Kirjallisuutta: Kasvu. Mikroeliöistä megakaupunkeihin
Vaclav Smil: Kasvu. Mikroeliöistä megakaupunkeihin. Terra Cognita 2021 735 s.
Jo kirjan laajuus luonnehtii tavoitetta: valaista erilaisten ilmiöiden kasvutapaa ja -nopeutta sekä arvioida kasvun rajoja. Lukemattomilta tuntuvat esimerkit mikroeliöistä mannerlaattoihin eivät olisi mahtuneetkaan suppeampaan julkaisuun. Selkeä rajaus on se, että kirjassa käsitellään vain maapallolla tapahtuvia ilmiöitä.
Ilmiöiden kirjon laajuutta selittää se, että tekijä on kanadalaisen Manitoban yliopiston ympäristötiedekunnan erityisen ansioitunut (engl. distinguished) emeritusprofessori. Hänen tutkimusotteensa on ollut tieteidenvälinen, kohteina muiden muassa energia, ympäristö, ravinto, väestö, talous, historia ja yhteiskuntapolitiikka.
Tätä moninaisuutta heijastaa kirjankin sisältö. Ilmiöt on ryhmitelty lukuihin luonto, energia, artefaktit (ihmisen rakentamat esineet) sekä väestö ja kansantaloudet. Tekijä on omien sanojensa mukaan halunnut paneutua pitkän aikavälin kasvuilmiöihin ja jättää vähemmälle nopeita muutoksia tuovien keksintöjen ”häiritsevän” (engl. disruptive) vaikutuksen tarkastelun.
Omat lukunsa on varattu kasvumalleille ja tulevaisuuden ennusteille. Kasvukäyrät hän jakaa kolmeen perustyyppiin: lineaarinen kasvu, eksponentiaalinen kasvu mukaan luettuna kaksoiseksponentiaalinen kasvu sekä äärellisen kasvun mallit, joista olkoot esimerkkeinä Verhulstin logistinen kasvukäyrä sekä epäsymmetriset sigmoidiset käyrät, esimerkiksi Gompertzin funktio.
Smil suhtautuu verrattain skeptisesti kasvukäyrien käyttöön tulevaisuutta ennustettaessa, esimerkiksi kaupallisessa lentoliikenteessä olevien lentokoneiden kulkunopeus vuosina 1919–2039, Mozartin (1756–1791) sävellystuotanto vuosina 1761–1809 ja primaarienergian tarjonta vuosina 1850–2100. Nämä mallit kuvaavat ehkä eniten sitä, että kasvumalleja voidaan soveltaa melkein mihin tahansa aikasarjaan, mutta ennustearvo voi joskus olla kyseenalainen, jopa vailla merkitystä. Ennusteita on kuitenkin hauska lukea pelkkinä spekulaatioinakin ilman mitään yhteyttä todellisuuteen, sillä esimerkiksi Mozart kuoli 17 vuotta ennen ennustejakson päättymistä ja vuonna 1977 ennustettiin puun energiakäytön loppuvan vuoden 1990 tietämillä.
Suurin osa kirjaa on kuitenkin vakavaa ja oikeaan osuvaa asiaa. Parasta antia ovat pitkien kehityskulkujen kvantifiointi ja siltä pohjalta juuri tätä kirjaa varten tuotetut yli sata kasvukäyrää. Näitä ovat esimerkiksi mikropiirin komponenttien määrä kuvaava Mooren laki, joka on ällistyttävästi pätenyt jo yli 50 vuotta monista epäilyistä huolimatta, miehen keskipituuden kehitys Länsi-Euroopassa 1550–1980, stalagmiitin pituuskasvu tuhannen vuoden aikana, maailman öljynkulutus 1880–1970, Yhdysvaltain lentomatkustuksen kasvu 1930–2030 sekä akkujen energiatiheys 1900–2050.
