06.2016 arhiiv

Arvutiteadus | News | Tehnoloogia

Täielikult isesõitev auto jääb muinasjutuks

19.06.2016

See Tiit Kändleri essee ilmus Maalehes 16. juunil.

Kes on lugenud lastele muinasjutte, või  veel parem – jutustanud  neid, see teab, et laps valib enesele sobivama ja palub seda ja ainult seda korrata ning korrata. See on huvitav inimpsühholoogia ilming, millest palju pole kõneldud. Miks väike inimene ei taha uusi muljeid, vaid pigem läbi elada midagi, mille ta on leidnud olevat põneva ja paeluva? Tegelgu sellega psühholoogid, aga mina luban enesele paralleeli täiskasvanute maailmast – me armastame muinasjutte, nimetatagu neid pealegi tulevikunägemusteks ja üha kordame enesele, lootes nende isetäitumisele.

Nii korrutati Ameerikas ja Nõukogude Liidus 1960. aastatel ideid põhjas asuvate linnade katmisest läbipaistvate katustega, isesõitvatest kõnniteedest ja kes teab veel millest. Osaliselt on need fantaasiad ju  ka teoks saanud – hiiglaslikes lennujamades näiteks. Nüüdisajal on kaks armastatuimat teemat, ja need mõlemad seonduvad digitaalse maailma arenguga. Helge nägemus nutiasjadest alates kartulikeldrist ja lõpetades kingapaelte sidumisega, mis ise meie eest kõik otsustavad ja ära teevad. Ning nägemus autode tulevikust: elektriautodest isesõitvate autodeni välja.

 

Isejuhtimisel erinevad tasemed

Paraku oleme elektriautodega umbes sama kaugel kui sajandi eest, mil enne bensiinimootori leiutamist nemad autosid ainsana esindasid. Töökindlat, kerget ja suure mahtuvusega akut ei ole veel suudetud leiutada. Hullem on lugu nn isesõitvate autodega. See teema on ajakirjanduse ja mitmesuguste nõuandjate poolt niivõrd üles promotud, et kohane on asjas veidi selgust tuua, sedapuhku Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi doktorikraadiga, California transpordi edendamise programmi  asutaja Steven E. Shladoveri ekspertarvamuse toel. Kui 6. juuni Postimehes on IT-süsteemide ärimees võtnud tsiteerida Linnar Viiki, et „maailmas liiguvad ringi isesõitvad autod, aga Eesti peab revolutsiooniliseks seda, kui lubatakse videokõne kaudu inimest tuvastada,“ siis tuleb loota, et tsiteeritud on vääralt. Mingeid isesõitvaid autosid (kui mitte kõnelda mudelautodest) pole maailmas olemas. Ja neid ei saabu tõenäoliselt eales – kui ikka rääkida täielikult isesõitvast autost. Püüame teha selgeks, millise astmeni saab auto olla isesõitev, mida see vajab autotööstuselt, autojuhilt ja teedeehituselt.

Auto.Isesõitev.Graf.ML

Isesõitvate autode iseseisvuse redel

 

Autotööstus ja ajakirjandus on loonud segase terminoloogia, tähistamaks erineva automatiseeritusega autosid. „Autonoomne“, „juhita“ või „isesõitev“ ei oma selget sisu. Rahvusvaheline autoinseneride Ühing SAE International on pakkunud välja selgem süsteemi, mis aitab mõista, kui iseseisev üks või teine auto on. Üllatuseks on neljas aste selgemini tõlgendatav kui kolmas, viies aste on aga veel kümnete ja kümnete aastate kaugusel tulevikus.

Allikas: SAE International, Scientific American

 

Shladover toob ajakirjas Scientific American avaldatud artiklis näite oma loengupraktikast: ta tavatses rääkida inimestele, et automaatne juhtimissüsteem ei ole võimalik enne aastat 2040. Selle peale kirjutas ajakirjandus: isesõitev auto saabub meie teedele aastaks 2040. Seepeale hakkas Shladover kõnelema, et igas olukorras ise sõitvad autod ei saabu enne aastat 2075.

Segadus on peamiselt põhjustatud sellest lihtsast tõsiasjast, et erinevad autorid ja isegi firmad määratlevad autujuhtimise automatiseerimist erinevalt ning nimetavad isejuhtivaks autoks erineva automaatsuse tasemega sõidukeid. Mingit rahvusvahelist süsteemi ei ole olemas.

Automaatset juhtimist määratletakse viieastmelise automatiseerimise taseme kaudu. Nullaste on praegune, kus juht teeb kõik. Esimesel astmel teeb auto mõned toimingud, teisel kiirendab ja pidurdab ise, kolmandal lisandub ümbruskonna seire, neljandal veel võime saada hakkama, kui miskit läheb viltu ja viiendal astmel teeb auto kõik, mis vaja.

Iga autojuht teab, et juhtimine on keerulisem, kui seda sõnades saab kirjeldada. Hea juht tajub teeolusid, teiste sõidukijuhtide tõenäosemaid reageeringuid ning omaenese auto reaktsiooni kiirust.

Nii et isegi siis, kui jõutakse viiendale automatiseerimise tasemele, on kõik hästi, kuni pole vaja pöörata vasakule, kuni ootamatult auto ette ei  jookse inimene, kuni teel pole lund või jääd, kuni teid ei soovi peatada politsei, kuni te ei pea tõusma kõrgemale tasemele. Ühesõnaga – kuni te ei  sõida Eestis, kus enamik teid põhimõtteliselt ei lase end automatiseerida ning kus peaksime juba praegu hakkama üles võtma oma ainsaid kiirteelõike Tallinnast Narva ja Tartu suunas, et neid varustada isesõitvale autole arusaadav märgistusega.

Pole just palju neid arvutikasutajaid, kelle arvuti poleks kunagi kokku jooksnud. Isesõitva auto põhiline probleem ja hind peitub tarkvaras. Mis saab, kui see kinni jookseb? Mis saab, kui autojuht igavusest magma jääb? Ja pole tähtsusetu teada, et eksperdi andmeil tuleb isesõitva auto hind kaks korda kallim selles pesitseva arvutustehnika tõttu.

