Pituus, Etäisyys ja Miksi Fysiikka
Tämä artikkeli käsittelee etäisyyden ja pituuden keskeisiä näkökohtia. Pyrimme tarkastelemaan pituutta sen maantieteellisen — ja siten myös kulttuurisen — merkityksen kautta ihmiskunnalle sekä nykyaikana että historian valossa.
Ja sisäinen ääni kertoo meille, että emme voi välttää kysymyksiä, kuten: miksi pituus tulisi ymmärtää fysikaalisena yksikkönä eikä vain geometrisena toimintaelementtinä? Vain avaruuden ja baryonisen aineen perusteellinen tarkastelu auttaa meitä paljastamaan tämän lähestymistavan syvyyden. Siksi suosittelemme lukijoille kärsivällisyyttä niissä kohdissa, joissa kertomuksemme saattaa vaikuttaa hieman sivupolulle poikkeavalta pääaiheeseen nähden. Tietenkään mitään ei tapahdu niille, jotka ohittavat muutaman kappaleen, mutta tarkkaavaiset lukijat saavat lopulta palkinnoksi selkeämmän ymmärryksen perusperiaatteista, joita esittelemme alla...
Mutta johdannossa katsoimme tarpeelliseksi tarjota pienen “makeisen”, jotta lukija jatkaisi muuten melko tiukan ja tieteellisen sisällön parissa… Eikö vain?
Alla, yhdessä muiden kontekstuaalisten vivahteiden kanssa, esitetään yksityiskohtaiset kuvaukset tärkeimpien tähän asti tunnettujen kulttuurien pituus- ja pinta-alayksiköistä. Näihin kuuluvat muinaisen ja keskiaikaisen Kiinan yksiköt, Intian metrinen järjestelmä, Kreikka, Rooma, varhaiset eurooppalaiset pituusyksiköt sekä etäisyyksien mittaamistavat slaavilaisilla alueilla, kuten on kuvattu vanhoissa historiallisissa lähteissä — joskus jopa legendaarisempina kuin arkeologiset todisteet, jotka ovat säilyneet meidän päiviimme...
Ilman avaruutta ei ole pituuksia, ja siellä on vain tyhjyyttä...
Sanoista ja niiden merkityksestä
Mainitsimme jo sanan ”baryoninen” johdantokappaleessa, joten ehkä nyt on sopiva hetki selittää, mitä se tarkoittaa — ja leikillisesti sanottuna, ”millä sitä syödään”?
Lyhyesti sanottuna, kuten olet ehkä kuullut joiltakin tieteen popularisoijilta, maailmankaikkeus — johon meillä on tietynlainen havaintoperusteinen suhde — koostuu useista aineen muodoista. Kosmologia ja hiukkasfysiikka kuvaavat alkeishiukkasia aalto–hiukkanen-dualismin kautta, mikä tarkoittaa, että niiden rakenne on pohjimmiltaan aaltomainen. Vain aine, jolla on yhteensopiva aaltorakenne, voi olla vuorovaikutuksessa näiden elementtien kanssa tai havaita ne, tarjoten tietoa niistä kohteista, joita yritämme tarkkailla. Tällainen havaittavissa oleva aine vastaa baryonista ainetta — tavallista ainetta, josta tähdet, planeetat ja elävät olennot koostuvat.
Jätämme tarkoituksella huomiotta niin kutsutun pimeän aineen ja pimeän energian, jotka ovat yhä keskustelunaiheina tiedepiireissä. Mutta entä itse avaruus? Mihin ”olentoluokkaan” se voitaisiin sijoittaa?
Kuten mikä tahansa olento, jolla on huomattava liikkumiskyky, olemme elintärkeästi riippuvaisia ympäristön havainnoinnista — ympäristöstä, joka auttaa meitä tunnistamaan alueen, jota miehitämme, tunnistamaan kohteet, joihin voimme lähestyä, ja arvioimaan etäisyydet, jotka meidän on ylitettävä selviytymisen kannalta välttämättömiä toimintoja varten. Kaikki tämä ilmenee ennen kuin siirrymme itse avaruuden käsittelyyn. Tämä avaruus on meille niin itsestäänselvä, että ajattelemme sitä harvoin sen fyysisten ominaisuuksien kautta; sen sijaan kaikki muu — ilma, maa, kivet ja kaikki, minkä kanssa voimme olla vuorovaikutuksessa — on meille ainetta.
