Meie elukvaliteet pole kunagi olnud nii kõrge, nagu see on praegu. Hoolimata sellest, et inimesi on maailma saanud juba erakordselt palju ja Maa ressursid kuluvad järjest kiiremini. Lõviosa heaolu kasvust tugineb teadmiste ülikiirele kasvule ja neist tulenevale tehnoloogiate plahvatuslikule arengule. Esimest neist saab bibliomeetria ajastul mõõta korralike (ehk eelretsenseeritud) teadus­artiklite hulga kaudu. Nende arv on juba mitu aastakümmet kahekordistunud iga üheksa aastaga.

Teisega on keerulisem, sest teadussaavutuste jõudmine praktikasse sõltub oluliselt teadusvaldkonnast.¹ Väheke saab siin selgust, kui võtta aluseks mõte, et praktika algab hetkest, mil teadus on konverteeritud patendiks. Päris täpne see muidugi ei ole, aga mingi – ja ka huvitava – pildi see annab. USAs aastail 1976–2015 välja antud 4,8 miljonist patendist toetus otseselt andmebaasis Web of Science kajastatud teadusartiklitele vaid üks kuuendik. Kokku oli nõnda kasutatud 1,4 miljonit kõigist selles andme­baasis paiknevatest aastail 1945–2014 ilmunud 32 miljonist teadusartiklist.

See on ainult jäämäe veepealne osa. Enamik patente toetub varasematele patentidele ja need omakorda veel varasematele. Kui seda ketti mööda edasi liikuda, siis selgub, et ligikaudu 2/3 patentide puhul jõuab see ahel maksimaalselt kolme sammu kaudu mõne teadusartiklini. See tähendab, et lõviosa USA patentidest toetub otse või kaudselt viimase 70 aasta teadustulemustele.

Kõnesoleva keti pikkus sõltub tohutult teadusvaldkonnast. Molekulaarbioloogia, ülijuhtivuse tehnoloogia, tehis­intellekti ja nüüdisaegse keemia valdkonna patentide puhul on ketis keskmiselt vähem kui 1,5 lüli. Õige veidi on kett pikem, ligikaudu 2 lüli, nanomaailma uuringute, materjaliteaduse ja arvutiteaduse puhul. Kõige pikem, kuni kuus lüli ja paarkümmend aastat, on see matemaatika ja astronoomia mõne eksootilisema haru puhul. Mõneti üllatav või isegi vaistuvastane on, et 80% protsenti kõigist neist kõnesoleva andmebaasi artiklitest, millele on üldse kunagi teiste töödes viidatud, on kasutatud otse või kaudselt USA patentides. Pole mingit põhjust arvata, et teiste maade patentide puhul oleks asjalood teisiti. Seega tugineb meie materiaalne heaolu kogu kvaliteetse teaduse kogumile.

Näoga vastu müüri ehk Vaid kahanemine saab olla kestlik

Kasv kaks korda üheksa aastaga ei ole mingi ime. Juba palju aastakümneid on toiminud näiteks Moore’i seadus: et transistoride arv mikrokiipides kahekordistub iga kahe aastaga.² Inteli juht David House oli veel suurejoonelisem: et see sünnib juba poolteise aasta taktis ehk iga 18 kuuga. Mis tähendab kasvu geomeetrilises progressioonis ehk üldisemalt eksponentsiaalselt. Muidugi on lausa ime, et selline kasv on kestnud juba 60 aastat. Osa sellest imest on seletatav asjaoluga, et algul oli transistore kiipides üsna vähe. Sellegipoolest on asjad nõnda, et eksponentsiaalne kasv on võimalik vaid piiratud aja vältel.

Selles mõttes ei ole Rooma Klubi ja „Kasvu piirid“ kaugeltki esimesed, kes seda teadsid ja teistelegi teada andsid. Matemaatika teab seda juba ammu. Praeguse arusaama järgi kirjeldavad maailma arengut enamasti diferentsiaalvõrrandid. Arengu rahulikel perioodidel on need kas lausa lineaarsed või siis vähemalt lokaalselt lineariseeritavad. Teisisõnu, igasuguseid jõnkse tekitavate tegurite osakaal lahendi käitumises on nii väike, et mõistliku aja jooksul ei erine lihtsustatud võrrandite lahend arvestataval määral täpsema võrrandi lahendist.