 

Tegelikud võimalused

Siiski pole ka põhjust liigseks pessimismiks. On valdkondi, kus isesõitev sõiduk võib end õigustada. Nii nagu  näiteks kampustes aeglaselt sõitvad väikebussid või omaette radadel ja kiirteedel juhiga rekka taga sõitvad rekkad. Teed jälgitakse autos olevate kaamerate, andurite ja roolisüsteemi  koostööl. Minu arvates pole põhjust kahelda, et näiteks suurparklates võib tulevikus oma isejuhtiva auto jätta väravasse ja see sõidab ning pargib end ise. Nõnda mahub parklasse ka enam autosid, kuna uksi pole vaja avada.

Siiski on inimene võimeline sõitma ohutumalt, kui tavaliselt arvatakse. Nii näiteks toimus USAs 2011.aastal vigastusega lõppenud avariisid üks iga 64 000 sõidukilomeetri kohta. Sellise töökindluse saavutamiseks on inseneridel vaja välja töötada uued tarkvara loomise meetodid. Lisaks ei saa unustada, et isesõitva auto turvalisuse kontroll vajab katsetajatel läbida miljoneid või  isegi  miljardeid sõidukilomeetreid. Eeskuju ei saa võtta ka lennukitelt, sest ehkki moodsad lennukid lendavad enamjaolt autopiloodil, on neil vaja jälgida vaid paari-kolme läheduses sõitvat lennukit, ning see lähedus on tavaliselt mõni kilomeeter.

Shladover arvab koguni, et väljaspool liiklusummikuid, kus auto peab sõitma aeglaselt ja jupp-jupilt, pole isegi kolmanda astme automaatjuhtimine saavutatav.

Siiski töötavad autofirmad väiksema isejuhtimise võimega autode loomiseks. Küllap on see vajalik ka firma reklaamimiseks innovaatilisena.

Euroopa Komisjoni projekt CityMobil2 tegeleb reisijateveo automatiseerimisega suurtes kampustes ning automaatse parkimisega. Volvo Cars reklaamib end autode plaanimisega, mis sõidaksid kiirtee eraldatud radadel, ent äärmuslikel juhtudel jääksid siiski lootma inimesele. Plaanis on järgmisel aastal katsetada Göteborgis sadat autot.

Kui ei tehta mingit põrutavat avastust, jääb isegi osaliselt isejuhtiv auto Eesti suuruse riigi jaoks mitte ainult et rahaliselt kättesaamatuks, vaid ka sisuliselt mõttetuks. Väikeste linnade ja paljude kohalike teedega riigil on oma teedevõrgu ning autoliikluse suunamisega teha muudki kui loota inimesest nutikamatele autodele. Võib-olla on see võrdlus veidi üle paisutatud, ent osa digitaalse maailma visionääridest näeb inimese tulevikku sellisena: sünnitakse kirstu, mille suurus on emaüsast saadud geneetiliste andmetega ette määratud ning mis on vooderdatud erinevate nutiseadmetega, millel on sõidu- lennu- ja ujumisvõime ning mis lõppude lõpuks toimetab reisija mugavalt krematooriumisse. Täielikult isesõitev auto tundub kuuluvat sellesse kategooriasse: silmad kinni läbi elu.

Füüsika | News

Ülikiirelt saab edasi kanda vaid kvantinformatsiooni

08.06.2016

 

See teaduskirjanik Tiit Kändleri essee ilmus Maalehes 2. juunil 2016.

 

Kvantteleportatsioon on võlusõna, millega loodetakse tähistada asjade ja isegi inimese silmapilkset reisimist ruumis. Siiski pole ka veidravõitu kvantmehaanika nõnda võimas, et seda unistust teoks teha.

 

Kui filmistsenarist hätta jääb, võtab ta kasutusele teleportatsiooni. Selle nipi abil on võimalik tegelaskuju ühe hetkega teise paika liigutada. Ja kes meist ei tahaks sedasama võtet kasutada, ainult et siis tekib oht nagu virtuaalses maailmas, et jäädki erinevate paikade vahel plõksuma, süveneda ei jaksa ühessegi.

Inglise keeles on „portable“ on kantav. Tele- on eesliitema kaug-. Sõna „teleportation“ väärikates sõnastikes pole. Aga ilmus ju „television“ kaugnägemise tähistamisena vähem kui saja aasta eest. Sellepärast on korrektsem kõnelda kvantteleportatsioonist, mida on eesti keelel raske välja ütelda. Veel vähem meelel selle üle mõtelda.

Footonite esimene kvantteleportatsioon 1997. aastal.

Teleport.Graf.ML

Anton Zeilingeri juhtimisel toimunud esimese kvantteleportatsiooni eksperimendi skeem.  Teadlased tekitasid kaks põimunud footonit, saates footoni ultraviolettlaserist erilisse kristalli (kuubike keskel), mis tekitas kaks infrapunast footonit, millel kummalgi oli pool algse footoni energiast. Nad saatsid laserikiire läbi kristalli kaks korda, et saada kokku neli footonit.

Üks paar oli põimunud paar (footonid 2 ja 3), mida kasutati teleportatsiooniks, teisest paarist üks (footon 1) aga saadeti läbi polarisaatori (mis mõõtis footoni olekut), et veenduda teleportatsiooni olemasolus. Neljas footon oli vajalik, et anda eksperimentaatoritele teada, millal andmeid koguda.

Footonid 1 ja 2 viidi kokku valgusejaoturis, nii nagu need kokku põimiti. Katset mitu korda korrates oldi kindlad, et footon 3 oli polariseerutud täpselt nurga all, mida ennustas teleportatsiooni teooria.