Ja tässä lähestymme etäisyyden määritelmää. Kuten olemme aiemmin maininneet, toimintamme elementti suhteessa ympäristöön on etäisyys. Mutta etäisyys on vain yksinkertaistettu esitys osasta avaruutta, ilmaistuna mittayksiköissä, joita voidaan soveltaa itse avaruudessa. Ja vaikka avaruus itsessään ei olisi vakioarvo, meille etäisyys pysyy silti vakiona. Muussa tapauksessa kaikki koordinaattijärjestelmät ja vertailupisteet tuhoaisivat täysin sopeutumiskykymme, joka puolestaan riippuu tiukasti elämän aikana muodostuneista malleista.
Viimeaikaisten astrofysikaalisten havaintojen perusteella avaruus havaittavan horisonttimme sisällä ei ole vakio. Intuitiivisesti voisimme olettaa, että etäisyys liittyy tiiviisti näkyvän ”maailmankaikkeuden reunan” muuttuvaan rajaan. Silti luotamme edelleen standardoituihin mittausmalleihin, ja havaintomme mukaan kaikki näyttää staattiselta ja muuttumattomalta. Tämä herättää olennaisen kysymyksen: onko etäisyys todella vakio vai vain meidän mittaustemme ja havaintojemme näkökulmasta?
Siitä huolimatta avaruus ja etäisyys ovat samaa olemusta. Niiden ero on pääasiassa näkökulmassa: etäisyys on ihmiskunnan keksimä ja käyttämä keinotekoinen konstruktio, kun taas avaruus on fyysinen todellisuus. Ja etäisyys on vain yksi työkaluista, joita ihmiskunta käyttää toisinaan melko huvittavissa yrityksissään ymmärtää maailmankaikkeutta.
Herra Itseluottamus eli ajatuksia jokapäiväisestä elämästä
Tehdään yksinkertainen rekonstruointi tavallisesta päivän tapahtumaketjusta, kuten tekisi oikea etsivä. Kello on nyt kaksitoista päivällä, 1. joulukuuta 1972 (tai 3072, mikä itse asiassa ei ole merkityksellistä niin kauan kuin ihmiskunta olemassa biologisena lajina). Olen nukkunut hyvin ja herännyt erinomaisella tuulella. Noustessani sängystä oikea jalkani osui tohveliin — jätän ne aina tarkalleen keskelle ja sängyn reunan alle. Tästä yksinkertaisesta tilanteesta voimme huomata useita mielenkiintoisia seikkoja, joista harvoin tulemme ajatelleeksi.
Herääminen on prosessi, jossa palaamme toisesta tietoisuuden tilasta havaintoon siitä, missä olemme fyysisesti ja mitä ympärillämme tapahtuu. Sen jälkeen astuu esiin muistinkäsittelymekanismimme, joka palauttaa pitkäaikaiset assosiatiiviset, esineisiin suuntautuneet mallit: sänky, tohvelit, sijainti, huone, esineiden tarkoitus. Kolmas mekanismi puolestaan vastaa fyysisistä vuorovaikutuksista ulkoisten esineiden kanssa ja oman kehomme liikkuvuudesta.
Omaan kehoomme (joka on järjestelmän keskeinen osa) liittyen käytämme alitajuisesti aistireseptoreitamme välineinä tutkiaksemme ja reagoidaksemme mihin tahansa toimintaan, jonka suoritamme, perustuen edellä mainittuun muistimallien järjestelmään. Ja kun muistamme koskettaneemme tohvelia oikealla jalalla, se tarkoittaa, että tiedämme suunnilleen, missä kehomme sijaitsee; tämän tietoisuuden avulla luomme tukipisteen, liikumme ja käännämme kehoa niin, että jalka voi toimia avaruudessa ja koskettaa tohvelia. Tiedämme, kuinka käyttää työkalua (jalkaa), koska tunnemme tarkasti sen toiminnan parametrit avaruudessa. Tästä hetkestä alkaen nämä parametrit muodostavat alitajuisen etäisyysmittauksen lähtökohdan.
