Kun tarkastellaan kielellisten rajojen, eli isoglossien, muodostumista ja niiden käyttäytymistä maantieteellisissä ympäristöissä, on huomattavaa, että luonnolliset esteet, kuten vuoret tai meret, vaikuttavat merkittävästi kielten kehitykseen. Tämä on ilmiö, jonka on havaittu ilmenevän monilla alueilla maailmassa. Kun isoglossit kohtaavat luonnollisen esteen, niiden kulku ei enää ole satunnaista, vaan ne usein asettuvat kohtisuoraan esteen huippua kohti, aivan kuten saippuakuplat, jotka kohtaavat esteen kyljelleen. Tämä ilmiö näkyy myös monilla eläinkunnan alueilla, kuten esimerkiksi kelta-kaulaisilla Amazonin papukaijoilla Costa Ricassa, joiden murre-eroja mitataan laulujen rakenteen mukaan. Papukaijojen kieliraja kulkee aivan samalla tavoin kuin isoglossi, kohtisuoraan rannikkojen välillä, jotka ovat esteenä.

Vastaavaa käyttäytymistä voi havaita myös Isossa-Britanniassa, jossa pohjoisen ja etelän englannin murteiden isoglossi kulkee suoraan linjana, joka jakaa lännen Severnin lahden ja itään Washin lahden väliset alueet. Tätä kautta on mahdollista havaita, kuinka isoglossit ovat muotoutuneet monien vuosisatojen aikana ja miten ne ovat liittyneet laajempiin kielellisiin kupliin. Itse asiassa, tämä geometrian kaltainen ilmiö ei ole rajoittunut vain britteihin, vaan on havaittavissa monilla muillakin alueilla, kuten Saksassa, jossa Saksan tärkein isoglossi kulkee suurimman osan maata, mutta lähestyessään lännen rajaa se leviää useisiin suuntiin, aivan kuten Rhenin alueen kaupunkien välinen kieliraja. Tämän tyyppiset isoglossit heijastavat ihmisten luonnollista käyttäytymistä: kielimallit levittäytyvät alueelle samalla tavalla kuin populaarit väestöryhmät tai kieliryhmät tekevät.

Samanlainen ilmiö on havaittavissa Pohjois-Amerikan alkuperäiskansojen kielellisten varianttien leviämisessä. Numic-kielet, joita puhuttiin Yhdysvaltain lännessä, ovat levinneet yhtä lailla kuin ihmiset levittäytyivät maahan, muodostaen aluksi yhden proto-Numic-kielen, joka on sitten kehittynyt useiksi murteiksi. Tämä samanlainen kielellinen levittäytyminen voidaan simuloida myös tietokonesimulaatioiden avulla, kuten vuonna 2006 tehtiin Pernambuco’n yliopistossa Brasiliassa.

Burridgen malli on ratkaiseva ymmärryksessä siitä, miten kielimallit leviävät ja kehittyvät. Tämän mallin mukaan isoglossien eteneminen ja muutokset voidaan ennustaa tietyllä tarkkuudella. Esimerkiksi Isossa-Britanniassa mallin mukaan etelän murteet tulevat dominoimaan tulevaisuudessa, mikä ilmenee muun muassa siitä, että tietyt sanojen ääntämykset ja jopa koko sanasto tulevat olemaan pois käytöstä. Tämä ilmiö, jossa isoglossit häviävät ja kuplat yhdistyvät, on yleinen ja koskee koko maata. Kuitenkin ei ole vain ääntämiseroja, jotka häviävät, vaan myös kokonaisia sanoja, kuten ‘hern’, joka oli käytössä vain pienen vähemmistön keskuudessa 1950-luvun SED-tutkimuksessa.

Malli ei kuitenkaan rajoitu pelkästään Isolle-Britannialle. Se pätee kaikille alueille, joilla on kielellisiä jakautumia isoglossien muodossa. Tämä on ilmiö, joka on yleinen kaikissa kieliryhmissä ja kulttuurissa, missä kielelliset erot ja muuttuvat väestörakenteet vaikuttavat murteiden ja kielten kehittymiseen. Maantieteelliset esteet, kuten vuoret ja meret, saavat isoglossit usein asettumaan tietyllä tavoin ja estävät niiden vapaata leviämistä. Näin syntyy tietyntyyppisiä "fana-malleja", joissa isoglossit laajenevat muodostaen spiraalimaisia rajoja, jotka voivat levitä maan sisällä.