Allikas: Chad Orzel

Eelmisel teadusküljel kirjutasin alustuseks kvantpõimumisest. Sellest veidrast kaugmõjust, milleks Einstein seda kvantnähtust pidas ja arvas, et tegu on pigem matemaatilise trikiga, kui looduses aset leidva nähtusega. Kvantpõimumine on teleportatsiooiga seotud, ainult et kuna viimasega kantakse edasi ka informatsiooni, ei toimu see hetkeliselt, vaid valguse kiirusega.

Kvantpõimumine on selgelt tõestatud: kui kaks algosakest kiiratakse üheskoos eri suundades, siis mäletavad nad teineteise olekuid, kui kaugele nad teineteisest ka lendaks. Suurim võimalikest kiirustest vaakumis on valguse kiirus, mis on suur, ent lõplik. Sellepärast kvantpõimumisega informatsiooni edasi kanda ei saa.

 

Hetkelise ülekandumise suhtelisus

Kvantteleportatsioonist rääkimine on minu meelest pigem maitseasi. Me võime klassikaliseks näiteks tuua faksimasina. Või miks mitte dokumendi  skännimise, saatmise mailiga ja siis uuesti trükkimise. Saadate oma dokumendi välja ja teine faks või arvuti võtab selle vastu. Kuid pidage silmas, et teile jääb originaal alles! Kui me kõige ägedamate fantastide eeskujul kujutleme inimese kvantteleportatsiooni, siis peame esmalt mõõtma inimese kõigi aatomite seisundid ja need siis põimituna vastavate aatomitega sihteesmärki saatma. Mida aga teha originaaliga? Kas see hävitada? Olete sellega nõus?

Toon siin näite astronoomia ajaloost. Kuigi oli ka teisi mõtlejaid, sai Ptolemaiose 2. Sajandist pärit süsteem Maaga liikumatus keskmes ja selle ümber tiirutavate Päikese ja planeetidega niivõrd mõtlemisele omaseks, et katseandmetega sobitumiseks lisati vaid planeetide orbiitidele epitsükleid, mis liikusid mööda epitsükleid jne, ja isegi nihutati veidi tiirlemise keset Maa raskuskeskmest eemale.

Ja polnud häda midagi, ainult et planeetide üksteise suhtelisi kaugusi oli täpsemalt üha raskem välja arvutada, ja ka taevasfäär, millel tähed arvati paiknevat, muudkui tundus eemalduvat. Nikolai Kopernik, kasutades on positsiooni Varmia piiskopkonnas maksukoguja  ja asehaldurina ning saanud hästi läbi paavstiga, tuli 16. Sajandi alul selle peale, et lihtsam on taevakehade liikumist kirjeldada, kui võtta asja nii, et Päike on keskmes ja planeedid ümber selle tiirlevad, ja sedagi veidi ringjoontest erinevatel elliptilistel orbiitidel. Kuuldus tema teooriast levis, ometi ei söandanud ka ise taevakehi mõõtnud Kopernik oma raamatut avaldada varem kui oma surma-aastal. Gioardano Bruno, filosoof, laiendas päikesesüsteemid kõigile tähtedele, ja põletati elusalt, Galileol, kellele alul Vatikan suisa soovitas Koperniku ideed tutvustada, läks kah haprasti. Paavstkond magas lihtsalt Koperniku töö maha! Ehkki oli ju maitseasi. Mida võtta universumi keskmeks. Võibolla peame kvantpõimumisse ja -teleportatsiooni suhtuma samuti.  Et küll kord koidab aega, mil kõik ajud kahel otsal lausa löövad lõkendama ja neid mõistma saavad?

See on nii, nagu kirjeldas austria kirjanik Stefan Zweig 19. sajandi lõppu ja 20. algust: kui elu oli kindel ja kulges ettenähtud radu. Eriti Viinis. Ja siis tuli kaks sõda ning ühtlasi kvantmehaanika, mis keerasid kõik pahupidi. Inimene pidi hakkama mõistma, et on asju, mida ta ette kujutada ei suudagi. Aga ta ei ole kaotanud lootust: äkki ikkagi suudab?

Umbes samal ajal kirjutas austria kirjanik Robet Musil oma „Omadusteta mehes“: Tõde on see, et teadus on välja arendanud karmi, kaine vaimse jõu mõiste, mis teeb inimsoo vanad metafüüsilised ja moraaliettekujutused lihtsalt talumatuks, ehkki ta suudab nende asemele panna ainult lootuse, et saabub kauge päev, mil vaimsete vallutajate rass laskub alla hingelise viljakuse orgudesse.“ Kuid lisas: „Halbadel aegadel  tehakse kõige koletuslikumad majad ja luuletused täpselt niisama ilusate põhimõtete järgi nagu parimatelgi aegadel.“ Nõnda tundub olevat ka kvantmehaanikaga.

 

Tagasipöördumist pole

Inglise tuntumaid füüsikuid Roger Penrose arutles oma 1989. aastal ilmunud ja kuulsaks saanud raamatus „The Emperor’s New Mind“  („Keisri uus aju“) nõnda: oletagem, et teleportatsiooni masin ehitatakse. Inimene skaneeritakse peast jalgadeni ja muudetakse kokkupaneku instruktsioonike. Saadetakse see info mõnele teisele planeedile ja pannakse seal olevatest aatomitest kokku. Oletagem, et sel olendil tekib teadvus. Mis saab siis, kui Maal elavat originaali ei hävitata? Kumb olend te siis olete? Kas on see füüsikaseaduste kohaselt võimalik? Ta arvab, et tegemist on kvantmehaanika sisulise rolliga mentaalsete nähtuste mõistmisel. Küsimus on kunstliku intelligentsi loomise võimalikkuses.  Pole võimalik kopeerida kvantolekut, jättes originaalse oleku puutumatuks. Ainus võimalus: poolitada aju. Penrose arvab nimelt, et oluline teave inimesest esineb mõlemas ajupoolkeras. Kas oleksite nõus ronima sellisesse teleportatsiooni masinasse?