Nende võrrandite lahendid on mingis mõttes osa meie universumi struktuurist. Muidugi on võimalik, et me arusaam on millegipärast nadilt piiratud ja tegelikkust kujundavad hoopis keerulisemad võrrandid. Aga vähemalt praegu on asjad nõnda, et mis tahes muutumine ajas peab järgima lineaarsete diferentsiaalvõrrandite lahendite fundamentaalset struktuuri. See on õige lihtne. Sellistel võrranditel on vaid kolme tüüpi lahendeid: astmefunktsioonid (üldisemalt polünoomid), eksponentfunktsioon ja võnkumine (siinus või koosinus). Mis tähendab, et asjad peavad kas (i) suhteliselt kiiresti kasvama, (ii) perioodiliselt võnkuma või (iii) teatava kiirusega kahanema.

Muutused kipuvad ikka inimestega kaasas käima. Vähemalt viimased 12 000 aastat ehk alates sellest, kui osa inimesi valis paikse eluviisi ja hakkas enda jaoks loodust ümber kujundama, arvab Yuval Noah Harari.³ Muutusel ja muutusel on vahe. Eksponentsiaalne kasv ehk kasv geomeetrilises progressioonis ei ole kindlasti jätkusuutlik. Isegi kui algul näib probleem pisike ja selle kasvu kiirus olematu. Mõne aja pärast hakkab aga probleem kindlasti meie elu segama. Kummaline, aga perioodilised majandus­kriisid võivad olla jätku­suutliku süsteemi osa. Nii nagu siinus või koosinus diferentsiaalvõrrandi lahendina. Kukkumine võib olla eba­mugav, aga vähemalt plahvatuslikku kasvu ei pea kartma.

Arutluse keskse järelduse iva on aga lihtne: kestlik saab olla vaid kahanemine. Olgu siis eksponentsiaalne või teatav osa astmefunktsioonidest. Selline kahanemine võib algul paista kiirevõitu, aga mida edasi, seda aeglasemalt see käib.

Jõnksud suunavad teisele teele

Et ühiskonna (ja majanduse) suhteliselt rahulik areng on kestnud juba aastakümneid, siis pole üldse imekspandav, et välised tegurid on hakanud arengu­kõveraid painutama. Matemaatik ütleks, et võrrandite parameetrid on muutunud, mõni liige lisandunud või mõne liikme tähtsus kasvanud märksa suuremaks. Tulemusena võib teiseneda ühiskonna või majanduse muutumise muster. Vastav kõver, kui seda üldse õnnestub skitseerida või endale ette kujutada, ei pruugi enam olla vaid kergelt kaarduv. Keerukatel süsteemidel on nimelt komme võtta hoopis teine kurss.

See ei toimu enamasti niisama sujuvalt kui rahulike aegade areng. Pigem muutub midagi seejuures päris oluliselt. Mis nimelt, on keerukas tajuda või prognoosida. Siitkaudu peegeldab praegu moodsaks saanud mure, millises ühiskondlikus faasis me parajasti asume – kas murrang, katkestus, aeglane üleminek, seisak või midagi muud –, olemuslikult sama kontseptsioon, mille pool sajandit tagasi akadeemik Gustav Naan kuulsaks rääkis ja kirjutas. Nimelt et rahulikku arengut katkestavad vahel jõnksud. Need on suhteliselt lühikesed ajavahemikud, mil muutuste dünaamikat kirjeldavad olemuslikult teist tüüpi, sageli tugevalt mittelineaarsed võrrandid. Nende lahendite seas leidub terve plejaad äärmiselt erineva kujuga struktuure. Selline jõnks raputab süsteemi vahel nii tugevasti, et see läheb suure hooga tavapärasest kaugele ja maandub hoopis teises kontekstis.

