loodus

Lainevaatleja käsiraamat

Lainevaatleja käsiraamat pilt
Autor: Gavin Pretor-Pinney Ilmumisaasta: 2012 Lehekülgi: 312 Kirjastus: Äripäev Klubi: Imelise Teaduse raamatuklubi

Ühel ilusal veebruarikuu hommikul tegi Gavin Pretor-Pinney Cornwalli rannas pausi pilvevaatlemisse ja hakkas jälgima kaldale rulluvaid laineid. Lummatult mõtiskles ta, kust need lained pärit on ja otsustas selle välja uurida. Peatselt mõistis ta, et lained ei teki üksnes ookeanil, vaid neid leidub kõikjal meie ümber, veelgi enam – meie elu lausa sõltub lainetest. Alates südamelöökidest kuni vere liikumiseni seedetraktis ning ajusignaalideni moodustavad lained inimkeha transpordisüsteemi. Kõik, mida näeme ja kuuleme jõuab meieni valgus- ja helilainete kaudu. Alates mikro- ja infrapunalainetest kuni staadionitel lainetavate rahvahulkadeni välja – kõikjal, kuhu Gavin vaatas, ootasid teda lained. Kuid mis võiks neil olla ühist lainetega, millesse end heidame puhkuse ajal?

„Üks, mis mind lainete puhul hämmastab, on see, kui vähe me neid märkame,“ ütleb autor.

„Kui vastuoksuslikult see ka ei kõlaks, on see mõistetav. Pöörame tähelepanu infole, mida lained sisaldavad, kuid üldiselt puudub meil vajadus märgata nende lainelist loomust või olla teadlik nende vaevumärgatavate, väledate sõnumitoojate olemasolust. Et näha ümbritsevat, pole vaja teada, kuidas valgus tekib. Ja kui keegi avaldab teile armastust, tuleb teile loodetavasti viimase asjana pähe, et armuavaldus on läinud teele perioodiliste rõhulainete jada kujul.“

„Lainevaatleja käsiraamat“ pälvis mullu aasta parima ingliskeelse populaarteadusliku raamatuna Londoni Kuningliku Seltsi Wintoni auhinna. Gavin Pretor-Pinney on Eesti lugejale juba tuttav autor: 2007. aastal ilmus eesti keeles tema „Pilvevaatleja käsiraamat“, Inglismaal pesitseva Pilvevaatlejate Ühingu ametlik väljaanne. Raamatu autor on ühtlasi nimetatud ühingu asutaja.

Teised kirjutavad:
Tiit Kändler Hea laine tuli koju Eesti Päevaleht, 18.10.2011

Tellimine


Failid
Sisukord

Tagasi laine ja aine partnerluse juurde
Lainevaatlemine algajaile 
Esimene laine läbib meid kõiki
Teine laine täidab maailma muusikaga
Kolmas laine teeb võimalikuks infoajastu
Neljas laine läheb vooluga kaasa
Viies laine muutub päris kurjaks
Kuues laine voogab meie seas
Seitsmes laine tõuseb ja mõõnab
Kaheksas laine muudab maailma värviliseks
Üheksas laine tulvab mürinal randa

Arvustused
Tarmo Soomere
akadeemik ja laineuurija

Lainete hingeelu, millest, hea lugeja, see raamat kõneleb, peegeldab ehk kõige teravamalt lihtsuse ja keerukuse haruldast kombinatsiooni enam-vähem kõigis asjades, mis meid ümbritsevad. Kuigi maailm tervikuna ega lainemaailm selle lahutamatu osana ei peagi lihtne ega loogiline olema, on neis palju aspekte, millele pole vähemalt seni ühtegi mõistlikku selgitust. Sageli ei aita meid ka teadaolevate või vähemalt kergesti kättesaadavate faktide üleküllus.

Minevikukogemuse veidi iroonilise, kuid lõikavtäpse peegelduse – Murphy seaduse – lihtne parafraas viitab fundamentaalsele asümmeetriale: tarkusel on selged piirid nii mahus, ruumis kui ka ajas, kuid rumalus saab olla sõna otseses mõttes piiritu.