Ameerika füüsik Chad Orzel, püüdes oma koerale kvantmehaanikat õpetada 2010. aastal ilmunud raamatus „How to Teach Quantum Physics to Your Dog“ („Kuidas õpetada kvantmehaanikat oma koerale“), võtab asja lihtsamalt: kõik siiani õnnestunud kvantteleportatsiooni katsed on tehtud üksikute osakestega, tavaliselt footonitega. Koer aga on tehtud eleportatsioon ei kanna üle asja või olendit, vaid tekitab teise kohta samas kvantolekus aatomi. Nõnda et meil on lõpuks kaks samas olekus aatomit – üks siin, teine seal. Kui meil ka oleks vaja saada aeda täpselt samasugune koer, peaks meil seal ess ootama samasuguse koera täis aatomeid, mis siis reeglite kohaselt kokku pannakse.  Kuna kvantmehaanika on mittelokaalne, siis ei saa me liigutada üksikuid asju, vaid kogu keha kvantolekut. Ning see toimuks valguse kiirusest aeglasemalt.

Kurb küll, aga 1982. aastal näidati, et teadmata kvantolekust ei saa teha täpset koopiat. Kui aga kvantolek ära mõõta, siis häirib see seda olekut.

Meil tuleb vaid võtta teadmiseks, et kvantteleportatsioon on võimalik vaid tänu kvantpõimumisele (millest oli jutt Maalehes nr 20, 19. mail) ning esimest korda pakuti selle käik välja firma IBM laboris 1993. aastal. Katse teostati 1997. Aastal Viini füüsiku Anton Zeilingeri juhtimisel. Täpsemalt palun vaadake graafikult.

Järgnevates katsetes teleporteeriti footonid üle Doonau jõe aastal 2004 (umbes 600 meetrit) ja seejärel õnnestus Kopenhaageni Niels Bohri instituudi teadlastel kasutada teleportatsiooni ühe rühma aatomite oleku saatmiseks teisele rühmale.

Selle loo moraal on, et kvantteleportatsioon on ińformatsiooni edasikandmine, mitte aga hetkeline reisimine, mille teleportatsiooni nime all võttis 1931. aastal kasutusele ameerika kirjanik Charles Fort. Edasikantud info põhjal võib muidugi originaali üles ehitada, ent see tähendab originaali sisulist hävimist ning inimese puhul aju toimimise mõistmist ehk kunstliku intelligentsi ehitamist. Seni uurivad kvantfüüsikud kvantteleportatsiooni, lootes seda kasutada seni veel üsna algeliste kvantarvutite täiustamiseks. Olgugi kvanteleportatsioon veel isegi teadlastele suuresti mõistetamatu, lohutagem end Robert Musili kombel: „Inimkonna ajaloos pole vabatahtlikku tagasipöördumist.“

 

 

Füüsika | lood.teadusest | News

Kvantpõimumine – osakeste lõppematu armastus

08.06.2016

See teaduskirjanik Tiit Kändleri essee ilmus Maalehes 19. mail 2016.

Kvantpõimumine tähendab seda, et kaks footonit, mis on olnud omavahel ühenduses – näiteks kiiratud üheskoos välja mõnest aatomist – jäävad ühendusse ka siis, kui on lennanud universumi erinevatesse otstesse. Kvantpõimumist on näidatud ka aatomite ja nende väiksemate süsteemide puhul.

 

Armastus on meeletus, mis sarnaneb kvantpõimumisega. Kui armastus ka otsa saab, jääb see mõlemale osalisele mällu eluks ajaks, olgugi et üht või teist moodi moonutatud ja varjutatud kujul. Kui kaugele inimesed ka teineteisest ei elaks, ikka on kunagine armastus kuidagiviisi meeles. Kuid kvantpõimumine on midagi absoluutsemat kui armastus – see õhendus jääb kunagi ühenduses olnud osakeste vahele alatiseks. Ärge muretsege, kui see tundub mõistetamatuna: sellest polegi tavamõtlemisel võimalik aru saada, umbes nagu armastusestki. Isegi Einstein ei saanud, ei ühest ega teisest.

Miks ma räägin siin armastusest? Sest on hüpoteese, mis kujutavad meie aju kvantsüsteemina, milles ajurakke neuroneid siduvad võrgustikud pole kirjeldatavad klassikalise, meid ümbritsevat maailma küllaltki hästi kujutava lähenemisega.

 

Tontlik kaugmõju

Albert Einstein nimetas kvantpõimumist „tontlikuks kaugmõjuks“, sest põimumine lubab kahel osakesel olla silmapilkses ühenduses, nõnda et ühele osakesele suunatud tegevus mõjub teisele osakesele, isegi kui need asuvad teineteisest hirmkaugel. Nõnda nagu graafikult on näha, alustavad põimunud osakesed üles ja alla suunatud spinnolekutes. Spinn on kvant- ehk algosakesi iseloomustav kvantsuurus, mida on illustreeritud kui vurri pöörlemist ühes või teises suunas. Footonil ehk valgusosakesel võib olla kaks „pöörlemise“ ehk spinni suuda: üles või alla. Tavalises vabas seisundis on kvantosake liitolekus ehk kahe spinnisuuna superpositsioonis: kui seda mõõta, siis pooltel juhtudel nähakse üles, pooltel alla suunatud spinniga footonit.

Niipea kui footoni spinni suunda mõõta, võtab footon kindla oleku, kas spinni suunaga üles või alla. Sellele reageerib teine osake. Kui esimese osakese spinn on suunatud alla, siis teise osakese spinn on suunatud üles. Nõnda saab ühe osakese olekut mõõtes teada, milline on teise, algselt põimunud osakese seisund, viibigu see osake kuitahes kaugel.