Sitten kävelen kylpyhuoneeseen tapaamaan vanhaa ystävääni, yöastiaa — minun on kiirehdittävä, jos haluan alusvaatteideni pysyvän kuivina. Aika... Mistä tiedän, kuinka kauan kestää matka kylpyhuoneeseen, oven avaaminen ja kaikki toiminnot, jotka ovat välttämättömiä, jotta ehtisin ajoissa haluttuun laitteeseen, joka auttaa minua estämään alusvaatteiden muuttumisen märäksi rievuksi? Rakennetaan uudelleen tapahtumaketju, jonka teemme alitajuisesti saavuttaaksemme halutun tuloksen.
Kun nousemme, laitamme tohvelit jalkaan, kävelemme kylpyhuoneen ovelle (vain muutama askel) ja tiedämme tarkalleen, missä pysähtyä ja kumpaa jalkaa käyttää ottaaksemme oikean asennon, ojentaaksemme käden, painaaksemme kahvaa ja avataksemme oven. Tämä osoittaa tietoisuutemme kaikista kehomme parametreista. Elämänkokemuksen perusteella tiedämme keskimääräisen askeleemme pituuden, ja riippuen tarvittavista toimista säädämme askelpituutta. Perusparametri on siis sisäinen mallimekanismimme, joka laskee jalkojen pituuden uudelleen määrittääkseen tarvittavan askeleen pituuden etukäteen. Kun pysähdyn ja ojennan käden, mekanismi toimii samalla tavalla, ennakkoon määrittäen käteni parametrit.
Näistä esimerkeistä voimme tehdä johtopäätöksiä siitä, miten suuntaudumme avaruudessa evoluutioprosessien aikana kehittyneiden algoritmien avulla. Tässä voimme jopa jäljittää erityisten esineiden standardisoinnin luonnollisen alkuperän ja näiden standardien soveltamisen ympäröivään todellisuuteen.
Etäisyydet ja mittaukset ihmisen sovelluksessa
Esipuhe, eli miksi standardointi on arvokasta
Kuten hyvin tiedetään, viestintä sosiaalisten olentojen välillä on elintärkeää niiden selviytymisstrategian kannalta. Sen ensisijainen tarkoitus on yksilön selviytyminen. Tämä on evoluutiollinen aksiooma, jota emme tässä yhteydessä tarkastele. Kirjoittajat kuitenkin pitivät tarpeellisena tuoda esiin joitakin seikkoja tässä esipuheessa.
Entomologit ovat havainneet, että mehiläisten tanssi toimii tiedonvaihdon muotona (tai tärkeiden tietojen välittämisenä) ravintorikkaiden kukkien sijainnista. Tämä tanssirituaali sisältää sivuttaisia liikkeitä, pysähdyksiä ja heilautuksia, ja jokainen liike välittää tietoa lennon suunnasta, kestosta ja resurssin tyypistä, kuten tanssiva mehiläinen ilmaisee liikkeillään.
Annetussa esimerkissä (linkki lähteeseen, katso ”Mehiläisten viestintä – Lue lisää” kappaleen alla) voidaan huomata, että itse tanssi sisältää elementtejä, joita voidaan tulkita standardisoiduiksi — taukojen pituus, suuntaliikkeet jne. Se, että koko pesä ymmärtää nämä signaalit, johtaa siihen päätelmään, että tällainen käyttäytyminen on täysin väistämätöntä sosiaalisten olentojen keskuudessa.