Siiski on võimalik tarkuse piire järjest ja aina kiiremini edasi nihutada. Üha sagedamini on selleks tarvis ületada faktide lämmatav rägastik, leppida sellega, et kõike polegi võimalik teada, ja teha oluline samm edasi: aduda, et paljude üksikasjade teadmise asemel on pigem tarvis mõista asjade käiku. Alles siis õnnestub näha puude taga metsa, vaadata ümbrusele otsa uue pilguga ja süvitsi. Oma kitsast sahtlist väljapääsemise valude hulka kuulub ka vajadus ja julgus esitada küsimusi, mis võivad tunduda naljaka või rumalana, või mõlemat korraga. Tasuks niisuguse julguse eest on uskumatu ajavõit. Selle üheks sambaks on tõdemus, et ühes tuumakas raamatus – ja taoliste sekka kuulub ka Sinu poolt just avatud lugemisvara – esitatud mõtetesse investeeritud aeg toodab rikkalikult protsente, sest kaob vajadus raisata end kümnete küündimatute kirjutiste tudeerimisele.

Meie maailma asümmeetria on vahel hämmastav ja kohati hoomamatu. Nii näiteks püsib üha olulisena fundamentaalne küsimus, miks on meile tuntud ruumi täitev mateeria põhimõtteliselt üht tüüpi, teisisõnu, kus on peidus antiaine, millel peaks olema täpselt sama suured šansid meie universumis mitte ainult olemas olla, vaid ka mõistusliku elu ja tarkade mõtete kandjaks saada.

Lainemaailm on märksa demokraatlikum ja tasakaalustatum. Vaid väga üksikute lainete puhul on tegu kindlasuunaliste hälvete levimisega, näiteks kühmude liikumisega mööda muidu tasast pinda. Märksa sagedamini on päris lihtsalt võimalik tekitada olemasolevat lainet täpselt neutraliseeriv struktuur. Nii saab kõrvulukustava müra kergesti muuta peaaegu absoluutseks vaikuseks kas siis aktiivsete kõrvaklappide või võimsate kõlarite abil. Märgilise tähendusega ning lainet ainest eristav moment on siin: summutina toimivat lainet saab tekitada täpselt sama moel kui selle antipoodigi. Enamgi veel, kui meid kurdistav või vaikust pakkuv töö on tehtud, lahkuvad algne laine ja selle antipood teineteisest sõbralikult ja lähevad oma teed enam-vähem algsel kujul.

Kuigi Mendelejevi tabelis leidub vaid veidi üle saja elemendi, on nende kombinatsioonidest leitud või sünteesitud miljoneid erinevaid ühendeid. Selle meeletu hulgaga võrreldes tundub erinevate lainetüüpide hulk kui liivatera Cheopsi püramiidi kõrval. Isegi väga kompaktsed sissejuhatused kaasaegse keemia kitsastesse valdkondadesse oleksid lainevaatleja käsiraamatust mõõtmatult suuremad. Veel väiksem on nende reeglite kogum, mida lained kindlasti järgima peavad.

Lainete ja muu maailma, eelkõige ainete vahekord tundub olevat kiivas. Kuigi me kuuleme ja näeme vaid selle tõttu, et vastavad lained kannavad silmadesse ja kõrvadesse informatsiooni sellest, mis toimub kuskil eemal, ning saame end radiaatori, soojuspumba või lõkke ääres soojendades otseselt tunda lainelevi hellitust, kipub tähelepanu fookus ikka ja jälle libisema ainelisele maailmale. Vahel tundub, et helilained saavad võrdse kohtlemise osaliseks alles siis, kui edukas laul on saanud asjaks heliplaadil, magnetmustriks kõvakettal või salvestatud veel peenemal moel mälupulgale ning honorar selle eest on kasseeritud. Sama lugu on valguslainetega. Millegipärast on väärtuslikud „Mona Lisa“ või „Karje“ või Taj Mahal olemasolevate asjadena, kuid valgus, mis need meie silmadesse toob ning meil neid nautida laseb, oleks justkui niisama olemas. Vaid siis, kui (valgus)laineid tuleb toota elektrist (mis ju kah laine), saab laine võrdseks teiste materiaalsete väärtustega, mille eest me enamasti raha maksame.

