserlilla reduktion alkuvaihetta (Fink 1986a, 87;Fink 1986b 314, 317). Reduktio puolestaan on Husserlin mukaan fenomenologisen tutkimuksen lähtökohta – vailla sitä tutkimus ei ole fenomenologiaa (HuaV76, 155; HuaIX/192; Hua XV/537; HuaXXVII/172; HuaXXIX/332; HuaDIII,4/83; XXX). Reduktio ei kuitenkaan ensisijaisesti ole käsite, joka meidän tulisi ymmärtää, vaan teko, joka meidän tulisi tehdä (Marx 1987). On kuitenkin osoittautunut vaikeaksi tehtäväksi hahmottaa, kuinka tuo teko tulisi tehdä (Fellman 1989). Tässä artikkelissa selvitän, kuinka reduktio saattaa alkaa, kuinka voisimme tehdä epokheen.

Hyvä esimerkki epokheen suorittamisen havainnollistamiseen on yleisesti hyväksytty ja asiantuntijoiden laajasti tukema teoria, jota olemme tottuneet pitämään oikeassa olevana. Olen valinnut tähän rooliin suppean suhteellisuusteorian, jota kutsun jatkossa vain suhteellisuusteoriaksi, sikäli kun en erikseen mainitse yleistä teoriaa[1]. Teorian on usein nähty olevan poikkeuksellisen vahva. Esimerkiksi tieteiskirjailija Isaac Asimov toteaa siitä, että ”Luonnontieteilijä, joka on jonkin verran järjissään, ei epäile suppeaa suhteellisuusteoriaa.” (Hatch 2002). Vaikkapa fyysikko Clifford Will on puolestaan todennut: ”Suppea suhteellisuusteoria on siinä osa ei vain fysiikkaa vaan jokapäiväistä elämää, että ei ole enää asiallista kutsua sitä suppeaksi ’teoriaksi’. Se on tosiseikka.” (Hatch 2002) Teoria ymmärretään toisinaan niin vahvaksi, että sen epäileminen asettaa epäilijän näkemyksen laajemminkin kyseenalaisiksi.[2]

En tässä artikkelissa kuitenkaan pyri todistamaan suhteellisuusteorian olevan väärässä tai jonkin muun käsityksen olevan parempi. Tarkoitus on vain osoittaa, että tämä teoria on luonnollisen asenteen kanta. Husserlille luonnollinen asenne tarkoittaa epokheeta edeltävää tilannetta, jossa käsitykset omaksutaan lähinnä tottumuksen, toiston ja auktoriteetin eikä niinkään totuuden vuoksi. Olemme saaneet tietoa suhteellisuusteorian hyväksyttävyydestä niin monista hyväksyttävistä lähteistä niin pitkään, että teorian hyväksyminen tuntuu erittäin luontevalta. Itse asiassa elämämme rakentuu pitkälti näin saadun tiedon hyväksymiseen – emme luonnostamme kyseenalaista vaikkapa Pekingin väitettyä sijaintia tai syanidin myrkyllisyyttä. Fenomenologian kannalta meidän kuitenkin tulisi joskus pysähtyä miettimää, mitkä asiat olemme omaksuneet auktoriteetin ja tottumuksen voimasta.

Olemme vakuuttuneita suhteellisuusteorian oikeellisuudesta kolmella tavalla. Ensinnäkin tiedämme sen menestyneen kokeellisesti. Toiseksi oletamme sen olevan loogisesti johdonmukainen kokonaisuus, ja kolmanneksi tiedämme alan asiantuntijoiden olevan teorian kannalla. Selvitän seuraavassa näitä kolmea vakuuttuneisuutemme lähtökohtaa ja päädyn sitten Husserlin itsensä näkemykseen Einsteinin teoriasta.

Suhteellisuusteorian kokeellinen menestys

Suhteellisuusteorian on usein nähty menestyneen erinomaisesti sekä sen selitettäessä havaintoja että kokeellisesti. Ensisilmäyksellä tätä pitääkin paikkansa. Aurinkokunta ja sen liikkeiden selittäminen tai ennustaminen on ollut luonnontieteelle keskeinen koe. Suhteellisuusteoria menestyy tässä testissä melkeinpä täydellisesti. Teoria selittää aurinkokunnan liikkeet, mukaan lukien aiemmin ongelmia tuottaneen Merkuriuksen perihelin, ällistyttävän tarkasti (Kustaanheimo 1985, 113).

