Prisma: Ilma, jota hengitämme
Kemisti Gabrielle Walker selvittää ilman olemusta. Kuva: BBC 2014
TV1 keskiviikkona 29.3.2017 klo 19.00 – 19.52, uusinta lauantaina 1.4. klo 14.05 ja tiistaina 4.4. klo 23.40
Meitä ympäröivä ilma ei ole vain tyhjää tilaa, vaan se on kemiallinen edellytys elämän kehittymiselle. Ilma pitää sisällään kaikki elämän raaka-aineet.
Vaikka puu saa rakennusaineita juuriensa kautta maasta ja vedestä, se on itse asiassa se rakentunut lähes kokonaan silkasta ilmasta. Puu käyttää ilman hiilidioksidia rakentaessaan molekyylejä, joista sen runko ja oksat koostuvat. Ilmasta maahan kulkeutunut typpi ravitsee puuta. Puun lehdistä taas vapautuu ilmaan happea – elintärkeää kaasua, jota ihminenkin tarvitsee hengittämiseen.
Ilmakehän ymmärtäminen on kestänyt koko tieteen historian ja herät- tänyt ajatuksia tieteen luonteesta. BBC:n dokumentti selvittää, miten ih- minen oppi tietämään, että näkymätön ilma koostuu ylipäänsä mistään. Mitä ilma oikein on?
Every Breath We Take: Understanding Our Atmosphere. Tuotanto: BBC, Britannia, 2014. ”
Miten tiede etenee? Toiset painottavat puhdasta sattumaa, toiset aktuaaleja ”tarpeita” ja kysyntää (joilla objektiivisiin mahdollisuuksiin kytkemättöminä ei ole äärtä eikä rantaa ja jotka synnyttävät paljon tohinaa ja kusetusta ja vähän villoja sellaisenaan, kuten vaikka nuo Elon Muskin horinat), Kolmannet painottavat alalta toiselle siirtyvää tekno- logiaa, laboratorioita, havainto- ja mittaustekniikkaa ja ilmiöiden mää- rällistä seurantaa (joka tuottaa ”erikoisia”, toistaiseksi selittämättömiä toistettavia havaintoja, harvemmin valmiita selityksiä), neljännet pai- nottavat ideologiaa: ”löytönenää”, kykyä erottaa ja tulkita uusiksi mer- kityksellinen tavanomaisesta, ”ymmärtää” uusi ilmiö (mikä EI tarkoita, että se aivan välttämättä heti ymmärrettäisiin myös OIKEIN teoreetti- sesti: ei, kunhan sitä ei pimitellä, lakaista piiloon), viidennet painottavat kaupallista (tai sotilaallista ym.) hyödynnettävyyttä (mikä kyllä tar- koittaa ylitse kaiken muun sitä, että KAIKKI SELLAINEN, MITÄ EI ITSE PYSTYTÄ TAI HALUTA HYÖDYNTÄÄ, ON JYRÄTTÄVÄ SILEÄKSI TAI AINAKIN PIILOON, ettei vain kukaan ”kilpailijakaan” pääse hyödyntämään!).
On huomattava,että tiede itse EI OLE OLEMUKSELTAAN mitään noista: sen enempää ”sattuman leikkiä”, tarpeentyydytystä, teknologiaa, ideologiaa kuin ”pelkkään voittoon tähtäävää” bisnestäkään.
Tiede on ainoa ilmiö yhteiskunnassa, joka on kumuloituvaa, ei ole aina- kaan tähän mennessä mennyt taaksepäin koko yhteiskunnan mitassa, vaan korkeintaan paikallisesti esimerkiksi hylättyjen teknologioiden mukana. Suuret tieteelliset löytöjen vyöryt usein liittyvät laajoihin yhteiskunnallisiin poliittisiin ja ideologisiin mullistuksiin – niin myös BBC:n PRISMAN nyt tarkastelemissa tapauksissa.
Täysi sattuma käynnisti vyöryn
Huomattavan monet läpimurtajat olivat kuitenkin jo ”uineet”, mitä eri- laisimman tavoin ja ansioin, asemiin, vaikkapa Ranskan Ludwigin-akateemikoiksi, joissa tulivat toimimaan menestyksellisesti.
Fysiikan professorista lääkäriksi vaihtanut skotlantilainen urologinen kirurgi Joseph Black tutki 1750-luvulla,voitaisiinko virtsakiviä leikkauk- sien sijasta esimerkiksi liuottaa. Hän havaitsi, että aines eräissä käsitte- lyissä, mm. lämmitettäessä ”tuottaa ilmaa” ja hajoaa. Tuo ”ilma” osoit- tautui poikkeukselliseksi: siinä hiiret kuolivat heti, mutta kasvit rehotti- vat. Se oli hiilidioksidia. Erilaisten ”erikoisilmojen” selvitysputki oli alkanut.