* * *

Gavin Pretor-Pinney on ette võtnud ülesande, mis on suurem kui Heraklesel Augeiase tallide puhastamine. Sõnades on see lihtne: näidata, et lainemaailm pole ainult rikkalik ainete maailm, vaid pigem universumi struktuuri fundamentaalne osa, et mitte öelda alustala. Iseenesest pole see ju uus mõte. Nii Einsteini kuulus valem E = mc2 kui ka veidi hiljem nii elegantselt demonstreeritud de Broglie mõttekäik ütlevad, et aine ja laine on ekvivalentsed. Laine on lihtsalt kiiresti leviv energia ning mass sama lihtsalt kas (meie jaoks) paigalseisev või suhteliselt aeglaselt ümberpaiknev energia. Muidugi on huvitav, miks me suudame ilma aparaatideta tajuda vaid imepisikest osa laineist, kuid samas on käegakatsutavad kõik vedelad ja tahked ained, millised muud omadused neil iganes ka on. See oleks aga ühe teise raamatu teema.

Pealkirjas nimetatud kahe – laine ja aine – sobivas vahekorras kombineerimine võib anda tulemuseks ilmatu hulga nähtusi alates suuri masse edasi kandvatest dissipatiivsetest solitonidest kuni madal- ja kõrgrõhkkondi genereerivate ja globaalseid tuuli tekitavate laineteni. Sageli pole selge, kas on tegemist laine või liikuva ainega või kus lõpeb merelaine ja algab hoovus. Just selles kohas tuleks hetkeks seisatada ja endalt küsida, kas on ikka nii oluline kõikvõimalikke asju aina kaardistada, sildistada, separeerida, juhtida või sobivasse sahtlisse paigutada, ikka hüvangu ja progressi huvides. Meil kõigil on käepärast üsna piiratud hulk aega, mida peaks ehk kulutama enam asjade olemuse mõtestamisele. Pealegi viitavad mõned eelmise sajandi matemaatika ääretult huvitavad arengud võimalusele, et ideaalset klassifikatsiooni pole siin maailmas üldse olemaski, isegi mitte teoreetiliselt.

Laine ja aine meelest märgilise tähendusega asümmeetria tundub olevat seotud nii üksikute inimeste kui ka enamiku arvamusliidrite ja inimkonna kui terviku kroonilise võimetusega end maailmas adekvaatselt positsioneerida. Küllap on nii ühiskonna kui ka inimkonna jaoks paigalseis või võrdlemisi aeglane, stabiilne, kergesti tajutav ja hästi kontrollitav liikumine – aine võrdkujuna – midagi sügavalt ainuomast, kindlustunnet tekitavat, kaasaegse mantra kujul väljendudes jätkusuutlikku või kestlikku, mille lähistel püsida, ning millest eemaldumine – koos kiiresti tundmatutesse avarustesse lippava lainega – pigem surmahirmu kui vabanemisrõõmu tekitab.

Säärases konservatiivsuses võib peituda isegi inimkonna püsimajäämise pant. Veel kümmekond aastat tagasi valitses veendumus, et järjest efektiivsem elektromagnetlainete kasutamine toob kohe-kohe õnne meie õuele ja viib meid nagu võluväel infoajastusse. Praeguseks hakkab targematele selgeks saama, et oleme, ise seda soovimata, sisenenud infomüra ajastusse ning sellega võib-olla avanud hoopis Pandora laeka.

Iva on aga mujal: mõlemal juhul oleme teinud seitsme penikoorma saabastes sammu lainete fundamentaalse rolli rehabiliteerimise suunas, kasvõi juba selle kaudu, et enamik rahast liigub (ehk pangatehinguist tehakse) elektriliste või optiliste signaalidena lainemaailmas ning et kuld- või paberraha on juba relikt. Isegi siin leidub paralleel ühega neist nähtustest, mida autor nii kenasti seletab. Lihtsalt meie arusaamiste pendel on (nagu veepind laines) inertsi mõju kaldunud järgmisse äärmusse. Sellest võib sobivas keskkonnas ja sobiva „vedru“ abil alguse saada uus laine. Siiski ei tahaks uskuda, et tulevikus võidab hoopis see, kel on surres kõige rohkem lainetena materialiseerunud väärtusi.