Põimumine.Graf.ML.orig

Ameerika kvantfüüsik New Yorgi Union Colledge’i professor Chad Orzel, kes on avaldanud raamatu „Kuidas õpetada kvantfüüsikat teie koerale“. Chad Orzel on toonud näite, mida kuulsin ta suust Stockholmi Ülikoolis 2014. aasta  augustis toimunud põhjamaade kvantfüüsika keskuses Nordita toimunud seminaril. Tema koer ja tema sõbra koer on sõbrad. Kui kaks koera on koos, siis nad võiksid olla neljas olekus: magab kas üks või teine, samas kui tine koer on ärkvel. Võis siis on nad mõlemad ärkvel ja mängivad või siis magavad koos. Tegelikkuses realiseerub vaid kaks võimalust: koerad kas mõlemad magavad või on mõlemad ärkvel. Nõnda piisa vaid ühe koera nägemisest, kui on teada, kas teine koer magab või on ärkvel.

Samal seminaril tõi Viini Ülikooli kvantteaduste ja -tehnika keskuse Aspelmeyeri rühma teadlane Rainer Kaltenbaeck oma loengus kvantpõimumise kohta mällusööbiva näite. Oletame, et pärast lennureisi rabate pagasilindilt oma kohvri ja tõttate kähku koju. Kodus avate kohvri ja näete, et see ei olegi teie oma: asjad selle sees on hoopis teistsugused. Sellest teate te hoobilt, mis on kellegi teise kaasreisija käes olevas teile kuuluvas kohvris. Info kahe kohvri seisundi kohta on põimunud, kui kaugel need kohvrid ka üksteisest ei asuks.

Milleks kasutada kvantpõimumist

Viini koolkonna värvikamaks juhiks on Viini Ülikooli professor Anton Zeilinger, kelle rühmal muude oluliste katsete seas õnnestus korduvalt mõõta kahe teineteisest 144 kilomeetri kaugusel asuva footoni kvantpõimumine kahe Kanaari saare vahel. „Meil on eksperimendi tulemused, milles keegi ei kahtle,“ kinnitas Zeilinger, kui ma 2007. aastal Viini Ülikoolis tema laboratooriumit külastasin. „Esineb korrelatsioon kahe kuni 144 kilomeetri kaugusel oleva punkti vahel. See tähendab, et otsustus, mida tehakse ühes otsas mõjutab teist otsa silmapilkselt. See on jälgitud tõsiasi. Teine asi on tõlgendamine.“

Praegu igatahes tõlgendatakse kvantosakeste põimumist nõnda: kvantmaailm ei ole lokaalne, nagu on makromaailm, vaid mittelokaalne. See tähendab, et kui meie oleme harjunud maailmaga, kus saame mõõta, kui kaugel on meie ees sõitev auto ja millise kiirusega see sõidab, kuni me seda autot näeme – see tähendab, et saame teha kohalikke ehk lokaalseid mõõtmisi, siis kvantmehaanika mittekohalik ehk „mittelokaalne“ ses mõttes, et väga suure kaugusega eraldatud paikades tehtud mõõtmised võivad üksteist mõjutada.

Muidugi ei meeldinud see idee Einsteinile, kes leiutas oma mõttelise eksperimendiga nn „varjatud muutujad“, mis on meie eest osakesse peitunud, ent teevad kvantmaailma inimesele mõistetavaks. Kuid kõik edukad katsed on tõestanud, et kvantmehaanika ei ole klassikaliselt mõistetav – see on mittelokaalne.

Kuid silmapilkne mõju on ju vastuolus üldrelatiivsusteooriaga ja valguse kiiruse lõplikkusega.

See tundub olevat vastuolus. Kuid tegelikult ei saa te ikkagi saata sõnumit valgusest kiiremini. Te saate vaid mõõta lokaalset süsteemi. Te saate küsida näiteks piljardipallilt, kas ta on siin või seal. Kuid ei saa sellele ette kirjutada kindlat vastust. Seepärast räägitakse kvantmehaanika ja relatiivsusteooria rahumeelsest kooseksisteerimisest.

„Meie tegutseme uudse kvantinformatsiooniteaduse alal, mis viib kokku kvantfüüsika, arvutiteaduse ja infotehnoloogiad,“ selgitab Stokholmi Ülikooli füüsikaosakonna professor Mohamed Bourennane, kes uurib footonite põimumist laborilaual. See teadus kasutab erinevaid kvantprintsiipe nagu kvantpõimumine ja superpositsioon, et lahendada infotöötlemist arvutamisel ja andmesidel. Teisisõnu – kvantarvutite loomisel ja teadete salakodeerimisel ehk kvantkrüptograafias. See on ka põhjus, miks kvantpõimumine on meile oluliselt tähtis, kui oleme juba kord digitaalse maailma poole oma seadmetega pöördunud. Uus teadusharu kvantbioloogia püüab leida, kas kvantpõimumine võib esineda ka suuremates elussüsteemide. Näiteks inimese ajus.

Kusagil valemite sees on peidus piir, mis eraldab meile tuntud suur maailma tillukesest maailmast. Ja see piir ei ole niigi terav nagu näiteks piir Eesti ja Läti vahel. Makromaailmas ei kehti omaenese seadused, see on vaid meie jaoks mugav lähendus maailmast, mis on igas mõõtmes kvantmaailm.

Väga nutikas. Kvantmehaanikat võib interpreteerida võibolla 1001 viisil. Me võime ehitada maailma üles stringi teooriast lähtuvalt, kuid see viis võib osutuda keerulisemaks kui olemasolevad teooriad. Kas siis Ockhami habemenoa printsiip, mis nõuab võimalikult lihtsat seletust, kvantmehaanikas ei kehti?