Joseph Black
Jos sata vuotta aikaisemmin, kun selvisi, että ilma on painavaa (kuutio- metri normaalipaineista ilmaan painaa reilun kilon) oli käynyt ilmeiseksi (Jan Baptist van Helmont, sama mies joka toi sanan gas = kaasu hollan- nin ja englannin kieliin tieteelliseksi termiksi suoraan tai välillisesti Pa- lestiinan arabian, ehkä filistean, sanasta al-ghazu; suomen sana kaasu ei tule tästä vaan on originaali SU), että puun ja muun hiilen palaessa ”syntyy ilmaa”, koska ”palamistuotteiksi” oletettujen palamisjätteiden paino oli pieni osa palaneen aineen painosta.
Pian selvisi myös, että aivan kaikkien aineiden, esimerkiksi magnesiu- min palaessa ”ilmaa” ei synnykään, vaan päin vastoin katoaa: sitoutuu palamistuotteeseen, joka painaa selvästi enemmän kuin palanut aine. Sittemmin kaikesta happeen ja palamiseen liittyvästä kaikkea tieteel- listä kunniaa itselleen hamunnut, valmiiksi aikansa korkea-arvoisin tie- demies (joskaan ei suinkaan oppinein eikä taitavin, mutta ainahan oli pa- rantamisen varaa, aateluuskin velvoittaa…) Antoine Lavoisier osoitti, että näin on aina kaiken palamisen kohdalla, niin kattavasti, ettei asiaa ole mitään järkeä epäillä.
Joseph Black konsultoi ”erikoisilmojen” erikoisominaisuuksien tarkem- man kartoituksen fyysikko-oppilaalleen Daniel Rutherfordille, joka osoitti pian, että Blackin_erikoisilma (jossa eläimet kuolevat mutta kasvit rehottavat) selittää äärimmäisen rajoitetusti ”erikoisilmojen joukkoa”, eikä lainkaan esimerkiksi kynttilän sammumista ja hiiren hidasta kuolemaa suljetussa ilmatilassa. Hän onnistui kemiallista prosesseista eristämään typen, ”myrkyllisen ilman” 1772.
Black ja Rutherford vakuuttuivat vanhasta flogiston-teoriasta uudessa muodossa, jossa typpi olisi ”flogistonin” eli ”tuliaineen” ”kyllästämää ilmaa”. Tehtäväksi asettui löytää ”flogistonista vapaata ilmaa”. Silloin kuvioon astui aivan toisenlainen henkilö kuin Lavoisier (vaikka molem- mat olivat uskovaisia, mutta vastakkaisista kirkoista), Benjamin Frank- linin oppi-isä, joka ei ollut korkeissa tiedehallinnollisissa asemissa, vaan yksityinen siirtolainen USA:ssa, mutta sitäkin tiukemmin hän oli etenevän tieteen kasvuhermolla monilla muillakin tieteenaloilla kuin kemiassa:
Joseph Priestley
” Joseph Priestley (1733–1804) oli englantilainen pappi, kemisti, luon-nonfilosofi ja psykologi. Kemistinä hän tutki varsinkin kaasuja. Vuonna 1774 hän sai elohopeaoksidia kuumentamalla valmistetuksi puhdasta happea ja tutki sen ominaisuuksia. Muutamaa vuotta myöhemmin hän havaitsi myös, että ”sitoutunutta ilmaa” (hiilidioksidia) sisältävässä vedessä kasvit tuottivat sitä. [1] Jo sitä ennen hän oli todennut, että ”sitoutunut ilma” ei ylläpitänyt palamista eikä hengitystä, mutta sitä sisältäneessä säiliössä hiiret pysyivät kauemmin hengissä, jos siellä pidettiin myös kasveja. [2]
Joseph Priestley ei ollut ensimmäinen joka löysi hapen; ruotsalainen Carl Scheele oli eristänyt sen jo aiemmin, mutta Priestley julkaisi tulokset ennen Scheeleä. [3]
Apteekkari Carl Scheele, Ruotsi
Vaikka Priestely eristi hapen, hän pysyi vallalla olleen flogiston-teorian kannattajana. Hän nimitti happea ”deflogistoituneeksi ilmaksi”. Hänen mukaansa se erosi tavallisesta ilmasta siten, ettei se sisältänyt flogistonia, minkä vuoksi se pystyi sitomaan sitä palavista aineista tavallista ilmaa tehokkaammin. [4]
Priestley eristi myös muita kaasuja, jotka nykyään tunnetaan nimillä typpioksidi, typpioksiduuli eli ilokaasu ja hiilimonoksidi. [5]
Priestley oli Lunar societyn keskeisiä henkilöitä.[6] ”
Ohjelman mukaan Lavoisier, jota muuten selitellään parhain päin, yritti omia hänen keksintönsä itselleen.
Priestley kuuluu myös sähkön keksijöihin, ja varsinkin hän ohjasi ja tuki Benjamin Franklinin tutkimustoimintaa tuolla alalla hänen fysiikanprofessorinaan.