Burridgen mukaan tämä ilmiö on myös osa suurempaa prosessia, jossa yksinkertainen fysiikka voi selittää kielellisten varianttien vähenemistä. Koko maailman kielellinen monimuotoisuus tulee muuttumaan, mutta tämä ei tarkoita, että kielistä tulisi yhdenmukaisia. On tärkeää ymmärtää, että vaikka kielellinen yhdenmukaisuus tuo yhteiskuntiin vakautta ja yhtenäisyyttä, ei ole olemassa ristiriitaa sen ja kulttuurisen monimuotoisuuden välillä. Kielet voivat kehittyä ja eriytyä, mutta samalla ne voivat myös säilyttää merkityksellisiä eroja, jotka luovat identiteettiä ja paikallista yhteenkuuluvuutta.

Tärkeää on myös ymmärtää, että vaikka kielten kehitys näyttää kulkevan kohti vähemmän monimuotoisuutta, tämä ei tarkoita, että kielitieteelliset erottelut häviäisivät kokonaan. Stereotyyppiset ajatukset kielten "yhtenäistymisestä" ovat liioiteltuja, sillä monet alueet, kuten pohjoisen ja etelän välillä Ison-Britannian kielimaisemassa, säilyttävät edelleen eroja, ja erityisesti ääntämiseroja ei tule kadottamaan lähitulevaisuudessa. Toisin sanoen, vaikka yhteiskunnat voivat kehittyä kohti yhteisön yhdenmukaisempia käytäntöjä, kieli ja sen murteet ovat edelleen erittäin voimakkaita identiteetin ja kulttuurin muodostajia, joiden asema ei ole katoamassa.

Miten fysiikka voi auttaa ymmärtämään elämän monimutkaisuutta ja suhteitamme?

Ilman epätasa-arvoa ei olisi olemassa mitään, sillä epätasa-arvo on järjestelmien tapa jakautua. Nyt kun olemme olemassa, epätasa-arvo on vain tehokkain tapa, jolla järjestelmät löytävät tapansa jakautua. Kun epätasa-arvo poistetaan, järjestelmät lakkaavat toimimasta. Sen sijaan, että murehtisimme epätasa-arvoa – tai vielä turhempaa, yrittäisimme poistaa sen – on paljon tuottavampaa keskittyä epäoikeudenmukaisuuteen. Epätasa-arvo on aina läsnä maailmankaikkeudessa, mutta epäoikeudenmukaisuus ei ole pakollista.

Joskus en tunne itseäni hämmentyneeksi tai myllerryksessä olevaksi. Sen sijaan tunnen, että kuljen vain tasaisesti, päättäväisesti askel askeleelta... täysin paikallani. Kaikki on järjestyksessä, ei ole ilmeisiä esteitä, ja työskentelen kovasti, teen töitä joka päivä, mutta en saavuta mitään näkyvää tulosta. Tavoitteeni eivät ole yhtään lähempänä. Itse asiassa, vaikka liike on yhteydessä liikkeeseen ja inertia paikallaan pysymiseen, molemmat kuuluvat samaan asiaan. "Ei minnekään menemisen fysiikassa" ymmärrämme, että termodynamiikan lait kertovat meille, että muutoksen energiaa ei voi vain tahtoa ylös. Yksi paikka vaatii enemmän energiaa, mutta se vie energiaa muualta. Energian tarpeen aliarvioiminen on yleistä, ja se ilmenee kahdessa muodossa: yksinkertaisesti sanottuna hyödyllisenä ja ei-hyödyllisenä energiana. Energiaa voidaan pumpata innokkaasti, mutta jos se on ei-hyödyllistä, se vain menee hukkaan.