Tundub, et selle printsiibi rakendamine teaduses on küllalt edukas. Teeme seadused nii lihtsad kui võimalik, mida me peame ka ilusaks. Seletada maailma võimalikult vähese arvu sümbolitega. Kuid keegi ei tea, kas see printsiip kehtib alati. Mina arvan, et peame sellest siiski kinni pidama ja Kopenhaageni tõlgendus on kõige lihtsam. Kuid selgust toob tulevik, mil selgub ühe või teise teooria rakendatavuse võimalikkus. Küllap asendab mõni uus teooria ka kvantmehaanikat.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ajalugu | lugemis.vara | News

Imeline retk inimese kultuurihinge

08.06.2016

Tõnu Puu

Kunst, teadus ja majandus

Ajalooline uurimisretk

Inglise keelest tõlkinud Aet Varik

Eesti Keele Sihtasutus, 244 lk, 2016

 

See Tiit Kändleri arvustus ilmus ajalehes Postimees 28. mail

 

Kujutlen, et olen tulnukas. Pole tähtis, kust, aga ütleme et mõnest paralleeluniversumist. Ma satun Eestisse. Ma vaatlen. Ma suudan mõista, mis asi on raha ja kuidas seda saab ja kuidas seda kasutada. Ma saan aru, et inimene (sest olen selgeks õppinud ka nende keele) elab ja tegutseb, kuna tal on vaja võimalikult palju raha teenida ja kulutada. Siis näen ma, et mõned nende majadest on ehitatud liiga ebamõistuslikult. Suurustlevalt, kaunistatuna. Mõned neist ei püüagi kokku ajada raha, vaid kopeerivad, olgu või moonutatuna, elu maalideks, skulptuurideks ja veel mitut moodi nimetatud asjadeks. Nad panevad kokku helisid ja rütme, mida siis kambakesi esitavad muusika nime all ühtekokku kogunenud rahvale. Muusika hajub õhku, kuid on ka jäädvustatud helikandjatele. Osa nende raamatutest ei selgita, kuidas arvutada välja uusi roboteid ja aineid, vaid ajab niisama mingit vähem või rohkem asjatut loba.

Kõike seda nimetavad nad kunstiks.

Siis pusib osa neis laboriteks nimetatud töötubades keeruliste arvutusmasinate ja peaaegu et lõputu hulga seadmete vahel, et leida viise, kuidas saaks mitte ainult et toota roboteid ja digitaalset maailma, mis aitaks teenida enam raha, vaid nuputades, kuidas nende universum käitus, käitub ja hakkab käituma.

Seda nimetavad nad teaduseks.

Miks nad seda teevad, sellest mina aru ei saa. See ei ole majanduslikult tulus – see peaks ju ometi selge olema enamikule inimestest, eriti neile, kes on kogunenud parteide nimelistesse hulkadesse, mis lähemal vaatlusel erinevalt nende väidetest tegelikult valitsevad ja suunavad ühes rahahulkasid valdavate pisemate hulkadega nende maailma. Ometi on neil kunst ja teadus. Ning kui ma õpin nende ajalugu, siis on olnud tuhandeid aastaid. Miks ometi?

Hakkan nüüd ausaks ja tunnistan, et minu fantaasiast jääb väheks, et kujutleda end täisusliku tulnukana, ma saan seda teha vaid piires, milles ma end tulnukana juba tunnen. Ning neis piires elades on ütlemata lõbus, lahe ja meeltpingutav lugeda äsjailmunud raamatut veidi peletava ja kuiva pealkirjaga „Kunst, teadus ja majandus,“ millele siiski lisandub tõmbavam lisand „ajalooline uurimisretk.“ Raamatu autor Tõnu Puu ei ole meil laiemalt tuntud, teda tunneb akadeemik Jüri Engelbrecht ja tema kaasteadlased, matemaatikust pankur Robert Kitt ja ehk ka mõned majandusteadlased, ent 1936. aastal sündinud praegune emeriitprofessor Puu on Rootsis alates 1944. aastast senini elav ning end majandusteadlase ja kultuuri ning majanduse seoseid uurinud kultuuriökonoomikuna teadusmaailmas ning ka muusikamaailmas tuntud mees.

Veneetsia, Markuse väljak.Tiina Kaljundi

Foto:  Tiina Kaljundi

Tuhatkond aastat iseseisev olnud Veneetsia olukord on soodne, ehkki ka selle linna ideed ähvardab lämmatada turism. Markuse väljak ja seda laguuniga ühendav Piazetta di San Marco on üks sõltumatu euroopa kultuuri sümboleid. Veel 18. sajandil ähvardas linnakodanikke surmanuhtlus, kui nad olid suhelnud välismaiste külastajatega.

¤

„See raamat on neile, kes on huvitatud maailmapildist kogu tema värvirikkuses ega aja taga vaid materiaalselt mõõdetavaid suurusi, olgu nendeks siis SKP või h-indeks,“ kirjutab akadeemik Jüri Engelbrecht oma eessõnas. Tema, kes on asjatundja keeruliste asjade maailmas ning kaose ja korra näilises segadikus, ent samal ajal huvitub tõsiselt kunstidest ja kirjandusest, teab, mida selle raamatu kohta täpselt ütelda. Tuleb seletada, at h-indeks on üks oma autorite arust kavalalt välja mõeldud arv, mis näitab, kui palju on teadlase osalusel valminud artiklit väärikas ja kõrgelt (sageli sellesama indeksi alusel arvutatuna) hinnatud teadusseltskond võtnud vaevaks viidata. Mille üle Tõnu Puu võtab peenelt ironiseerida.

Tõnu Puu raamat on tõeline üllatus Eesti raamatumaailmas. See on tõlgitud Springeri kirjastuses 2006. aastal ja 2015. aastal uuesti ilmunud raamatust „Arts, Sciences and Economics“, mis on selge kvaliteedimärk iseenesest. Ometi hämmastab mind veidi, kuidas võttis Springer trükkida nii lõbusa, loetava ja kohati tahtlikult asjaarmastajaliku raamatu – kui Rootsis selle kirjastajat ei leidunud ning kumu sahtlis lebavast käsikirjast levis Springerini mõne aastaga. Tõsi, Tõnu Puu „südametunnistusel on“ üle 10 000 trükitud lehekülje, sealhulgas kaks Springeris ilmunud raamatut maakasutuse teooriast ning kaoseteooriast.