Kuuluisin Einsteinin teorian testaus tehtiin vuoden 1919 auringonpimennyksen yhteydessä. Suhteellisuusteorian mukaan valon pitäisi taittua auringon massan vaikutuksesta ja tätä voitiin mitata täydellisen auringonpimennyksen aikana. Arthur Eddington organisoi retkikunnan, joka lähti Länsi-Afrikkaan ja Brasiliaan tekemään mittauksia. Retkikunta koki kuitenkin paljon vastoinkäymisiä ja mittauksia oli vaikea toteuttaa. Mittauksista oli määrä saada arvo 1,75, jotta ne vastaisivat Einsteinin teoriaa. Kun yksi tuloksista (0,93) päädyttiin hylkäämään, päädyttiin kohtuullisen lähelle vaadittua lukemaa: 1,98 (Lorentz 1920, 50–57). Mittausten nähtiin vahvistavan suhteellisuusteorian teorian pätevyys, ja Einsteinin saavutus nousi etusivun uutiseksi ympäri maailmaa.

Maallikon silmin tulos ei kuitenkaan tunnu kovin vahvalta evidenssiltä. Ajan lyhyessä historiassa Stephen Hawking toteaakin tuloksista seuraavasti: ” … retkikunnan ottamissa valokuvauslevyissä oli mittausvirheitä, jotka olivat samaa luokkaa kuin mitattu ilmiö. Oikea tulos oli ollut silkkaa sattumaa tai sitten sen katsottiin onnistuneen sen takia, että juuri tällaista tulosta osattiin odottaa. Se on tieteessä aika tavallista.” (Hawking 1988, 33–4). Esimerkiksi Willem Julius ihmettelikin kirjeessään Einsteinille, että hän ei yrityksistään huolimatta saanut vastaavia tuloksia (Canales 2012, 246).

Selvitettyään Eddingtonin retkikunnan ongelmia, Hawking toteaa, että myöhemmissä mittauksissa valon taipuminen ja Einsteinin teoria on osoitettu oikeaksi. Asetelma on kuitenkin myös myöhempien mittausten valossa ongelmallinen. Esimerkiksi Kustaanheimo toteaa paria vuotta ennen Hawkingia, että mittauksissa on saatu arvoja, jotka vahvistavat suhteellisuusteoriaa, mutta myös arvoja, jotka ovat noin 25% liian suuria (Kustaanheimo 1985, 112). Ilmeisesti koeasetelma ei yksinkertaisesti toimi.

Seuraavan kahden kokeen kannalta on olennaista jäsentää, mihin suhteellisuusteoriaa verrataan. Usein vertailukohdaksi otetaan Newtonilainen fysiikka ja tällöin suhteellisuusteoria osoittautuu pätevämmäksi jo pelkästään siksi, että se huomioi aikadiletaation, ajan hidastumisen nopeuden kasvaessa. Suhteellisuusteorian vertailukohta voidaan asettaa myös toisin.

Suhteellisuusteoriaa kutsuttiin aluksi Einstein-Lorentz -teoriaksi, mutta Lorentz päätyi irtisanoutumaan Einsteinin näkemyksestä jatkaen oman eetteriteoriansa kehittämistä (Canales 2015, 137–153). Lorentzin teoria onkin suhteellisuusteorian varsinainen vertailukohde. Palaan tähän vertailuasetelmaan myöhemmin, mutta tässä vaiheessa on olennaista pohtia, onko Einsteinin teorian paremmuus suhteessa Lorentzin teoriaan osoitettu kokeellisesti.

Seuraava laajasti huomiota herättänyt koe, jonka nähtiin vahvistavan suhteellisuusteorian, tehtiin vuonna 1938. Tässä Ives-Stillwell -kokeessa osoitettiin ensimmäistä kertaa, että aika hidastuu, kun nopeus kasvaa riittävästi. New York Times, joka oli uutisoinut Eddingtonin tulokset otsikolla ”Riemuvoitto Einsteinille!” otsikoi uudet tulokset ”Jälleen riemuvoitto Einsteinille!”. Kokeen tehnyt Herbet Ives ei kuitenkaan ollut samaa mieltä. Hän näki, että kokeen saattoi tulkita ainoastaan Lorentzin teorian puitteissa (Van Flandern 1998; Turner & Hazelett 1979).

Kolmas kuuluisa suhteellisuusteorian testaus tehtiin vuonna 1971. Hafele-Keating -kokeessa kaupallisiin lentokoneisiin sijoitettiin atomikelloja ja niiden lukemia verrattiin Yhdysvaltojen merivoimien atomikellojen lukemiin. Van Flandernin mukaan Keating huomasi saavansa selkeämmän tuloksen ottaen maassa sijaitsevan kellon vertailun lähtökohdaksi ja tyytyi tähän yleisesti käytettyyn malliin hahmottamatta testaavansa tällöin pikemminkin Lorentzin kuin Einsteinin teoriaa (Van Flandern 1998).