Priestley on USA:n Unitaarisen presbyteerikirkon perustaja, ja myös Yh-distyneen presbyteerikirkon (PCUSA), Donald Trumpin hengellisen ko- din suuri autoriteetti ja patriarkka.Priestleyllä oli pistämätön uutta USA- laista yhteiskuntaa hyödyntävä keino säilyttää tieteelliset asettamuk- set, joita ei voinut siltä seisomalta todistaa, ja jotka eivät saaneet laajaa tai johtavien auktoriteettien kannatusta: hän säilöi ne kirkkonsa kaano- niin uskonnollisiksi opinkappaleiksi, mm. sielun luonteesta. Eikä mennyt kauaksi todesta ainakaan siinä suhteessa…
Mutta palataan Ranskaan ja vallankumoukseen…
http://keskustelu.skepsis.fi/Messa…/FlatMessageIndex/363418…
” Flogiston-teorian kumoaja paroni Antoine Lavoisier oli kiero mies, tuomari ja Ludwigin verojohtaja, joka oli käynyt maailman ensimmäi- sen luonnontieteellisen lukion. Kaikki tiesivät, että veronkantaja- ja verotarkasta- jaorganisaatio kääntää myös omaan taskuunsa minkä kerkiää. Näin teki myös Lavoisier, mutta sijoitti rahat ”h…ien p…eiden” sijasta kemian tutkimuksiin (kuka mistäkin tykkää…), joilla tietysti oli tarkoitus tehdä myös entistä enemmän rahaa ja asemaa. Sitä oli Ludwigilta luvassa, kun saa vain jotakin asiantynkää.
Antoine-Laurent de Lavoisier, Ranskan tiedeakatemian puheenjohtaja
Hänen rahoittamansa ja sivutöinään johtamansa ryhmä kehitti uuden ajan Euroopan ensimmäisen katuvalojärjestelmän Pariisiin (että tarkastajien ja poliisien ja aatelisten, pappien oli turvallisempaa liikkua ympäri vuorokauden…) ja tästä keksinnöstä hänet nimitettiin Ranskan tiedeakatemiaan 1768, 25-vuotiaana.
Tuona samana vuonna akateemikko Lavoisier meni naimisiin verotar-kastajajohtajatyökaverinsa 13-vuotiaan ihmelapsityttären Mari-Anne Paulzen kanssa, joka käänsi tutkimusryhmälle uutta tieteellistä kirjalli- suutta englannista,sittemmin tuo supermimmi kirjoitti omin päin aina- kin ”Lavoisierin muistelmat”, ja vähintään puhtaaksi mutta luultavasti suurelta osin muutenkin tämän muutkin teokset. Lavoisier heilui siinä määrin monena Ludwigin hallinnossa, mm. Tiedeakatemian puheen- johtajana, ruutitutkimuksen johtajana ja maatalouskemiallisen tutkimuksen johtajana, että omakohtaiselle labrassa väkertämiselle saati paperitöille siltä suunnalta tuskin jäi paljon aikaa.
Lavoisierin kohtaloksi Ranskan vallankumouksessa, jota tämä avoi- mesti ja raivoisasti vastusti fanaattisena monarkistina, muodostui, että vallankumoushallituksen sisäministeri Danton päätti, että kaikki Ludwigin vihatut johtavat yliverotarkastajat pitää tuomita kuolemaan. Lavoisier ja hänen appensa Jacques Paulze tuomittiin ja teloitettiin samassa erässä 8. 5. 1794.
Lavoisierin tuomiosta käytiin keskustelu, voidaanko tiedemies, joka on sijoittanut jonkin ryöstösaalin ihmiskunnan hyväksi, tuomita saman kaavan mukaan kuin ”tavalliset rötösvirkamiehet”, varsinkin kun vallankumoustuomioistuinten perustaja sisäministeri Danton itsekin oli jo ”osoittautunut roistoksi” ja kapinalliseksi ja teloitettu kaksi viikkoa aikaisemmin.
Lavoisierin puolelle asettui joukko akateemikoita, mm. Pierre-Simon ”determinismi” Laplace ja Napoleonin myöhempi linnoituskenraali geometri Gaspard Monge ja Joseph-Louis ”energiaoperaattori” Lagrange.
Sen sijaan hänen puolustajistaan näyttäisi puuttuneen kollegat mm. öl- jyteollisuuden tieteellisinä perustanlaskijoina Ranskan Akatemian pää- sihteeri markiisi Condorcet ja biologi Jean-Baptiste Lamarck, joka oli aatelissäädystä ja luutnantin sotilasarvosta huolimatta vallankumouk- sen kannattaja. Ja ennen kaikkea heistä puuttui Vallankumouksellisen konventin puheenjohtaja, girondisti (jakobiinien vastustaja), fyysikko Lazare Carnot, yksi polttomoottorin idean kehittäjä ja hyötysuhdelas- kelmat kehittäneen Sadi Carnot´n ja antimonarkistijohtaja, ministeri Lazare Hippolyte Carnot´n isä ja presidentti Marie François Sadi Carnot´n isoisä.