Samoin ihmisten sosiaalisessa elämässä käsitteet kuten etäisyys, suunta ja muut orientaation elementit ilmestyvät heti, kun yhteisö on muodostettu. Väitämmekin, että vain ihmiskunnalla on sellainen viestintäväline kuin kieli, ja tämä on meidän merkittävin etumme, joka erottaa meidät kaikista muista biologisista lajeista (puheen kysymyksen jätämme toistaiseksi syrjään). Tämä havainto johtaa luonnollisesti siihen päätelmään, että pystymme aina järjestämään kaikki tärkeät ja yhteiskunnallisesti merkittävät asiat.
Näin ollen, ottaen huomioon edellä esitetyn, voimme siirtyä tarkastelemaan tapoja ja menetelmiä, joilla ihmiskunta on eri kulttuureissa ja historian näkökulmasta järjestänyt etäisyydet ja niiden mittaukset, ymmärtääksemme perusteellisesti aiheen, jota tässä tutkimme...
Mehiläisten viestintä – Lue lisääTuntematon ja määrittelemätön, mutta ihmiskunnalle kuuluva
Oletko kuullut Ishangon luusta tai vuodesta 20 000 eaa.?
Vuonna 1950 belgialainen geologi ja antropologi Jean de Heinzelin de Braucourt löysi niin kutsutun Ishangon luun kaivauksissa Semliki-joen varrella, Edward-järven lähellä, nykyisen Ugandan ja Kongon demokraattisen tasavallan rajalla. Luu on noin 10 cm pitkä ja sen arvellaan olevan paviaanin tai muun suuren nisäkkään pohjeluu. Se on nykyään esillä Belgian kuninkaallisessa luonnontieteiden instituutissa Brysselissä.
Ishangon luu on ollut laajan tutkimuksen kohteena ja sen tulkinnat vaihtelevat. Jotkut tutkijat ehdottavat, että luun uurteet edustavat varhaisia aritmeettisia toimintoja ja viittaavat tietämykseen alkuluvuista ja peruslaskutoimituksista. Mikroskooppiset tutkimukset ovat johtaneet hypoteesiin, että uurteet voisivat vastata kuukalenteria, jota käytettiin kuun vaiheiden seuraamiseen. Toiset tutkimukset viittaavat siihen, että uurteet ilmentävät 12-järjestelmään perustuvaa laskentaa, jossa on alajärjestelmiä 3 ja 4, mikä kertoo kehittyneestä numeerisesta ymmärryksestä. Vuoden 2025 tutkimus havaitsi rakenteellisia kuvioita uurteissa — toistuvia summia ja kaksinaisia pareja, jotka osoittavat harkittua ja monimutkaista matemaattista järjestystä. Ishangon luu on yksi vanhimmista tunnetuista matemaattisista esineistä, ja se tarjoaa arvokasta tietoa esihistoriallisten yhteisöjen kognitiivisista ja kulttuurisista käytännöistä. Sen tutkimus jatkaa ihmisen varhaisen lukukyvyn ja symbolisen ajattelun kehityksen valaisemista.
Perustuen tähän löydettyyn artefaktiin voimme vain arvailla sen tarkkaa käyttötarkoitusta, mutta uurteet ja niiden rakenteellinen logiikka viittaavat siihen, että muiden hypoteesien rinnalla tulisi järkevästi harkita suhteellisen mittastandardoinnin olemassaoloa...
Lue lisää Ishangon luusta (PDF-dokumentti)Seuraavaksi johdatamme arvostetun lukijamme tärkeimpien tunnettujen muinaisten kulttuurien läpi ja esitämme yleistyksiä ennen siirtymistä keskiajan pituusstandardoinnin aikakauteen...
Tämä artikkeli on osa laajaa julkaisua. [Siirry koko versioon →]
Katsaus Sumerin valtion sosiaaliseen hierarkiaan, hallintoon ja taloudelliseen järjestelmään.
Tämä luku on omistettu kahdelle kulttuurille — Babylonia ja Persia — ja täällä selvitämme miksi...
Tässä palaamme menneeseen kulttuuriin, mutta tarkastelemme sitä eri näkökulmasta...