Nykyään suhteellisuusteorian kokeellista ja käytännöllistä pätevyyttä selitetään usein GPS:n (The Global Positioning System) avulla. Yleisen suhteellisuusteorian perusteella gravitaatiokentän heikkeneminen etäännyttäessä maasta nopeuttaa kelloa GPS-satelliitin tapauksessa 45 900 nanosekuntia vuorokautta kohden (Louko 2005; Van Flandern 1998). Koska satelliitti liikkuu radallaan, sen kello hidastuu suppean suhteellisuusteorian mukaisesti 7 200 nanosekuntia vuorokaudessa (Louko 2005; Van Flandern 1998). Näin esitettynä asetelma vaikuttaa suhteellisuusteorian kannalta vakuuttavalta. Meidän on kuitenkin hankala arvioida näitä korjauksia tarkasti, sillä kelloihin tehdyt korjaukset ovat liikesalaisuuksia. Alalla toimivan Ronald R. Hatchin mukaan korjaukset kuitenkin vastaavat itse asiassa paremmin Lorentzin eetteriteoriaa kuin suhteellisuusteoriaa (Hatch 2002).

Van Flandern selvittää artikkelissaan 11 koetta, joiden on nähty tukeneen suhteellisuusteoriaa. Näistä yksikään ei vahvista Einsteinin teoriaa suhteessa Lorentzin eetteriteoriaan (Van Flandern 1998). Onkin epäselvää, voidaanko tätä edes tehdä kokeellisesti (Erlichson 1973). Vaikka Hatch ja Ives asettuvatkin Lorentzin kannalle, tämän tarkastelun kannalta tyydyn käsitykseen, että kumpaakaan teoriaa ei voida osoittaa toista paremmaksi empiirisesti. Teorioita on pidetty jopa muutoinkin kuin empirian kannalta identtisinä, mutta tällöin Einsteinin teoriaa tarkastellaan sen käytön kannalta (Szabó 2003a, 2003b). Käytännössä on valittava jokin koordinaatisto, johon muita mittoja verrataan ja tällöin päädytään Lorentzin teoriaan.

Suhteellisuusteorian looginen johdonmukaisuus

Ehkä tunnetuimman kysymyksen suhteellisuusteorian loogisuudesta esitti Herbert Dingle. Hän oli suhteellisuusteorian tunnetuimpia asiantuntijoita, mutta päätyi lopulta pitämään teoriaa ristiriitaisena. Dinglen näkemys liittyy kaksos- tai kelloparadoksiin. Siinä yksi kahdesta kellosta liikkuu ja päätyy näin eri aikaan kuin paikallaan ollut. Dinglen mukaan ongelma on siinä, että suhteellisuusteoriassa, jossa ei ole yleistä koordinaatiosta, molemmat kellot jätättävät suhteessa toisiinsa.  Asiasta on keskusteltu paljon ja varsinkin Lovejoyn (Lovejoy 1931) esittämässä muodossa ristiriita tuntuu vaikealta ratkaista. Selvää on ainakin se, ettei Einsteinin itsensä esittävä ratkaisu, joka perustuu toisen kellon kääntymisen vaikutukseen, toimi (Einstein 1918). Kellohan voi käydä kääntymässä lähellä tai kaukana, eikä käännöksen vaikutus näin ole symmetrinen aikamuutoksen kanssa. En tässä kuitenkaan syvenny kelloparadoksiin vaan otan esiin toisen, hieman vastaavan ristiriidan kuvauksen.

Kuten Dingle, myös Harald Nordenson (1886–1980) innostui aikoinaan suhteellisuusteorista ja kirjoitti siihen populaarijohdannon. Nordenson oli fysiikan ja kemian Nobel-palkinnot päättävän Ruotsin kuninkaallisen tiedeakatemian jäsen ja toimi myös kansanedustajana Ruotsissa. Einsteinin suhteellisuusteorian yleisesityksestä Nordenson nostaa esiin muun muassa kieltämättä ongelmallisen kohdan, jossa Einstein kertoo perustavansa suhteellisuusteorian omaan päätökseensä (Einstein 2003, 34). Toinen ongelmallinen kohta ei ole niin ilmeinen. Siinä Einstein kertoo, että kahden vierekkäisen kellon lukemien on poikettava hieman toisistaan, koska ne eivät sijaitse samassa paikassa. Nordenson kirjoittaa:

”Tämä voi relativistista kuulostaan kovin luonnolliselta ja yksikertaiselta, mutta koen velvollisuudekseni kiinnittää huomiota tosiseikkaan, että sikäli kuin väite, että kahden samaksi julistetun suureen pitäisi poiketa toisista äärettömän vähän, niin tämä rikkoo tämä identiteetin lakia A=A. Kyseinen asiantila voidaan kuvata yhtälöllä x = x ja x + dx = x, jossa dx:n arvon oltava yhtä kuin 0, jotta se olisi pätevä.” (109)

Meillä on siis toisaalta kellot, jotka määritelmän mukaan näyttävät samaa aikaa tai toinen on väärässä. Toisaalta kellojen on teorian mukaan näytettävä hieman eri aikaa.