Jah, ta ise kirjutab raamatu saamisloost võluvalt, ent lisan edaspidise mõistmiseks veel, et Tõnu Puu on võluv illustraator, kes on pusinud oma jooniste kallal päevi, ta on õppinud mängima gambat, mis on üks viiuli eelkäijaid, ning valmistanud ise neid pirnipiuust skulptuuridega nikerdatud muusikariistu paarikümne jagu. 15 aastat korraldas ta Põhjamaade barokkfestivali.

Kuid, mis kõige olulisem, „dotsendil, kes õpetab 75 tundi aastas, jääb töö kõrvalt aega muudekski harrastusteks,“ nagu ta ise kirjutab. Siiski võib ette kujutada, et kolleegide seas tegutseda pole just kerge mehel, kes lahkelt väidab, et järgmine lause on loogiliselt tõene: „Kui kõik majandusteadlased on eeslid, siis nõudlus kaerte järele kas langeb või ei lange, kui nende hind tõuseb.“ Kuid seevastu on mõistetav, millise ime läbi on sündinud maailma nii originaalsete aforismidega kui piltidega rohkelt illustreeritud raamat, mida mina nimetan parema sõna puudumisel lihtsalt kunstiteoseks. Söandan täpsustada – asjaarmastajalikult professionaalseks kunstiteoseks, kuna Puu on kindlalt ja raamatus toodud näidetega tõestatult veendunud, et amatöörlus on armastus, asjaarmastajalikkus, olles see, mis paneb mõtted liikuma ning sünnitab kõige erakordsemaid lapsi. Seda on hakatud põlastama vaid üsna hiljaaegu, meie ajal, mil kõike arvutatakse rahasse ja kasumisse. Kuid ka Schliemann, Galois ja Fermat olid ajaloos ja matemaatikas asjaarmastajad, ometi saavutasid enam kui enamik proffidest.

Ma ei venita ja ütlen enne lõppu välja vastuse minu kui tulnukat mänginud olendi küsimusele, Tõnu Puu interpretatsioonis. Kultuuri määratluse üle ei maksa palju jahuda, see on teadus ja kunst kokku. Sport kultuuri ei kuulu, sel on kultuurist väga erinevaid omadusi. Miks kultuuri suudetakse teha? Sest et inimese eesmärk ei ole kultuuri tegemisega teha raha, vaid raha tegemisega teha kultuuri. Primaarne on kultuur; kui see õhuke kooruke kaob, siis saabub häving, mida Puu näitab meile ajaloost kätte täpselt ja valusalt hinge minevana. Ta rõhutab, et avaliku hüvise puhul turud ei toimi. Kultuuri tugisambad nagu avalikud raamatukogud, muuseumid, teatrid, ooperiteatrid, kontserdisaalid ja festivalid toimivad riikliku teotuse toel, kuna selline nähtus nagu Firenze 16. sajandi metseenlus on surnud, surnud on ka 19. ja 20. sajandi piiril puhkenud Viini juutliku äri ja kultuuri sulam, jäänud vaid sponsorlus, mis eeldab projekte. Veelkord – vabaturg ei toimi inimkonna kõige olulisema eesmärgi täitmiseks. Kui kultuur kängub, jääb alles ohjeldamatu tapahimu. Nii nagu me seda endast idas ja kagus parasjagu näeme. „Tsivilisatsioon on lihtsalt üliõhuke lakikiht,“ ütleb Puu, „mis katab üksnes ajaloo kõige hilisemaid perioode ning sedagi vaid planeet Maa kõige piiratumal osal.“

Ohh, oleks mul vaid ruumi, siis kirjutaks pikemalt, sest Puu raamat on selline nagu ta ise nimetab James Frazeri õnneks ka eesti keelde tõlgitud raamatut „Kuldne oks“: vähe on neid raamatuid, mis võivad vajutada vaimule nii tugeva pitseri. Siit saab lugeda Veneetsia hingest ja Peetruse väljaku võimust, reisida mööda Euroopa kunstivaramuid, muusikasaale, ülikoole, mis on autori arvates tegelikult kindlustusseltsid asja armastavate teadlaste jaoks. Tõeline teejuht Euroopas rändavale kultuurihuvilisele.

Kui välja arvata superstaarid nagu mõned dirigendid, arhitektid ja lauljad, siis on kunstnikud ja mõned allesjäänud käsitöömeistrid ainsad inimesed, kes käituvad kooskõlas Marxi palgatöö teooriaga, ironiseerib Puu tabavalt. Raamatu raskeim osa on kolmest osast viimane, mis tegeleb arengu ja progressiga. Kunsti arengus pole tegemist üksnes progressiga, mida nii visalt taotleme, vaid lihtsalt maitsete muutumisega, rahustab Puu meid, illustreerides oma väidet värvikalt. Kunst on suuteline avastama (mina ütleks, et ka leiutama), kuid areng toimub keerukuse suunas, mida Puu on võimeline matemaatiliselt tõestama bifurkatsioonide ehk hargnemispunktide teooria toel. Hargnev evolutsiooni puu ja hargneva Puu raamat meie käes.

Raamat, mis keskendub lääne kultuurile, kuna sellele on omane midagi universaalset, mida nii palju vanem Hiina tsivilisatsioon kiirustab üle võtma, mängides Euroopa muusikat, kui nende iidne ooper on võrdsustatud rahvatantsuga. Meie ent oleme jõudnud selleni, et kõige enam riigi poolt toetatavad telekanalid pakuvad lahkelt sedasama kraami nagu kommertskanalid.

Puu ei jäta hoiatamata: kultuuritarbimine võib muutuda sõltuvuseks. Seda tuntakse juba Pythagorase päevilt, mil alul tuli õpetajal maksta õpilastele, pärast aga vastupidi. „On loomulik oletada, et teaduste ja kunstide algne ühtsus ei ole kuhugi kadunud. Mõte, et teadus otsib tõde ja kunst ilu, ei ole tegelikult kummagi suhtes õiglane.“ Oletagem seda Tõnu Puu suurepärasele loomingule toetudes meiegi.