Olen jopa turvautunut fysiikkaan, kun sydämeni on ollut särkynyt. Ennen vaimoni tapaamista minulla oli useita romanttisia suhteita. Osa oli hyviä. Toiset taas tuntuivat olevan vain yksi väärä sana läheltä räjähtämistä. Kamppailin tunnistaakseni, mitkä tekijät erottavat hyvät suhteet huonoista. Fysiikan näkökulmasta päädyin siihen, että kaikki tulee tasapainosta. Fysiikka opettaa meille eron vakauttavien järjestelmien ja epävakaiden järjestelmien välillä, joissa pienikin tönäisy voi johtaa katastrofiin. "Eron fysiikka" tarjoaa lohtua tuoreille tai toistuvasti sydämensä särkeneille. Samat periaatteet, joita sovelletaan romanttisiin suhteisiin, voidaan soveltaa muihin suhteisiin, kuten ystäviin, perheeseen ja valtioiden välisiin suhteisiin, kuten Yhdistyneen kuningaskunnan ero Euroopan unionista Brexitin jälkeen.

Fysiikka antaa myös yllättävän käsityksen siitä, että joskus ilmeinen toimintatapa voi saada aikaan vastakkaisen vaikutuksen. Muutettuani vaimoni kanssa Pohjois-Englantiin, en aina ole tuntenut olevani osa yhteisöä. Omien lasteni vitsailu siitä, kuinka lausut sanat kuten "bath" tai "grass", saa minut tuntemaan, että olen omassa kuplassani. Fysiikka kertoo meille, kuinka kuplat käyttäytyvät. Nesteiden dynamiikan lait tarkoittavat, että niiden rajat liikkuvat kulmassa esteisiin, ne tekevät itsensä mahdollisimman lyhyiksi, sulautuvat suuremmiksi ja lopulta asettuvat tasapainoon. "Eri paikassa olemisen fysiikassa" näemme, kuinka kielen rajat aaltoilevat samalla tavalla. Kuplan kuva antaa meille sanaston ymmärtääksemme sosiaalisten voimien jatkuvaa kieppumista ja kulttuuristen trendien käyttäytymistä. Vaikka elämämme muovaavat voimat ovat joskus näkymättömiä ja kvantifioimattomia, niiden vaikutus voi tuntua yhtä voimakkaalta kuin painovoima tai magnetismi.

Tämä oli oppi, jonka opin nelikymppisenä, silloin kun kävin läpi kaikkein kliseisimmän keski-iän kriisin. Tunsin itseni riittämättömäksi ja tyhjäksi, kyseenalaistaen monia valintojani. Itse asiassa, samalla kun kamppailin tämän pienen henkilökohtaisen kriisin kanssa, maailma kohtasi omansa, kun Covid-pandemia alkoi. "Keski-iän kriisin fysiikassa" näemme, että käyttäytymisemme ja asenteemme, tietoisesti tai tiedostamatta, ovat vastaus ympärillämme oleviin voimiin. Käyttäytymismallit, ideat ja tunteet leviävät yhteisöissä sen perusteella, mitä lähimpämme tekevät.

On tärkeää huomioida muutama seikka ennen kuin aloitamme. Olen melko varma, ettei Isaac Newton miettinyt ilmastonmuutosta tai globaalia köyhyyttä – saati sitten uraani tai rakkauselämääni – kehittäessään teoreemansa satoja vuosia sitten. Hänen työnsä, kuten lukemattomien muiden fysiikkojien, oli tarkoitettu selittämään fyysinen maailmankaikkeus, ei ihmisten maailmaa. On siis luonnollista kysyä: onko fysiikalla oikeasti yhteyttä maailman muihin alueisiin, vai ovatko piirtämäni vertailut pelkkiä sattumia? Koko ajatus fysikaalisen maailman ja inhimillisen maailman yhdistämisestä voi tuntua vieraalta, mutta fysiikassa on jotain syvällistä, joka antaa meille kyvyn ajatella eri tavalla.