Muidugi on kõik need sõnad pigem metafoorid ja esitletud pilt pigem üle lihtsustatud kontseptuaalne skeem. Siiski on neil selge füüsikaline taust. Katsuksime ette kujutada, et süsteem üldiselt toimib nn potentsiaalikaevu sees, mille põhjas on süsteem tasa­kaalus. Selliseid kaevusid on ümbruskonnas mitu. Väikeste ja mõõdukate muutuste puhul rakendub negatiivne tagasiside ehk tõmme tasakaaluasendi poole. Suurte muutuste puhul võib juhtuda, et süsteem libiseb üle mingi veelahkme hoopis teise potentsiaalikaevu. Kui nõnda peaks juhtuma, siis pärast mingi lävendi ületamist minnakse mõnda aega kiirenevalt uue tasakaaluasendi poole. Sellist libisemist nimetatakse režiiminihkeks.

Asjaosalistele tähendab see mõneks ajaks elamist justkui suure jõnksu sees. Selline arengujõnks ei saa üldiselt pikka aega kesta. Kui värskelt hõivatud kaev on piisavalt suur, siis pärast teise režiimi libisemist algab jälle rahulik areng mingi uue tasakaaluasendi lähistel. Selle arengu võimalused on aga alati piiratud ülal kirjeldatud kolme stsenaariumiga. Uues situatsioonis realiseeruvad teised parameetrid, mis määravad, milline kolmest võimalusest teostub. Aga need kolm on olemuslikult samad iga suhteliselt aeglaselt toimuva arenguetapi jaoks. Nii on meie universum ehitatud, vähemalt praeguste teadmiste alusel.

Lauge kurv või jõnks

Enamasti ei saa küsimusele, kas oleme oluliste muutuste ajajärgus, vastata sel ajal, kui selline hetk on käes. Tõsi, mõned indikaatorid vihjavad (kuid ei tõesta), et ollakse murrangu lähistel. Kliimateadus on välja selekteerinud kaks nähtust, mille kaudu oleks võimalik murranguid tuvastada. Üks indikaator on see, kui pikad on hea või halva ilma perioodid. Teisisõnu, ilma kohalik ajaline muutlikkus on alati märgatavalt kahanenud mõni aeg enne seda, kui kliimasüsteemis toimus mingi oluline pööre. Tehniliselt tähendab see ilma iseloomustavate parameetrite (nt temperatuur) aegjadade autokorrelatsiooni kasvamist.⁴ Meie kandis on kõige selgem seda tüüpi signaal selliste madalrõhkkondade seeriate pikenemine, mis pressivad Läänemerre vett juurde,⁵ nii et meie kandis on mere veetase mitu nädalat tavalisest kõrgem.⁶

Teine kasutatav näitaja on selle otsene paarimees: muutuste amplituud samal ajal kasvab.⁷ Seda saab tuvastada ilma parameetrite standardhälbe või dispersiooni kasvamise kaudu. Need hirmutavate nimedega tegelased on olemuselt lihtsad matemaatilise statistika rakendused, mida saab isegi Exceli tasemel rehkendada. Seega viitab murrangu, jõnksu või režiiminihke lähenemisele see, et kuumalained on mitte ainult pikemad, vaid ka järjest soojemad ja halvad ilmad mitte ainult kestavad pikalt, vaid on järjest väga sandid. Et kui on hea ilm, siis lausa suurepärane, suvel ülimalt soe ja ilus. Ja kui on kehv ilm, siis on vastikult tuuline ja ladistab ikka seitse nädalat järjest. Mõte on selles, et hea ja halb ilm erinevad järjest rohkem. Selliseid indikaatoreid on välja mõeldud rohkem, aga enamasti ei ole neil kuigivõrd hea ennustusvõime.⁸

Miks need kaks indikaatorit võivad tõepoolest anda äärmiselt tähtsat informatsioon sellest, kus ühiskonna arengus paikneme, saab selgitada sama potentsiaalikaevude metafoori kaudu. Kui süsteem on tasakaaluasendist juba nii kaugel, et lähenetakse veelahkmele või mäekurule, mille taga realiseerub teistsugune tasakaal, siis on selle koha „topograafia“ üldiselt sarnane sadula kujuga. Negatiivne tagasiside, mis tõmbab süsteemi tasakaaluasendi poole, on sadula kandis sageli märksa nõrgem kui nõlval ehk tasakaaluasendi lähedal. See omakorda tähendab, et süsteem võibki ootamatult pikka aega tiirutada tavapärasest kõvasti erinevas režiimis. Muidugi ei pruugi see tiirutamine sündida nimelt veelahkme lähedal ja ei saa kunagi olla kindel, mis nimelt süsteemi üle veelahkme lükkab või lükkas.