 

Foto:  Tiina Kaljundi

Tuhatkond aastat iseseisev olnud Veneetsia olukord on soodne, ehkki ka selle linna ideed ähvardab lämmatada turism. Markuse väljak ja seda laguuniga ühendav Piazetta di San Marco on üks sõltumatu euroopa kultuuri sümboleid. Veel 18. sajandil ähvardas linnakodanikke surmanuhtlus, kui nad olid suhelnud välismaiste külastajatega.

 

lugemis.vara | News

Baturini unenäoline meistritöö

08.06.2016

Nikolai Baturin

Mongolite unenäoline invasioon Euroopasse

Menu kirjastus, 2016, 135 lk

 

See Tiit Kändleri arvustus ilmus Maalehes 19. mail

 

Loen Baturini poeesi (ei oska tema romaaniks nimetatud teost teisiti nimetada), ja jahmun selle justkui pihku saadavast, ent millimallikana ometi sõrmede vahelt kusagile universumi kaugustesse lipsavast hingest. Just nimelt – sellel raamatul on hing, selles võib kindel olla. Lugeda seda on umbes sama, mis istuda kusagil Veneetsias, varakevadisel hommikul, kas Suure kanali ääres või Via Nova äärse Tintoretto hotelli ees, ja juua klaasike grappat ning rüübata ehtsat itaalia capuccinot peale. Ning jälgida samas tänavat mööda jalutades ning kiirustamata oma asjatoimetustele ruttavaid inimesi.

Veneetslane, rännumees, ilmub isa ja vennaga välja ka Baturini raamatus, temata ei pääse, kuid nimeta ta jääb ja kusagile hajub. Baturin kirjutab tema asemel mongoli Suurkhaani valutusretkedest ja teeb seda nõnda, et tema kirjeldatud armastuse, ilu ja sõjaiha vastasseis naha kanale ajab. Saan siin Meistrile toetudes kasutada veidi uudselaadset sõnaseadu, millisega teos invasiivse unenäolisusega rikastatud on, nii nagu haikudegagi. „Hanenäolised unenäod,“ tuleb mulle meelde ühes minu enese, nooruses avaldatud raamatu lausejupp. Võib-olla seetõttu, selle keele ja meele erksa loome tõttu, ning küllap sellegi tõttu, et Baturin on kirjutanud ajaüleselt, justkui tänase Euroopa hädadest, õnnetustest ja õnneraasudest, saangi raamatuga niivõrd tiheda hingelise sideme, mis ei taha katkeda ning loen selle läbi käest lauale andmata.

Baturin.Mongol

Baturin arutleb selle üle, milliseid pähkleid tasub inimesel pureda võtta – kui need on juba ette üle jõu ja mõistuse tundunud, kas siis ka? Ja kitsamalt – miks kulgevad sõjad, kas tõepoolest igavusest? „Jaluspoiss imetles nende vallutuste müstilist peenust ja pidurdamatut väge, kuid ei suutnud näha nende mõtet. „Kas mõttes endas ongi mõtet“,“ pareeris Suurkhaan. Jaluspoiss on vangi võetud poisike, keda koolitatakse Suurkhaani lähimaks teenijaks, ja muidugi esineb ka imekaunis tütarlaps, samuti röövitud, Zarema. Ja ilmub hobuseid, tipnemas Zaremaga, parimaga kõigist. Nõndaks.

„Lammutamine ja ülesehitamine on võrdselt loovad kunstid, kui neil on tuleviku suhtes vähimatki perspektiivi,“ ütleb Baturin Bagdadi lammutamise peale Suukhaani vägede jõuliste käte ning nende hobuste kapjade läbi. Jah, samas kerkib ju Karakorum, imeline linn, millele on vaja ehitada lillepagood, Giardino Secreto, nagu naiskangelanna ihkab ja teostab. „Sõjad on endastmõista, oleks nagu süü, ei oleks nagu süüdlast,“ ütleb Baturin.

„Sa noormees sea end valmis rännakuks.

Mongol ainult ühel juhul taganeb,

Et võtta hoogu rünnakuks.“

Nüüdseks on Bagdad alles, Viin ja Veneetsia ka, ent Karakorumi pole. „Peigmed oma rahvusriietes,“ sädeleb Baturin meie keelega, ja toimetaja Berk Vaher on selle sisse jätnud! Kadestamisväärne asi meie puritaanlikus keeltoimetamismaastikus. Just sisse ütlevalt, mitte peale panevalt. Ent lootus jääb, „ka relvitu rahvas võib võimsalt võita,“ ütleb Baturin justkui kõnelane meie lähiminevikust.

Jah, Baturin seob Salaaia kloostrieluga, mida Jaluspoiss põgenenuna ning Zaremade haihtununa elab, rünnaku vilisevate nooltega ning kaotuslahkununa vilistavate mongolitega – tagasituleku märgiks. Püüan meenutada oma lapsepõlvest seiklusjutte maalt ja merelt: Tšingis-khaan, Batu-khaan, püüdlemas viimase mere poole. Värvikad raamatud need poisikesele olid, selge see, ometi ei ole praegu Baturini võluteksti lugenuna tahtmist neid üles otsida. Kes teab, kus ja kuidas on need kulgenud, millega „ümber pistetud“, kui Baturinilt keelt ja selle kastet võtta. Ohh, leiaks meie oma Väikese Noa, mis päästaks aga – siin Baturin ei aita, laseb kõigel, Jaluspoisil, Zaremadel, karpidesse mahtuda, ja siis hajuda.

Kevadine pühapäev.

Talve varemetel,

Peab piiri oma armastusega.

Söandan kirjutada oma haiku Baturini imeteksti tiitelleheküljele – teksti, mis oma sadakonnal leheküljel annab enam kui tuhatkondsed vaatlused ja arutlused meie käest ja jalust libiseva maailmanuti üle. Lugege, ja te ei kahetse. Või kahetsete, ent olete ometi lugenud.

 

Telli Teadus.ee uudiskiri