* * *

Gavin Pretor-Pinney on, uskumatu küll, oma peaaegu võimatu ülesandega suurepäraselt hakkama saanud. Imelisel moel on ta suutnud mitmed väga delikaatsed, kuid sügava füüsikalise sisuga detailid kenade metafooride ja võrdluspiltide abil otse lugeja teadvusesse manada – vältides seejuures oskuslikult valemeid. Nagu toimetaja tabavalt märkis: kui talle oleks see raamat koolis pihku pistetud, oleks füüsikaõpetajal tööd poole vähem olnud. Nii mõnelegi oleks kindlasti selgeks saanud, et maailmal on ainelise külje kõrval veel vähemalt üks oluline tahk, mis eksisteerib meie ümber kogu aeg, aga mille märkamine polegi nii lihtne, kuid ometi võimalik, vajalik ja ülimalt õpetlik. Umbes nii nagu arusaam, et heas seltskonnas kehtivad teatavad reeglid, mida selles olemata/osalemata on raske isegi ette kujutada.

Mitmel puhul on Gavin Pretor-Pinney esituse nüansid selgelt professionaali käega kujundatud või täpsustatud. Autor pigem rõhutab kui varjab seda aspekti, mis mitte ainult loob terviklikkuse tunde, vaid toimib nii aimekirjanduse kui ka teadusajakirjanduse parimate tavade vaimus. Et aga vaatluse all on harukordselt lai spekter erinevaid lainenähtusi ja keskkondi, kus need levivad, pole midagi imelikku, et mõnes kohas tuleb ette libastumisi; võimalik ka, et matemaatilise ja füüsikalise täpsuse ohverdamist parema loetavuse ja arusaadavuse huvides. Neis kohtades on tekst varustatud eelkõige nõudlikule lugejale mõeldud joonealuste märkustega.

Tõlkija ja toimetajate jaoks on see raamat olnud kõva pähkel. Üsna suureks mureks oli eestikeelse terminoloogia puudulikkus, ebajärjekindlus ja kohatine tõeline segadus, nii nagu mäslevas lainevirede parves. Viimastel aastakümnetel on jõudnud segi minna näiteks (laine)säbarad väikeste lainevirede tähenduses ja säbarlainetus regulaarsete ja suhteliselt pikkade ummiklainete eksitava sünonüümina. Märksa keerukam oli otsustada, kuidas toimida sõnaga murdumine. See on olnud pikka aega kasutusel erinevates füüsika, mehhaanika ja tehnikateaduste valdkondades kahe põhimõtteliselt erineva nähtuse jaoks: breaking laineharjade murdumise ja refraction lainelevi suuna muutuse märkimiseks. Selles, et asjad on nõnda läinud, on kindlasti oma osa ürgugri rahvaste iseolemise ja -teadmise igatsuse märkamatul kandumisel kaasaega. Selle meid varjuna saatva fenomeni väljundiks kohalikus teadusmaailmakeses on natuke naljakas tõik, et isegi üsna lähedaste erialade teadlased üldjuhul ei räägi omavahel; kui üldse, siis kohtuvad nad rahvusvahelistel foorumitel, kus on lihtsam end võõrkeeles väljendada. Kuigi optikas on murdumine üldlevinud termin, on segaduse minimeerimiseks kasutatud lainelevi suuna muutuse tähistamiseks läbivalt refraktsiooni, millest tuletatud sõna refrageeruma peaks sõna difrageeruma paarilisena end ise seletama.