Lateral thinking – ajattelutapa, jonka kehitti maltalainen lääkäri ja psykologi Edward de Bono vuonna 1957 – on siitä, miten ratkaista ilmeisesti vaikeat ongelmat epäsuorasti. Joskus ongelmiin on paras tarttua ulkopuolelta, jotta ajattelutapa muuttuu. Olen itse nähnyt tällaisten ratkaisujen hyödyt. On tärkeää etsiä ideoita monista eri paikoista. Ja niin fysiikassa arvokkain ei ehkä olekaan se konkreettinen ja mitattavissa oleva, vaan metaforat ja analogiat. Se on ajatella eri tavalla. Mutta miksi fysiikka, eikä jokin muu tiede? Jos nuori Zahaan olisi löytänyt merkityksellisiä oivalluksia kemian tai biologian parista, olisiko tämä kirja silloin ollut kyseisistä aiheista? Mikä fysiikassa tuo sellaista, mitä muut tieteet eivät tarjoa? Fysiikka tuo pohdintaa, joka avaa uusia ulottuvuuksia, ilman että tarvitsee mennä äärimmäiseen reduktionismiin.

Fysiikka ei väitä, että voimme ennustaa maailman ilmiöitä pelkästään mikroskooppisiin yksityiskohtiin perustuen, mutta se voi antaa syvällisiä oivalluksia siitä, miten maailman suurimmat ja pienimmät järjestelmät toimivat.

Miten fysiikka voi muuttaa yhteiskuntaamme ja ymmärrystämme maailmasta?

Ahdas materiaalismin ja fossiilisten polttoaineiden ahneuden kasvu, rikkauden epätasapaino, vaalitulosten epävakaus, yhteiskunnalliset levottomuudet – nämä ovat vain muutamia ilmiöitä, jotka uhkaavat yhteiskuntaamme, politiikkaamme ja ihmiskuntaamme. Ne eivät kuitenkaan ole täydellinen luettelo maailman ongelmista. Maailman talousfoorumin Global Risks Report luettelee vuosittain kymmeniä eri riskejä, ja vaikka tämä teos käsittelee useimpia suurimmista niistä, se ei voi kattaa kaikkea. Samoin vaikka pyrin tarjoamaan laaja-alaista pohdintaa fysiikan aiheista, käsittely ei ole tyhjentävä eikä kata tulevaisuuden fysiikkaa. Uusia edistysaskeleita tehdään joka vuosi, ja on alueita, joissa ajattelun eturintamassa olevat tutkimukset eivät vielä tarjoa vankkoja vastauksia, mutta voivat vaikuttaa merkittävästi ymmärrykseemme seuraavien kolmenkymmenen vuoden aikana.

Multiversumin käsite on yksi esimerkki sellaisista tulevaisuuden tieteellisistä spekulaatioista, jotka voivat muuttaa maailmankuvaamme. Vaikka monimutkaisimmat tieteiset teoriat saattavat tuntua lähinnä science fictionilta, multiversumi ei ole äärettömien mahdollisuuksien maailma, kuten se usein kuvataan. Kyseessä on rajoitettu universumien joukko, joka sisältää kaiken olemassa olevan ja kaikki mahdolliset tilat, jotka eivät ole itsensä kumoavia ristiriitaisuuksien vuoksi. Tällä hetkellä se on täysin testaamaton ajatus, mutta jos se joskus saisi tukea, se voisi muuttaa käsitystämme yhteiskunnallisista dynamiikoista. Kuvittele, että jokainen mahdollinen päätöksen lopputulos – esimerkiksi se, että ratkaiseeko ihmiskunta ilmastonmuutoksen tai epätasa-arvon – toteutuu erillisessä universumissa. Tämä voisi edistää monivivahteisemman ja avoimemman lähestymistavan omaksumista yhteiskunnallisissa valinnoissa. Voisi syntyä halu tutkia erilaisia polkuja, sillä tiedettäisiin, että eri valinnat johtavat eri lopputuloksiin eri universumeissa.

Tarkastellaanpa myös Suurta Puhkeamista. 13,8 miljardia vuotta sitten tapahtuneen alkuräjähdyksen jälkeen tiedämme, että universumi laajenee edelleen. Tämä laajeneminen kuitenkin tapahtuu hitaammin kuin sen pitäisi, kun otetaan huomioon havaittavissa oleva aineen määrä. Koska havaittavissa olevan aineen painovoima ei riitä selittämään havaittua laajenemista, on esitetty hypoteesi tummasta aineesta: aineesta, joka vaikuttaa painovoimalla, mutta ei reagoi valon kanssa. Tumma aine ei ole vain tavallista ainetta, jota ei voida nähdä, vaan se on aivan erilaista ainetta, joka saattaa koostaa suurimman osan universumin massasta. Mikäli tätä ainetta pystyttäisiin hyödyntämään, sen ominaisuudet voisivat mullistaa energian ymmärryksen – ja vaikuttaa laajasti myös moniin tässä kirjassa käsiteltyihin fysiikan teemoihin.