Ühiskond ja füüsika on kaks eri asja

Füüsika ja matemaatika reeglite ülekandmine ühiskondlikele protsessidele enamasti ei õnnestu. See käib ka jõnksude, tasakaaluasendite ja murrangute võrdpildi kohta. Inimesed näevad neid protsesse nii kohutavalt erinevalt. Paistab, et veel erinevamalt näevad neid eri teadusvaldkondade esindajad. Pole midagi uut päikese all: juba Agatha Christie imestas, et imelik on see maailm, kus kaks vaatavad ühte ja sama, kuid näevad täiesti vastupidist. Sellegipoolest tasub valvsaks muutuda, kui mingid kõrvalekalded ühiskondlike protsesside tavapärasest käigust või arvamuste spektri harjumuspärasest kujust kasvavad ja püsivad pikka aega. Nagu praegu, mil moodustumas on mitmepolaarne maailm, kus ka teadmispõhised arvamused on mitte ainult tugevasti polariseerunud, vaid jaotunud paljudesse selgelt erinevatesse rühmadesse, keskmise mõiste on võrdlusalusena kaotamas oma ajaloolist tähendust ja see, mida nimetatakse peavooluks, ei pruugi esindada enamiku seisukohta. Otsuseid tuleb teha olukorras, kus lõpuni mõistetavaid usaldusväärseid fakte on vähe, väärtused on tule all ja omavahel konfliktis, kaalul on palju ja aega otsustamiseks ei ole. Nagu on omane normaalsus­järgsele teadusele.⁹ Mikromastaabis, nagu on märkinud Heiki Raudla, oleme maa­ilmas, kus kõne ilma vandumiseta on juba ettekanne.

See ei tähenda, et kohe oleme astumas Aldous Huxley heasse uude ilma või George Orwelli 1984. aastasse. Küll aga tähendab, et tasub investeerida nende kõrvalekallete juurpõhjuste leevendamisse. Ega inimene nii väga palju ja väga kiiresti ei muutu. Suur hulk meist on võimelised kohanema pea iga olukorraga. Nägime 1990ndatel, kui lihtne oli värvi vahetada. Nagu on kirjutanud paavst Franciscus: aja jooksul on hakatud mõistma, et mitte teadmised pole need, mis meid parandavad või pühaks teevad, vaid see, mil viisil me elame.¹⁰

Teadusmaastik kui testikeskkond

Võib-olla suudaksime kirjeldatud protsesside ilminguid või peegeldusi ühiskonnas tuvastada selle kaudu, kuidas on muutunud ja muutumas see, mil moel või kui kiiresti lisanduvad ühiskonnas teadmised. Teisisõnu, kasutades teadust testikeskkonnana.

Üks argument on juba ülal käsitletud: tänu teadmiste ülikiirele kasvule ja kõikvõimalike tehnoloogiate plahvatuslikule arengule elame maailmas, kus teadmiste maht kahekordistub iga üheksa aastaga. Sellega kaasneb olukord, kus põlvkondade veelahe markeerib üha enam käeliste ja tehnoloogiliste oskuste suhte erinevust. Samal ajal ei ole arvestataval määral muutunud kiirus, millega inimene teadmisi omandab. Mistõttu on igati mõistetav, et inimesed eristuvad üha rohkem mitte teadmiste ja oskuste hulga või kvaliteedi, vaid eri aegadel või valdkondades omandatud teadmiste kaudu. Selline eristumine võiks kajastuda teaduse arengu mustrites.

