Uuden tieteen pioneerit seuraavat aikansa tieteenalansa kärkeä kunnes hyppäsivät pöydälle.
Mielen kartat järjestyvät itsestään
Informaatiotieteissä vaikuttanut akateemikko Teuvo Kohonen muistaa kirkkaasti sen hetken. Keskipäivällä, kahdeksantena päivänä tammikuuta 1981, hänen tietokoneensa näytöllä olevat pisteet järjestyivät itsestään. Hän oli luonut itsejärjestyvän kartan algoritmin.
Nykyään kymmenisen vuotta sitten eläkkeelle jääneen professorin elämäntyötä tutkitaan innolla: vuodessa valmistuu viitisensataa artikkelia pelkästään yhdestä hänen tutkimustuloksestaan, self organizing mapista (SOM) eli itsejärjestyvästä kartasta.
"Se olin minä, joka loin käsitteen SOM", Kohonen toteaa. "Kyllä sitä voi tieteeksikin sanoa. Se on levinnyt niin laajalle ja siitä on keskusteltu niin paljon."
Itsejärjestäytyvä kartta pystyi selittämään, miten hermostolliset vasteet ovat järjestäytyneet aivoissa. Myöhemmin siitä on tullut tehokas data-analyysin menetelmä eri tieteenaloilla.
Kohonen valmistui Teknillisestä korkeakoulusta teknillisestä fysiikasta 1957 ja sai 1963 apulaisprofessorin viran tehtävänään organisoida tietokonetekniikan opetusta. 1970-luvun alussa hänen laboratorionsa nimi muutettiin informaatiotekniikan laboratorioksi.
"Mutta minun tieteellinen kiinnostukseni oli enemmän informaatiotieteiden alalla - ja täytyi luoda uusi ala, koska vanhat nimet eivät sopineet", silloinen teknillisen fysiikan professori toteaa.
SOMin taustalla oli tutkimus, jossa kehitettiin automaattista hahmontunnistusta. "Minulla rupesivat kaikumaan korvissa jatkuvasti sanat ´muuttuva samankaltaisuus´ - miten sellaista voisi saada aikaan? Ratkaisuksi keksin sen, että solu pyrkii virittämään ympärillä olevia soluja itsensä kaltaisiksi."
Kohosen "ohjaamattoman oppimisen" algoritmin oivalluksen jälkeen SOM alkoi levitä eri alojen tutkijoiden piirissä, mutta neuroverkkoala kehittyi. Vuonna 1999 Kohonen jäi eläkkeelle akatemiaprofessorin virasta. Nykyään hän tekee tutkimusta Teknillisen korkeakoulun adaptiivisen informatiikan huippututkimusyksikössä.
Aivotutkimus yhdistää tieteitä
Aivotieteiden tutkimusyksikön johtaja Riitta Hari ei välittänyt tieteiden raja-aidoista, kun hän vuonna 1982 loikkasi TKK:lle. Hän oli valmistunut vuonna 1974 lääkäriksi ja saanut kliinisen neurofysiologian erikoislääkärin pätevyyden seitsemän vuotta myöhemmin.
Hari ryhtyi TKK:n kylmälaboratorion aivotutkimuksen johtajaksi fyysikoiden pariin. Silloin TKK:lla pystyttiin tutkimaan aivojen heikkoja magneettikenttiä, kun muualla vielä mittailtiin aivosähkökäyriä.
Magnetoenkefalografialla (MEG) voidaan tutkia tarkasti aivoja niitä vahingoittamatta. Kylmälaboratoriossa rakennettiin yhä parempia laitteistoja, joilla saatiin entistä tarkempaa tietoa aivotoiminnoista. Vuonna 1989 osa tutkimusryhmän jäsenistä perusti Neuromag oy:n, joka valmistaa ja myy MEG-laitteita.
Tutkimus jatkui kylmälaboratorion huippuyksikön osana vuodesta 1995 ja Suomen Akatemian systeemineurotieteen ja aivokuvantamisen huippuyksikkönä vuodesta 2006.
