Yleisnero. Rakastettu riitapukari. Hurskas tiedemies. Suvereeni keksijä. Kaikkea tätä oli 1800-luvun viktoriaanisen tieteen kiintotähti Sir William Thomson (1824–1907), jälkipolvien tuntema lordi Kelvin.

Nykyajan fysiikan harrastajalle tuttuja saattavat olla sellaiset Kelvinin kristallisoimat fysiikan perustermit kuin ohminen vastus, permeabiliteetti, suskeptibiliteetti ja liike-energia. Lisäksi termodynamiikan toinen ja kolmas laki kehittyivät nykytilaansa eritoten hänen työnsä vaikutuksesta. Kelvin myös määritteli lämpötilan absoluuttisen nollapisteen (noin -273,15 °C), minkä ansiosta hänen mukaansa on nimetty lämpötilan perusyksikkö Kelvin (K).

Luonnontieteilijänä Kelvinin suhde filosofiaan ei ollut ihan yksikoikoisen positiivinen. Hän ei ollut suoranainen metafysiikan ystävä ja eräs Kelvinin oppilas kuvaakin elävästi, kuinka professorin sai esimerkiksi takuuvarmasti kiehumaan kiukusta, kun vain mainitsikin Isaac Newtonia kritisoineen G. W. F. Hegelin nimen.

Toisaalta Kelvinissä taas ei ollut jälkeäkään teologian ja luonnontieteen täydellistä erillisyyttä korostavasta näkemyksestä ja hän muun muassa aloitti luentonsa vanhan tavan mukaisesti rukouksella, vaikka Skotlannin yliopistoissa esiintyi jo paineita luopua käytännöstä.

Palauttamaton kosmos

1800-luku oli eloisaa aikaa tieteen, filosofian ja teologian keskinäisen vuorovaikutuksen kannalta ja Kelvinillä oli näissä keskusteluissa oma osansa. Eräät teemat, joista Kelvin aikanaan tuli tunnetuksi olivat kysymykset maapallon ja auringon iästä.

Lordi Kelvin. Wikimedia Commons. PD.

Tuohon aikaan oli erityisesti geologian piirissä yleisessä suosiossa uniformitarianistinen käsitys luonnosta. Sen mukaan luonnossa vaikuttavat prosessit pysyvät oleellisesti samanlaisina vuosimiljoonista toiseen ja kaikki luonnolliset prosessit tapahtuvat samaan tahtiin kuin ennenkin. Tämän näkemyksen mukaan maailman ikä oli, jos ei aivan ikuinen, niin ainakin määrittelemättömän pitkä.

Kelvinin käsitys luonnosta muotoutui toisenlaiseksi. Tutustuessaan Joseph Fourier’n lämpöyhtälöihin hän alkoi kehitellä Raamatun luomiskertomuksen motivoimaa näkemystään, jossa maailmankaikkeus oli tietyllä tavalla palauttamaton (irreversible).

Näkemyksen mukaan kaikki materiaalisessa maailmassa on edistyvää: maailma ei voi palata mihinkään aiempaan tilaan ilman ihmiselle paljastettujen lakien rikkomista eli ilman ”luovaa aktia” tai tekoa, jolla on samanlainen voima. Alkuperäinen energian muoto Jumalan luomassa maailmassa oli potentiaalienergia, ja viimeinen energiamuoto tuli olemaan lämpö, joksi kaikki muu energia ennen pitkää muuttuisi. Koska kaikki energia ei vielä ollut pelkkää lämpöä, maailma ei ollut ollut olemassa ikuisesti, vaan sillä oli ollut alku.

Vuonna 1862 Kelvin yhdessä kollegansa ja ystävänsä professori P. G. Taitin kanssa julkaisi presbyteerisessä Good Words-lehdessä populaarin artikkelin kosmologiastaan, jonka kärki oli suunnattu ennen kaikkea fyysikko John Tyndallin deterministisiä ja materialistisia kantoja vastaan. Kirjoittajat esittivät, että universumissa kaikella energialla on taipumuksena muuttua lopulta lämmöksi, jota taas ei voi muuttaa muuhun muotoon ilman mainittua ”luovaa aktia”.