Mõnd vajalikku sõna pole eesti keeles üldse olemas. Vahel (nt wave base puhul) on võõrkeelsete terminite taga vananenud või lihtsustatud kontseptsioonid. Sel juhul on jäetud uus sõna leiutamata ning mindud ümbernurga ütlemise või seletamise teed. Kohati on autor otsustanud eemalduda traditsioonilisest terminoloogiast (nt vooluhüppe käsitlemisel). Sellistel puhkudel, aga ka kõigi muude mitmeti tõlgendatavate ja mitmekordse alltekstiga kohtades orienteerub tõlge konservatiivsematele variantidele, ka siis, kui need on uudis- või unarsõnadega võrreldes veidi kohmakamad. Loodetavasti interpreteerib lugeja seda hea maneerina ning mitte maneerlikkusena.

Loe edasi >
Jüri Kamenik
meteoroloogia populariseerija

Kui mulle pakuti võimalust „Lainevaatleja käsiraamatu“ eestikeelne käsikiri läbi vaadata ja arvustus kirjutada, võtsin pakkumise vastu mõneti skeptiliselt. On ju Gavin Pretor-Pinney eestikeelsele lugejaskonnale tuttav eeskätt „Pilvevaatleja käsiraamatu“ kaudu ja ühtlasi veab ta Pilvevaatlejate Ühingut ehk on pilveentusiast ja ka -uurija. Seega kujutlesin, et tema uus raamat räägib peamiselt atmosfääri- ja veelainetest.

Tõepoolest, kui hakkasin raamatut lugema, siis alguses antigi huvitav ülevaade merelainete ja nende liikide kohta, välja ei jäetud ka põnevaid pilvi. Aga edasi lugedes tekkis isegi segadus, et millest ometigi nüüd räägitakse ja kuidas see üldse on merelainetega seotud. Segadus ei olnud segadus halvas mõttes, vaid tekkis põnevus – kuhu nüüd ikkagi välja jõutakse? Seejärel tuli mõistmine, et raamatus kirjeldataksegi mitmesuguseid laineid ja „laineid“ erinevates kohtades, mis teeb selle vägagi mitmekesiseks ja nauditavaks, kusjuures isegi sisukord on nutikalt lahendatud (üheksa lainet nagu laulusalmis).

Peab ütlema, et mida enam lõpu poole, seda nauditavam oli lugemine, sest antakse väga huvitavaid seoseid ja jutustatakse põnevaid, kuid tõestisündinud lugusid. Autor kasutab seejuures väga loomingulist ja fantaasiaküllast lähenemist. Võib-olla nõudlikumale ja täpsust armastavale lugejale ei pruugi see meeldida, sest kohati võib jääda mulje, et autor on ebatäpne või pole pädev, kuid peab olema veidi kannatust, sest hiljem lahenevad lahtised otsad nagu iseenesest (kas ikka lahenevad?).

Kannatust ja eelarvamustevaba suhtumist on vaja ka seetõttu, et algul räägitakse nähtustest ühe külje pealt, aga hiljem avatakse ka sama nähtuste teine külg. Seega saaks raamatut kasutada omapärase õppematerjalina – esialgu esitatakse küsimusi, antakse kirjeldus või ülevaade, mille juures tekib lugejal sobiv hetk olla aktiivne ja veidi uurida, kas on ikka nii. Kui ei viitsi, võiks sügavalt kaasa mõelda ja tõmmata paralleele igapäevaelu või kogemustega. Igal juhul tuleb raamatut lugedes säilitada kriitiline meel, sest palju on lihtsustusi, kujundlikkust ja väärarusaamad on kerged tekkima.

Kokkuvõtlikult on raamat väga värvikas, originaalse lähenemisega, mitmekesine, kuid samas nõuab lugejatelt kriitikameelt, aktiivset kaasamõtlemist ja isegi omapoolset „kaasautorlust“, uurimaks ise edasi neid nähtusi, millest on „Lainevaatleja käsiraamatus“ juttu, kui ka neid, millest mingil põhjusel juttu ei ole või on neid ainult põgusalt mainitud (näidisvihjed: vikerkaar – kas need on tõepoolest värvilained; tsunami – kas tõepoolest merelainete eriliik; kus leidub veel loodeid peale ookeani ja maakoore? jne).

Loe edasi >