Ehkä selkeimmän kysymykset suhteellisuusteorian loogisuudesta esitti kuitenkin Nobel-palkittu fyysikko Philippe Lenard. Hän esitti kysymyksen Einsteinille Saksan luonnontieteilijöiden ja lääkärien seuran 86:ssa vuosikokouksessa 1920. Lenard kysyi:

”Jos maa kiertää akselinsa ympäri, niin Einsteinin mukaan, voimme aivan yhtä hyvin todeta, että maa liikkuu ja kaikki materia pyörii sen ympäri. Tästä kuitenkin seuraa, että kaukaisimmat tähdet päätyvät nopeuksiin, joissa ylitetään selvästi valon nopeus. Teorian mukaan valon nopeuden pitäisi kuitenkin rajanopeus. Tämä on itsessään ristiriita.” (Einstein 2002, viite 18)

Kysymyksen näkemys maan pyörimisliikkeestä voi vaikuttaa omituiselta, mutta se vastaa Einsteinin omaa näkemystä. Hans Thirring oli paria vuotta aiemmin (Thirring 1918) osoittanut, että maan pyörimisliike voidaan ymmärtää suhteelliseksi, sillä esimerkiksi Foucaultin heiluri voidaan selittää maan pyörimisliikkeen lisäksi myös maailmankaikkeuden pyörimisellä maan ympäri.

Kysymys tuntuu Einsteinin kannalta kovin hankalalta, sillä se ainakin pyrkii osoittamaan suhteellisuusteorian kahden keskeisen lähtökohdan – liikkeen suhteellisuus ja valon nopeuden vakioisuus – välisen ristiriidan. Lenardin mukaan Einstein oli ollut selvillä molemmista kysymyksistä jo hyvissä ajoin ja voimme sikäli odottaa punnittua vastausta (Janssen & al., 2002). Kiistääkö Einstein jommankumman lähtökohtaisista periaatteistaan vain pyrkiikö hän kumoamaan kysymyksen? Einstein vastasi: ”Ei, valon nopeus on rajanopeus vain suppean suhteellisuusteorian yhtenäisessä ja suoraviivaisessa liikkeessä. Satunnaisissa systeemeissä voi ilmetä myös satunnaisia valon nopeuksia.” (Einstein 2002, viite 18; ks. Janssen & al. 2002) Vastauksen on vaikea nähdä ratkaisevan ongelmaa. Pian tämän jälkeenhän Einstin itse palasi eetteriin ja myönsi olleensa liian radikaali muotoillessaan suhteellisuusteoriaa 1905 (Janssen & al. 2002.)

Kysyn vielä loogisten ongelmien lopuksi, täytyykö fysiikan noudattaa logiikan lainalaisuuksia.  Teoksessaan Monimutkaisuus Kari Enqvist käsittelee logiikan ja fysiikan suhdetta. Hän kirjoittaa: ”Yleensä kuvittelemme esimerkiksi, että joko sataa tai sitten ei sada.  … Jommankumman vaihtoehdon on pakko toteutua. Loogikot ilmaisevat tämän toteamalla, että lause ’A tai ei-A’ on aina tosi.” (87) Aristoteles esitti tämän näkemyksen Metafysiikan neljännessä kirjassa ja väitti samalla, että käsitystä vastaan ei voi mielekkäästi argumentoida. Enqvist on kuitenkin eri linjoilla ja kirjoittaa loogikoista:

”Mutta hepä ovat väärässä. Yleisessä tapauksessaan tämä logiikka ei pysty selittämään fotonien polarisaatiotilojen välisiä havaittuja korrelaatioita. Kvanttifysiikalle tämä ei ole ongelma, sillä se peräti ennustaa, että hiukkaset voivat olla tiloissa, jotka klassinen logiikka torjuisi. Esimerkiksi alkeishiukkasen spin voi osoittaa sekä ylös että alas. Kvanttimaailmassa pätee myös ristiriita: ’A ja ei-A’ voi olla tosi lause.” (87)

Aristoteleen kannalta tällainen näkemys on kuitenkin ongelmallinen. Ensinnäkin jo antiikissa oli varmasti asioita, jotka olivat sekä X että Y. Toiseksi ristiriidan laista luopujan on hankala puolusta kantaansa. Sikäli kuin ristiriidan laista luovutaan, luopuja ei voi väittää ”hepä ovat väärässä” vaan hänen tulisi todeta ”hepä ovat ja eivät ole väärässä”.