"Aivokuvantaminen on toiminut sulatusuunina: se on kiinnostanut psykologeja, psykiatreja, neurologeja, kielitieteilijöitä, taiteentutkijoita ja jopa ekonomisteja", Hari kertoo.
Nykyään on käytettävissä useita aivokuvantamismenetelmiä. Harin mukaan niitä kaikkia tarvitaan, sillä MEG on ajallisesti tarkka muttei paikallisesti, kun taas esimerkiksi toiminnallinen magneettikuvaus (fMRI) kertoo aivotoiminnan tarkan sijainnin.
"Jos halutaan ymmärtää ihmisaivojen toimintaa, pitää käyttää kaikkia olemassa olevia menetelmiä. Kaikki tieto pitää saada yhteen."
Tällä hetkellä Hari tutkii "kahden ihmisen neurotiedettä" eli sitä, kuinka aivot ja mieli muokkautuvat vuorovaikutuksessa toisten ihmisten kanssa. Vuosina 2007-2008 Hari johti Suomen kulttuurirahaston rahoittamaa Mieli-forumia, jossa soviteltiin yhteen aivoja, mieltä ja yhteiskuntaa.
Ydinfysiikka tuotiin ulkomailta
Toisen maailmansodan aikana fysiikan emeritusprofessori Pekka Jauho päivysti hyökkäysten varalta hävittäjän lämpimän moottorin päällä, kuunteli lintujen laulua ja luki matematiikkaa.
"Teoreettinen fysiikka on ollut minulle aina ensimmäinen rakkaus", hän sanoo nyt, vuosikymmeniä myöhemmin. Jauho luki innoissaan matematiikkaa ja fysiikkaa ja valmistui fysiikan tohtoriksi vuonna 1949 Helsingin yliopistosta. Sieltä hän siirtyi lopulta vuonna 1957 Teknillisen korkeakoulun ydinfysiikan professoriksi.
Ydinfysiikan tietämys ei tullut aluksi suomalaisen tutkimuksen tuloksena vaan enimmäkseen tuontitavarana. Tieto perustui Neuvostoliiton ja Yhdysvaltojen luovuttamiin tietoihin ydinenergian käytöstä. Jauhon mukaan tietoja annettiin toisaalta anteeksipyyntönä ydinaseiden valmistuksesta, toisaalta osoituksena siitä, että samaa tekniikkaa voitiin käyttää myös rauhanomaisiin tarkoituksiin.
"Tieteen suurin katalysaattori on sota", Jauho toteaa.
TKK kiri suurvaltojen tieteellistä etumatkaa kiinni, ja ydinfysiikan tutkimus sai Suomessa poikkeuksellisen paljon rahoitusta. Vaikka Jauho kehuu TKK:n tutkimuksen olleen aikanaan tasokasta, hän myöntää, että "totuushan on se, ettemme me suurvaltojen perässä pysyneet".
Suomi osti Neuvostoliitolta kaksi ydinvoimalaa mutta tuotti niiden TKK:lla ja Imatran Voimassa kehitellyn turvatekniikan itse. Loviisan ensimmäinen reaktori valmistui vuonna 1977.
Jauho korostaa tieteen kehittymisessä oppilaidensa merkitystä. "Kontakti opiskelijoihin on ratkaisevinta siinä, että professori pysyy elävänä. Heiltä tulee ideoita, olivat ne sitten oikeita tai vääriä, ja ne pistävät ajattelemaan ja perustelemaan omia kantoja."
Jauho jäi eläkkeelle vuonna 1987. Alaa senkin jälkeen seuranneena hän ei usko, että fysiikka häviäisi kehityksessä uusien tieteiden alle. Fysiikalla on Jauhon mukaan universaali luonne. Sen teoriat ovat levinneet miltei kaikkiin tieteisiin, ensin kemiaan, sitten biologiaan, lopulta jopa taloustieteisiin saakka.