Teine argument vihjab tohutule tööriistakastile, mille teaduse ja tehnoloogia areng on meie jaoks loonud. Winston Churchill on selle kohta öelnud: „Esiteks kujundame oma tööriistu ja pärast kujundavad need meid.“ See käib ka nende tööriistade kohta, mis meie teadmisi, mõtlemist ja lõpuks ka teadvust kujundavad. Pigem töötlevad. Selle on hästi kokku võtnud Emilia Clarke:¹¹ „Ära kunagi vaidle inimesega, kelle televiisor on suurem kui raamaturiiul.“ Seegi märkus viitab radikaalsele muutusele teadmiste talletamise ja levitamise mustris. Kui muidugi telekava sisu saab üldse teadmiste kategooriasse paigutada. Sest üks pisike probleem on selles, et – nagu ütleb araabia vanasõna – erinevalt kõhust ei anna pea märku, kui ta tühi on. Küll aga tuleb mõista, et täis ja tühja pea vahel on vahe, fundamentaalne vahe, mille üks elegantsemaid sõnastusi on Mikk Mikiverilt: „Intelli­gentsus on inimese omadus vähem ruumi võtta.“

Teadmiste muster on samuti muutumises

Pole seega välistatud, et osa muutustest ühiskonnas on tingitud eespool mainitud järjest kiiremini laekuvate uute teadmiste laviinist. Nagu märgitud, inimeste õppimisvõime ja teadmiste omandamise kiirus ei ole märkimisväärselt kasvanud. Pigem oleme silmitsi sellega, et Flynni efekt ehk inimeste intelligentsuse järjepidev kasv¹² on pöördumas või juba pöördunud.¹³ Võib-olla on Mihkel Mutil õigus, et kõikjal vedelev info muudab inimese laisaks ja rahulolevaks. Mõistetav, et inimesed küsivad, kas uue infoga tutvumine on jõupingutust väärt. Eriti kui kunstmõistus on valmis kõik maailma teadmised sulle kohe kuvama. Mis siis, et segi jampsiga. Lummav on see ikka.

Kuigi teadus on üldine hüve, on igati õigustatud ootus, et uued ja olulised teadmised muudavad maailma pidevalt paremaks kohaks, kus elada. See potentsiaal on ilmselt kõige suurem neil uutel teadmistel, mida kutsutakse läbimurdelisteks. Publikatsioonide maailmas siis sellised, mis panevad kokku suure pildi ja loovad selle kaudu täiesti uue perspektiivi. Või siis sellised, mis korrigeerivad ebakohad ja pakuvad põhimõtteliselt uue lahenduse.

Korralike publikatsioonide voolu plahvatusliku kasvu põhjal võiks arvata, et ka läbimurdeliste tööde arv kasvab. Võib-olla ehk aeglasemalt kui publikatsioonide üldarv. Sest avastused ei sünni tühjalt kohalt. Enamasti tuginevad need tohutule faktihulgale, mis on korjatud ja kontrollitud väga paljude poolt, ja sünnivad alles siis, kui pind on läbimurdeks ette valmistatud.

Tegelikkus kainestab. Läbimurdeliste artiklite osakaal kõigist soliidsetest publikatsioonidest on aastail 1945–2010 vähenenud ligi kümme korda.¹⁴ Kõige kiirem on vähenemine füüsikas, eluteadustes ja biomeditsiinis. Veidi rõõmustavam on olukord tehnikateadustes ja sotsiaalteadustes. Ka patentide seas on radikaalselt uute leiutiste osakaal neli korda kahanenud. Analüüsi autorid sedastavad, et kõnesolev protsess ei ole kindlasti seotud ei publikatsioonide üldise kvaliteediga, erinevustega viitamise kultuuris ega valdkonna­põhiste traditsioonidega. Seetõttu julgevad nad väita, et tegemist on fundamentaalse nihkega, režiiminihke või jõnksuga selles, kuidas nüüdisajal toimivad teadus ja tehnoloogia.

Maakeeli: kvantiteet ei ole läinud üle kvaliteediks. Juba pikka aega ei ole kasvanud selliste tulemuste arv, mis maailma suurel määral muudavad. Teisalt on läbimurdeliste tööde absoluutarv aasta kohta siiski püsinud sama. Teisisõnu, suurepäraste inimeste ja nende saavutuste arv ei ole kahanenud. Küll on aga neid teiste seast järjest raskem üles leida. Kuigi need järeldused patentide kohta ei pruugi olla täielikult õiged,¹⁵ ei ole neid ka selge sõnaga ümber lükatud.

Tarmo Soomere on akadeemik.

Järgneb 8. VIII Sirbis:

Tarmo Soomere, „Mõrad globaalse teaduse kaunis tulevikus II“