Looginen johdonmukaisuus siis näyttäisi olevan ainakin jossakin määrin ongelma suhteellisuusteorialle. Ehkä keskeisin taustamme siihen, että usein uskomme suhteellisuusteorian olevan oikeassa, perustuu asiantuntijoiden näkemyksiin.

Asiantuntijat

Asiaan perehtymättömän kannalta suhteellisuusteorian vahvin evidenssi rakentuu asiantuntijoiden auktoriteettiin. Yleinen teoria rakentuu vaativaan matematiikkaan (tensorilaskentaan) ja jo siksikin meidän, joiden matematiikan taidot eivät ole riittävällä tasolla on luotettava asiantuntijoihin. Selvitän tässä hieman perusteellisemmin yhtä keskeistä suhteellisuusteoriaa vastustanutta asiantuntijaa, Hendrik Lorentzia ja tyydyn sitten luettelemaan muita hänen kannalleen päätyneitä asiantuntijoita.

Einstein kertoi, että Lorentz merkitsi hänelle enemmän ”kuin kaikki muut elämäni akana tapaani ihmiset” (Fölsing 2005, 245). Kun häneltä myöhäisellä iällä kysyttiin, ketkä olivat suurimmat miehet ja mahtavimmat ajattelijat, joita hän on tavannut, Einstein haastattelijan houkuttelusta huolimatta suostui nimeämään vain yhden: Lorentzin (Clark 2007, 754).

Totesin edellä, että suhteellisuusteoriaa oli aluksi kutsuttu Einstein-Lorentz -teoriaksi. Vielä vuonna 1919 Einstein toteaa kirjeessään New York Timesiin Einstein: ”Tämä johti hollantilaisen professori Lorentzin ja minut kehittämään suppean suhteellisuusteorian.” (Lorentz 1920, 11–12) Tässä vaiheessa Lorentz oli kuitenkin jo sanoutunut irti Einsteinin teoriasta, koska piti sitä vain yhtenä mahdollisuutena tulkita ilmiöt. Hän ei hyväksynyt Einsteinin käsitystä, että juuri hänen tulkintansa olisi monista mahdollisuuksista ainoa oikea.

Lorentz antoi kaiken kunnian suhteellisuusteoriasta Einsteinille jo vuodesta 1909 alkaen (Canales 2015, 145–146), eikä sen jälkeen muuttanut kantaansa (Canales 152–3). Hän puolusti omaa näkemystään esimerkiksi vuonna 1922 California Institute of Technology:ssä pitämässään luentosarjassa. Hän ei perustellut omaa versiotaan selittää uudet ilmiöt kokeiden tai havaintojen perusteella, mutta näki siinä kaksi keskeistä etua:

  1. Aika  ja tila voitiin erottaa toisistaan;
  2. On yksiselitteistä, mikä on samanaikaista.

Hän kysyi luennolla, miksi meidän tulisi luopua näistä ilmeisistä eduista (Canales 2015; 151–152).

Kyse ei siis ollut siitä, että Einstein olisi Lorentzin mukaan ollut väärässä, että hänen teoriansa ei vastaisi kokeita ja havaintoja. Kirjeessään Einsteinille vuodelta 1916 Lorentz toteaakin, että suhteellisuusteorian on kokonaisuudessaan pätevä (Canales 2015, 151). Toisaalta Lorentzin oma näkemys vastaa yhtä lailla havaintoja ja kokeita, mutta sen voidaan nähdä olevan muutoin mielekkäämpi: samanaikaisuus voidaan määrittää ja aika erottuu tilasta. Lorentzin kanta tuntuu järkevältä ja merkittävä osa alan keskeisistä asiantuntijoista päätyikin Lorentzin kannalle.

Henry Poincare, joka Lorentzin tavoin oli merkittävä valmistelija Einsteinin läpimurrolle, uskoi myös Lorentzin version lopulta osoittautuvan pysyvämmäksi, vaikkei ollut täysin tyytyväinen siihenkään (Canales 2015, 87, 107, 117) Samoilla linjoilla oli myös teorian kannalta tärkeän Michelson-Morley -kokeen toteuttanut Albert Michelson (Canales 2015, 154–177). Henry Bergsonin erimielisyyttä Einsteinin kanssa liioitellaan usein, mutta hänkin oli enemmän hyvän ystävänsä Lorentzin kannalla (Canales 2015)[3]. Edellä mainitun Lenardin voi nähdä natsina vastustaneen Einsteinia myös poliittisista syistä, mutta Lorentzin lisäksi oli muitakin Einsteinin ystäviä, jotka pitävät arvostelivat suhteellisuusteoriaa. Edellä mainitun Ives’n lisäksi ainakin Kurt Gödel lukeutui näihin (Yourgrau 2005).

