Ajan olemuksen pohtiminen on ollut
filosofien ja kirjailijoiden harrastuksena. Ja miksi ei itse kukin
ole sitä joskus pohtinut. Aika on kummallisella tavalla vaikea
pohdittava – koska se on meitä liian lähellä. Kellojen
käyttöönotto teki ajasta konkreettista ja mitattavaa. Huomattiin
myös, että aika kuluu tasaisesti ja samalla tavalla kaikkialla,
missä sitä voimme mitata. Ajan mittaaminen konkretisoi myös ajassa
matkustamista – sitähän on toki harrastettu ajatuksen voimalla jo ennen mekaanisia kelloja. Aikakone tuntuu
olevan kellon sukulaislaite. Jokin luonnossa vaikuttava ja aikaan
liittyvä mekanismi saa kellon viisarit liikkumaan. Liikuttamalla
itse viisareita voisimme ehkä saada sopivasti konstruoidun kellon
vastavuoroisesti vaikuttamaan ajan mekanismiin.
Emme käsitä aikaa, koska koko
olemassaolomme ja ajattelumme on täysin ajasta riippuvainen. Usein
puhutaan prosesseista, tai puhutaan virtauksesta. Ajattelu,
muistaminen, tulevaisuuden suunnittelu, matkustaminen, puhuminen,
sosiaalinen kanssakäynti, oikeastaan mikä tahansa ihmisen toiminta
on ajan jäsentämää. Jo sana ”toiminta” sisältää ajan
oletuksen. Romaanin tai elokuvan on oltava aikaan sidottu. Vain
ajassa etenevät tapahtumat tuottavat merkityksiä. Tapamme hahmottaa
maailmaa perustuu kausaalisuuteen. Tapahtumilla on järjestys, ja
aiempi tapahtuma saattaa vaikuttaa myöhempään – mutta ei koskaan
päinvastoin. Luonto sellaisena kun se ilmenee ja biologinen elämä,
myös tiedostamaton sellainen, voidaan kuvata kausaalisuhteina ja
prosesseina, ja myös ”prosessin” käsitteeseen sisältyy ajan
oletus.
Tunnemme leikillisiä määritelmiä
ajalle. ”Aika on luonnon keino estää kaikkea tapahtumasta yhtä
aikaa”. ”Aika kuluu, mutta se on uudistuva luonnonvara. Luonto
valmistaa uutta aikaa käytetyn tilalle”. Näennäisestä
järkevyydestä huolimatta tällaiset määritelmät ovat
järjettömiä. Ne osoittautuvat tavalla tai toisella
kehäpäätelmiksi. Ne määrittelevät vain itsensä.
Tiede on myös koettanut ratkaista ajan
arvoitusta. Aika astui konkreettisessa hahmossa tieteen areenalle
Oresmen ja Galileon muotoilemassa kinematiikassa 1600-luvulla.
Matemaattisesti ottaen siitä tuli vapaa muuttuja. Newton muutti
maailman dynaamiseksi järjestelmäksi derivoimalla ajan suhteen, eli
keksimällä differentiaalilaskennan. Einstein otti ajan tietoisesti
yhdeksi maailman luonnetta kuvaavaksi muuttujaksi. Erityinen ja
yleinen suhteellisuusteoria paketoivat maailman nätiksi paketiksi,
jossa aika oli mukana. Samalla Einstein tuotti hauskaa pohdittavaa
maallikoille ja tieteiskirjallisuudelle: aika kun ei enää
kulunutkaan entiseen tapaan tasaisesti, vaan se osoittautuikin
venyväksi.
Mutta maailma ei ollut kokonaan
selitetty. Osoittautui, että hyvin pienessä mittakaavassa aika ei
myöskään virtaa tasaisesti. Se ei oikeastaan virtaa ollenkaan,
vaan tapahtuu jotain ihan muuta. Moderni fysiikka on tuottanut
syvällisimmät ajan luonnehdinnat, joita mm Stephen Hawking on
oivallisesti popularisoinut. En edes lähde selittämään niitä,
koska en ymmärrä niitä. Se edellyttäisi, että opiskelisin ensin
muutamia vuosia sitä matematiikkaa, jonka sisällä nuo
luonnehdinnat ovat syntyneet. Ja jossain sisimmässäni on aavistus,
että nuo uuden fysiikan ajan määritelmät saattavat muistuttaa
leikillisiä ajan määritelmiä: nekin olisivat kehämääritelmiä
– tai tautologioita. (Joku filosofi taisi sanoa, että matematiikka
on kokoelma tautologioita. Niissä ei ole merkityksiä, vaan merkitys
on tulkinnoissa ja selityksissä, joita ihminen niistä tekee). Noh,
nyt ollaankin jo syvissä vesissä.
Kerron omasta aikaharrastuksestani. Kauan sitten aloin työssäni suunnitella
automaatiojärjestelmiä, tarkemmin sanoen reaaliaikajärjestelmiä.
Reaaliaikajärjestelmä on systeemi, jonka toiminnan pitää täyttää
ajallisia kriteerejä. Esimerkiksi moderni Airbus-lentokone on
reaaliaikajärjestelmä. Se on täysin tietokoneen ohjaama. Tietokone
tarkkailee jatkuvasti pilotin ohjaussauvan liikettä, lentokoneen
lentotilaa ja siivekkeiden asentoja. Sen täytyy reagoida riittävän
nopeasti pilotin ohjausliikkeisiin – ja lukemattomiin muihin
asioihin. Muuten kone syöksyy maahan. (olisikohan pitänyt kertoa
tätä, kun niin monella ihmisellä on lentopelkoja?). Vaarattomampi
esimerkki reaaliaikajärjestelmästä on pankkiautomaatti. Kun
käyttäjä näpyttelee pin-koodin, automaatin täytyy ennen pitkää
antaa rahaa. Muuten asiakas suuttuu hirmuisesti ja alkaa etsiä
puhelinnumeroa johon voi valittaa.
Joten nuorena insinöörinä aloin
pohtia, mitä aika on. Päädyin siihen, että aika on erilaisten
tapahtumien jonoja. Reaaliaikajärjestelmän ulkopuolelta tulevat
herätesignaalit ovat tapahtumia. Järjestelmän sisäisen kellon
naksahdukset (yleensä tietokoneessa on sellainen) ovat aivan
samanlaisia tapahtumia, ei mitään periaatteellista eroa.
Tietokoneen tuottamat vasteet (ohjaussignaalit) ovat tapahtumia.
Tietokoneen laskenta tuottaa sisäisiä tapahtumia (esimerkiksi
säätöalgoritmin yhden laskentakierroksen valmistuminen). Ja
ulkomaailmasta määräytyvät vaatimukset vasteajoille (niiden
erääntymiset) ovat tapahtumia. Koko homman juju on järjestellä
näitä tapahtumien jonoja ohjelmoimalla tietokone tekemään sitä automaattisesti.
Jollain karkealla tavalla
aikafilosofiani alkoi muistuttaa kvanttifysiikan todellisuutta.
Luulen, että se auttoi minua tekemään parempia ohjausjärjestelmiä.
Se myös auttoi minua ymmärtämään aikaa hieman paremmin. Mutta en
oikein usko lopullisiin selityksiin. Ehkäpä tässäkin piileskelee
kehämääritelmä.
Augustinus