Lopulta maailmankaikkeuden kohtalona on lämpökuolema, jossa kaikki energia on hajonnut tasaiseksi lämmöksi kosmoksen joka kolkkaan ja kaikkialla vallitsee ”kaaos ja pimeys, kuten oli ’alussa’ (1. Moos. 1: 1–2)”.

Kelvin näyttää ”luovan aktin” kohdalla olleen jollakin tasolla tietoinen ”aukkojen jumala”-syytöksen mahdollisuudesta (jo kauan ennen koko termin keksimistä), sillä hänen mukaansa ”luovasta Voimasta” tulee selityksenä luopua, jos vaihtoehtona on uskottava luonnollinen syy.

Vastavirran kiiski

Kelvin ui näkemyksineen aikansa tieteellistä valtavirtaa vastaan. Ja vaikka moni seikka on muuttunut noista ajoista ja hänen yllättävän pitkään elänyt arvionsa maailman iästä on ehditty hylätä uusien teorioiden tieltä, niin hän oli kuitenkin tässäkin kysymyksessä eräällä tavalla tieteen uudisraivaaja. Kelvin oli nimittäin ensimmäisiä, jotka klassisen fysiikan piirissä esittivät luonnontieteelliseen dataan perustuvia väitteitä, joiden mukaan maailmallamme on alku ja loppu. Näin hän katsoi luonnontieteen tukevan kristillistä näkemystä siitä, että maailma on luotu eikä itsessään välttämätön.

Aivan kuten myöhemmin alkuräjähdysteorian yhteydessä, tämäkin näkemys herätti joissakin aikalaisissa vastustusta, sillä materialismiin katsottiin istuvan paremmin ajatus mahdollisesti ikuisesta ja itseriittoisesta maailmankaikkeudesta. Uuden iänmäärityksen vastaanottoa ei suoranaisesti edistänyt sekään, että Charles Darwinin esitettyä evoluutioteoriansa, Kelvinin 500 miljoonan vuoden yläraja elinkelpoiselle ja auringon lämmittämälle maapallolle vaikutti tuolloin monien mielestä olevan liian pieni salliakseen lajien kehityksen muuntelun ja luonnonvalinnan kautta.

Tiedekeskustelua kunnioittavalla asenteella

Yksi kiinnostavimmista Kelvinin kriitikoista oli biologi Thomas Huxley, ”Darwinin bulldogi”. Hän vastasi heränneeseen keskusteluun maailman iästä ja Kelvinin laskelmiin huomauttamalla muun muassa, että Kelvinin laskelmien tulokset eivät esittäneet tarkkoja arvioita. Kelvin puolestaan vastasi tähän, että tulokset olivat epätarkkoja vain niissä rajoissa kuin laskelmien lähtöarvot antavat myöten ja että lopputuloksissa näiden arvojen sallima vaihteluväli oli otettu toki huomioon.

Huxleyn ja Kelvinin ajatustenvaihto on nautittavaa luettavaa, suoranaista retorista ja älyllistä ilotulitusta. Sitä ei ole tässä tilaa enempää avata, mutta siihen tutustuva näkee heti, että molemmat miehet olivat imeneet itseensä koko viktoriaanisen Englannin sivistyksen ja käyttivät sitä herrasmiesmäisin, toisiaan kunnioittavin ottein. Se ei suinkaan tarkoita, että osapuolet olisivat säästelleet sanomisiaan tai olleet hampaattomia.

Tämä jälkipolvillekin esimerkillinen asenne piirtyy näkyviin hienosti, kun Huxleyn oli aika luovuttaa Edinburghin British Associationin puheenjohtajuus eteenpäin Kelvinille. Niukoista kehuistaan tunnettu Huxley antoi poikkeuksellisen ylistävän todistuksen väittelykumppanistaan ja hänen kiistattomista tieteellisistä ansioistaan ja päätti puheensa kuvaten opponenttinsa luonnetta:

”Sallittakoon minun lausua hänestä, kuten vanha runoilija lausui Lancelotista: jalompaa ritaria ei ole koskaan taistossa nähty.”

Kirjallisuutta:

Crosbie Smith & M. Norton Wise. (1989). Energy and Empire: A Biographical Study of Lord Kelvin. Cambridge University Press.

Thompson, Silvanus P. (1910). Life of Lord Kelvin, vol I-II. MacMillan.

Kuva 1: Rachel@Flickr.com. CC BY-NC 2.0.

Kuva: Wikimedia Commons. PD.