Miksi universumi laajenee alkuperäisen räjähdyksen jälkeen, kun kaikki se massa ja painovoima pitäisi itse asiassa vetää sitä kohti toisiaan? Ilmiötä ei voida selittää pelkästään alkuräjähdyksen alkuperäisellä voimalla, joka oli riittävän voimakas hajottamaan kaiken. Painovoiman lisäksi, fysikaaliset teoriat ehdottavat tumman energian olemassaoloa. Tumma energia on voimakas hylkivä voima, joka voi selittää universumin kiihtyvän laajenemisen, aivan kuin samansuuntaiset magneettiset navat työntäisivät toisiaan pois.

Mikään tästä ei kuitenkaan ole vain teoreettista fysiikkaa – siitä voi olla merkittäviä opetuksia myös yhteiskuntatieteissä ja yhteiskunnan dynamiikassa. Kun tarkastellaan yhteiskunnallisia voimia, voisi ajatella, että tumman energian kaltaiset hylkivät voimat selittävät yhteiskunnallisten ilmiöiden, kuten polarisaation ja eriytymisen, dynamiikkaa. Voisiko tämä ajatus inspiroida strategioita, jotka edistävät yhteistyötä ja innovaatioita globaalissa mittakaavassa?

Fyysisen maailman suurimpien salaisuuksien ymmärtäminen on johtanut siihen, että fysiikan eri teoriat, kuten suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikka, ovat saaneet meiltä pohdintaa siitä, miten pienet ja suuret mittakaavat kytkeytyvät toisiinsa. Vaikka suhteellisuusteoria selittää hyvin suuria mittakaavoja ja kvanttifysiikka pienempien, subatomisten ilmiöiden luonteen, näiden yhdistäminen voi tuottaa uudenlaisen ymmärryksen ja mahdollisesti laajentaa niitä sovelluksia, joissa kvanttiteoria voisi ohjata nykypäivän teknologiaa. Kvanttikomputointi voi olla ratkaiseva tekijä siinä, kuinka voimme kehittää tiedon käsittelyä ja kommunikaatiota tulevaisuudessa.

Lopulta, kvanttifysiikan teorioiden ja ajattelun yhdistäminen voi myös tuoda meille syvemmän käsityksen siitä, mitä ajattelu, tietoisuus ja inhimillinen vuorovaikutus todella ovat. On olemassa teoria, joka yhdistää aivojen mikrorakenteet ja kvanttifysiikan lainalaisuudet, erityisesti Roger Penrosen ja Stuart Hameroffin esittämä ajatus siitä, että tietoisuus saattaa liittyä aivojen mikrotubulusten sisällä tapahtuvaan kvanttitoimintaan. Tämä on yksi niistä spekulatiivisista ideoista, jotka voivat muuttaa käsitystämme tietoisuuden ja jopa elämän luonteesta.

Vaikka kaikki nämä teoriat ovat edelleen spekulatiivisia, ne antavat viitteitä siitä, että fysiikka ei ainoastaan selitä universumin toimintoja, vaan se voi myös inspiroida uusia lähestymistapoja siihen, kuinka voimme lähestyä yhteiskunnallisia ongelmia ja rakentaa parempia malleja hallintoon ja politiikkaan. Laajempi ajattelu voi avata laajemmat ratkaisuvaihtoehdot. Kaikki tämä antaa meille mahdollisuuden miettiä syvällisesti, miten voimme ratkaista niitä haasteita, jotka uhkaavat koko planeettamme tulevaisuutta.

Miten valmistetaan herkullisia leivonnaisia ja leipää kotona?
Kuinka hallita siirtoja isäntäkoneen ja laitteiston välillä optimoidaksesi suoritustehoa?
Mikä on sisäisesti tuotteistettu vektoriavaruus ja sen ominaisuudet?