Edellä näimme, että asiantutijoista Dingle ja Nordenson olivat aluksi suhteellisuusteorian kannalla, mutta muuttivat mieltään asiaa tarkemmin harkittuaan. Hieman vastaavasti 1900-luvun tunnetuimmat tieteenfilosofit Karl Popper ja Thomas Kuhn pitivät aluksi suhteellisuusteorian omaksumista malliesimerkkinä tieteen edistymistä, mutta päätyivät molemmat myöhemmin yhä selvemmin Lorentzin kannalle (Hayes 2009; Popper 1982, 30; Kuhn 1977). Popper näkee kaukovaikutuksista saatujen tutkimustulosten näyttävän ratkaisen kiistan Lorentzin kannalle (Popper 1980). Näitä tuloksia selvittäessään New York Timeskin päätyy otsikoimaan ”Was Einstein wrong?” (Das 2011).

Fysiikan ja tieteenfilosofian lisäksi asiantuntijoina voidaan tässä kuulla tieteen sosiologeja.. Peter Hayes on tutkinut suhteellisuusteoriaan sosiaalisen epistemologian kannalta ja päätyy pitämään teoriaa hyvin toimivana ideologiana, jota hän vertaa marxismiin (Hayes 2009).

Fenomenologinen epokhee

Selvitin alussa, että Husserlin mukaan fenomenologinen menetelmä lähtee liikkeelle epokheesta, jossa tiede ja sen menetelmät asetetaan syrjään. Husserlin tuotanto onkin kokonaisuudessaan hämmästyttävän vapaa näistä: Husserlianasta on vaikeaa löytää viitettä luonnontieteen menetelmään tai tuloksiin. Einsteinista löytyy kuitenkin ainakin yksi maininta:

”Einsteinin aikaansaamat mullistukset koskevat kaavoja, joilla idealisoitua ja naiivilla tavalla objektivoitua luontoa käsitellään. Mutta emme kuule mitään siitä, miten kaavat ja matemaattinen objektivointi ylipäänsä saavat mielensä elämän perustasta ja havaitusta ympäristöstä. Näin Einstein ei muotoile uudelleen sitä tilaa ja aikaa, jossa meidän elävä elämämme kulkee.” (Husserl 2006, 169).

Einsteinin on siis luonut kaavoja, jotka vastaavat kokeita ja havaintoja. Näkemyksessä meillä on toisaalta jokin jota voimme kutsua luonnoksi ja toisaalta matemaattiset säännönmukaisuudet. Einstein onnistui luomaan erinomaisen korrelaation näiden välille, mutta Husserlille tämä ei riitä, sillä hän toivoisi tieteen käsittelevän sitä todellisuutta, joka ilmenee meille.

Olemme perinteisesti tai aristotelisesti hahmottaneet ajan asettavan eron menneisyyden, nykyisyyden ja tulevaisuuden välille. Esimerkiksi Hilary Putnam näkeekin, että sikäli kuin suhteellisuuteoria on oikeassa, on tämän käsityksen oltava väärä (Putnam 1967; ks. Rantala 2018). Husserlin näkemyksen mukaan Einsteinin teoria ei kuitenkaan muuttanut tätä lähtökohtaista käsitystä ajasta, näkemystä, jossa aika suhteuttaa mennyttä, nykyistä ja tulevaa. Yritystä kumota tämä käsitys tieteen tuloksilla voidaan verrata yritykseen osoittaa tutkimustuloksilla, että luku kaksi tarkoittaakin kolmea.

Husserlin suhteellisuusteorian ”kritiikki” on siis yksinkertainen. Teoria kyllä käsittelee t:ksi nimettyä suuretta, mutta tämä t ei tarkoita aikaa. Teorialla ei siis ole merkitystä filosofisen ajan tarkastelun kannalta. Käytännössä usein kuitenkin katsomme suhteellisuusteorian muokanneen käsitystämme ajasta. Samalla filosofisen ajan tarkastelun on nähty vanhentuneen. Usein tässä yhteydessä viitataan Einsteinin ja Bergsonin Pariisissa 1922 käymään väittelyyn, jossa Einsteinin nähdään osoittaneen oman aikakäsityksensä pätevyyden. Kuten Canaleksen (Canales 2015) perusteellinen monografia osoittaa, tämä käsitys on karkeasti väärä.

Suhteellisuusteorian asettaminen kyseeseen, epokheen suorittaminen sen suhteen, ei ratkaise ajan ja tilan ongelmia vaan pikemminkin osoittaa niiden olevan yhä ratkaisematta. Alussa siteeraamani Strauss katsookin, että filosofian tehtävä on osoittaa pikemminkin ongelmia kuin ratkaista niitä (Strauss 1963). Husserl puolestaan näkee, että hänen menetelmänsä johtaa usein ongelmista pohjattomiin vaikeuksiin (Husserl 1995, 35).

Filosofin ymmärretään nykyään usein tavoittelevan totuutta hyödyntäen tieteen tuloksia ja menetelmää. Husserlin kannalta etenemme tällöin nojautuen luonnolliseen asenteeseen, eikä tällöin ole ymmärretty ”mitä filosofian tulee olla” (Husserl 1995, 44). Fenomenologisessa menetelmässä samoin kuin Platonin varhaisissa dialogeissa asiantuntijoiden tieto asetetaan kyseeseen, sen suhteen tehdään epokhee. Kysymykset eivät tällä menetelmällä ratkea, vaan pikemminkin pysyvät kysymyksinä. Näin tärkeiden asioiden ajattelu ei pääty saavutettuun tietoon. Husserlin mukaanhan filosofin ei ole hyvä olla yhtä aikaa tieteilijä (HuaXXIV/192).

Fenomenologisen menetelmän omaksuneen filosofi ja yrityskonsultti Fernando Floresin mallin mukaisesti voimme nähdä päätyvämme ajatteluun ja totuuden tarkasteluun kahden vaiheen kautta. Ensimmäisellä tasolla tiedämme asioita. Toisella tasolla huomaamme, että emme tiedä esimerkiksi tulevaisuutta ja pyrimme mahdollisuuksiemme mukaan laajentamaan tietoa tietämättömyyden alueelle. Vasta kun ylitämme tämänkin tason, emmekä enää sido tarkastelua tiedon tavoitteluun saavutamme filosofian (Rubin 1998).[4] Luonnollisen asenteen suhteellisuusteoria antaa meidän olettaa, että tiedämme esimerkiksi mitä aika on ja sitoo meidät tiedolliseen asenteeseen suhteessa filosofiseen kysymykseen. Tässä tarkastelussa olen pyrkinyt osoittamaan, että suhteellisuusteoria antaa vain näennäisesti lähtökohdan ajan ja tilan tiedolliseen tarkasteluun. Tavoite on näin antaa tukea sille, että nämä asiat ovat edelleen ajattelun asioita, joita tulee tarkastella totuuden eikä tiedon kontekstissa. Husserlille tämä tarkoittaa ilmiön ja sen ilmenemisen korrelaation tarkastelua (XXX).

Kirjallisuus

  • Canales, Jimena, The Physicist & The Philosopher, Einstein, Bergson, and the debate that changed our understanding of time. Princeton University Press, Princeton 2015.
  • Clark, Ronald, Einstein, The Life and Times. Avon Printing 1971.
  • Das, Saswato, Was Einstein wrong? New York Times 29.9.2011. Verkossa:
  • Einstein, Albert (1918), Dialog über Einwände gegen die Relativitätsheorie, Die Naturwissenschaften 6 (48), 697–702. Collected Papers 7, Document 13, 115–122.
  • Einstein, Albert, Erityisestä ja yleisestä suhteellisuusteoriasta. Suom. Raimo Lehti. Ursa, Helsinki 2003.
  • Einstein, Albert et al. Discussion of Lectures in Bad Nauheim. Collected Papers 7. Document 46. Viite 18. 351–359. 2002 [1920].
  • Enqvist, Kari, Monimutkaisuus, Elävän olemassaolomme perusta. WSOY, Helsinki 2007.
  • Erlichson, Herman, The Rod Contraction-Clock Retardation Ether Theory and the Special Theory of Relativity. American Journal of Physics. Vol 41, No. 9, 1973, 1068–1077.
  • Fellman, Ferdinand, Phänomenologie als ästhetische Theorie. Alber, Freiburg 1989.
  • Fink, Eugen, ”Edmund Husserl 1859–1938”. Teoksessa Nähe und Distanz, Phänomenologische Vorträge und Aufsätze, Karl Alber 1986a, Freiburg, 75–97.
  • Fink, Eugen, Reflexionen zu Husserls Phänomenologischer Reduktionen. Teoksessa Nähe und Distanz, Alber, München 1986b, 299–324.
  • Fölsing, Albrecht, Albert Einstein. Suom. Seppo Hyrkäs. Terra Cognita, Helsinki 2005.
  • Hatch, Ronald, Clock Behavior and the Search for an Underlying Mechanism for Relativistic Phenomena. Proceedings of the 58th Annual Meeting of The Institute of Navigation and CIGTF 21st Guidance Test Symposium. Albuquerque, NM, 2002, 70–81.
  • Hayes, Peter, The Ideology of Relativity: The Case of the Clock Paradox . Social Epistemology. Vol  23, No. 1, 2009,  57–78.
  • Hafale, J. F. & Keating Richard E. Around-the World Atomic Clocks: Predicted Relativistic Time Gains. Science. Vol 177. No. 4044. 1972, 166–168.
  • Hawking, Stephen, Ajan lyhyt historia. Suom. Risto Varteva.  WSOY, Juva 1988.
  • Husserl, Edmund, Fenomenologian idea. Suom. Juha Himanka, Janita Hämäläinen ja Hannu Sivenius. Loki-kirjat, Helsinki 1995.
  • Husserl, Edmund, Filosofia ja eurooppalaisen ihmisyyden kriisi. Suom. Timo Miettinen. Teoksessa Uudistuminen ja ihmisyys. Tutkijaliitto, Helsinki 2006, 129–176.
  • Husserl, Edmudn, Husserliana: Hua[nide]/[sivunumero].
  • Janssen, Michael & al., Einstein’s encounters with German anti-relativists. Teoksessa The Collected Papers of Albert Einstein, Volume 7, Berlin years, 2002, 101–113.
  • Kuhn, Thomas, The Essential Tension, Selected Studies in Scientific Tradition and Change. The Univerisity of Chicago Press, Chicago, 1977.
  • Kustaanheimo, Paul, Läheinen ja kaukainen avaruus. Otava, Helsinki 1985.
  • Lorentz, Hendrik, Einstein’s Theory of Relativity. New York: Brentano’s 1920.
  • Verkossa: https://archive.org/details/einsteintheoryr00einsgoog
  • Lovejoy, Arthur, The Paradox of the Time-Retarding Journey (I), The Philosophical Review. Vol 40. No. 1. 1931, 48–68.
  • Lovejoy, Arthur, The Paradox of the Time-Retarding Journey (II), The Philosophical Review. Vol 40. No. 2. 1931, 152–167.
  • Marx, Werner, Die Phänomenologie Edmund Husserls. W. Fink Verlag, München 1989.
  • Popper, Karl, Quantum Theory and the Schism in Physics. Rowman and Littlefield, Totowa 1982.
  • Putnam, Hilary, Time and Physical Geometry. The Journal of Philosophy. Vol. 64. No. 8. 1967, 240–247.
  • Rantala, Juho, Einstein ja Bergson ajan rannalla. Niin & Näin. Vol . 25. No 3. 2018, 65–73.
  • Rubin, Harriet, The Power of Words. Fast Company 31.12.1998. Verkossa:
  • https://www.fastcompany.com/36313/power-words
  • Strauss, Leo, Restatement on Xenophon’s Hiero. Teoksessa On Tyranny. Cornell University Press, Ithaca 1963, 189–226.
  • Szabó, László E., Does special relativity theory tell us anything new about space and time? 2003a
  • Verkossa: https://arxiv.org/pdf/physics/0308035.pdf
  • Szabó, László E., Lorentz’s theory and special relativity are completely identical. 2003b.Verkossa:
  • http://cds.cern.ch/record/636360/files/0308033.pdf
  • Thirring, Hans, Über die Wirkung rotierender ferner Massen in der Einsteinischen Gravitationtheorie. Physikalische Zeitschrift. Vol. 19. No. 3. 1918, 33–39.
  • Turner, Richard & Hazelett, Dean, The Einstein Myth and the Ives Papers, A Counter-Revolution in Physics. Hope Publishing House, Pasadena 1979.
  • Van Flandern, Tom, What Global Positioning System Tells Us about Relativity. Teoksessa  Open Questions in Relativistic Physics. Toim. Franco Selleri . Apeiron, Montreal 1998,  81–92.
  • Yourgrau, Palle A World Without Time, The Forgotten Legacy of Gödel and Einstein. Basic Books, New York 2005.

[1] Yleistä suhteellisuusteoriaa ei nähdä vielä todistetun. Ks. esim. http://einstein.stanford.edu/SPACETIME/spacetime3.html#unfinished_job

[2] Esimerkiksi Elina Grundstöm pohti muutaman vuoden takaisessa kolumnissaan (HS 3.6.2014) sitä, kuinka konservatiiviset piirit suhtautuvat Yhdysvalloissa vihamielisesti myös suhteellisuusteoriaan ja lisää sitten: ”Luit oikein: suhteellisuusteoriaan,

[3] Olen kuitenkin Canaleksen kanssa eri mieltä Einsteinin Bergsonia vastaan masinoiman kampanjan motiviivista. Minusta näyttää siltä, että kampanja motivoitui vuoden 1921 Nobel-palkinnon myöntöpuheesta, jossa todetaan Bergsonin kannan estäneen palkinnon myöntämisen suhteellisuuteorialle.

[4] Mallin voi sikäli sanoa toimivan myös käytännössä, että Floreksen konsultaatiopalveluista maksetaan jopa miljoonan dollarin korvaus (Rubin 1998).

Julkaisu on alueella Artikkelit. Lisää kestolinkki kirjanmerkkeihin.