Suorastaan käsittämättömältä tuntuu maallikosta tällaisen kirjan kokoamiseen liittyvä tiedon tiivistämisen vaatimus. Jo yhden kasvukäyrän koostamiseen tarvitaan ehkä kymmenien tutkimusten tulokset. Vastaavasti kutakin tutkimusta tehtäessä on tehty jopa kymmeniä tuhansia havaintoja. Ääriesimerkki tästä on ehkä se, että mannerlaattojen, oikeammin litosfäärilaattojen, kokonaistilavuuden kasvu on tiivistetty kirjassa yhteen lukuun 1 km3 vuodessa, kun tämän ilmiön yhden tekijän – alityönnön, millä tarkoitetaan laatan työntymistä toisen alle maapallon vaippaan – vaikutusta tutkittaessa tehtiin vain yhdessä tapauksessa 67 000 mittausta 313 mittausasemalla Kiinassa. – Tiivistämisen määrää luonnehtii myös lähdeluettelon laajuus suhteessa tähän kirjaan. Luettelo käsittää nimittäin yli 80 sivua, puolentoistatuhatta nimikettä.
Kirja on aiheiltaan niin laaja, että se ei ehkä ole parhaimmillaan yhdellä kerralla kannesta kanteen luettuna. Helpompi lähestymistapa voisi olla valita ensin vain yksi kiinnostava alaluku. Esimerkiksi luvun Luonto alaluvut ovat Mikroeliöt, Puut, Viljelykasvit, Eläimet ja Ihminen. Tekijä on etsinyt esimerkiksi ihmisen pituuskasvutilastoja aina 1700-luvulta lähtien. Tätä kirjaa varten on laadittu japanilaisten miesten keskimääräistä kasvua kuvaava käyrä vuosilta 1900–2020. Se osoittaa, että keskipituus on kasvanut lähes 13 cm runsaassa sadassa vuodessa. Sitä tekijä selittää lähinnä ravinnon määrällä.
Vastaavasti luvun Kompleksisten rakenteiden kasvu alaluvut ovat Väestöt, Kaupungit, Imperiumit, Kansantaloudet ja Sivilisaatiot. Poimitaan siitä esimerkiksi kaupunkiväestön osuutta vuosina 1800–2050 kuvaava käyrä koko maapallolla. Osuus kasvoi kahdessa sadassa vuodessa parista prosentista yli kuuteenkymmeneen. Käyrän muodosta nähdään, että kasvu kiihtyi vuoteen 1969 asti, mutta on alkanut hidastua sen jälkeen. Se ennustaa, että nykyisten olosuhteiden jatkuessa osuus tasaantuu 70 prosentin tasolle tämän vuosisadan kuluessa.
Kasvukäyrien tutkiminen auttaa ymmärtämään koko maailman tilaa, olipa sitten kyse typpilannoitteiden tuotannosta, perusviljojen yhteenlasketusta sadosta, teräksen ja sementin tuotantomääristä tai kansainvälisen kaupan osuudesta maailman bruttokansantuotteesta 1870–2050.
Viimeisessä luvussa tekijä kysyy, mitä tulee kasvun jälkeen. Ensimmäinen vastaus on, että monilla esineillä, prosesseilla tai järjestelmillä on selkeä elinkaari. Alussa jopa eksponentiaaliselta näyttävä kasvu hidastuu vähitellen. Kasvuhuipun jälkeen seuraa aluksi kiihtyvä, sitten hidastuva lasku. Aikasarjan kuvaaja muistuttaa siten normaalijakauman muotoista kellokäyrää, vaikka epäsymmetrisiä käyriä, jopa yhtäkkisiä pudotuksiakin on. Monet näistä ovat hyvin ymmärrettäviä, kuten esimerkiksi LP-levyjen, kasettien ja CD-levyjen tuotanto tai Yhdysvaltain vetohevosten määrä 1850–1970 tai höyryveturien lukumäärä 1870–1970.
Kellokäyrää jyrkempiä muutoksia ja lyhyempiä elinkaaria voidaan havaita teollisten prosessien, esimerkiksi teräksen tuotantomenetelmien historiassa: jyrkkä nousu, lyhyempi tai pidempi tasannevaihe ja yhtä jyrkkä lasku, kun uusi menetelmä korvaa entisen. Bessemer-menetelmän valtakausi kesti vajaat 50 vuotta, Siemes–Martin-menetelmän jonkin verran pitempään. Tämän korvannut emäs-happi-mellotus ei koskaan saavuttanut ainakaan Yhdysvalloissa samanlaista valta-asemaa kuin edelliset menetelmät. Nousu oli jyrkkä vuosina 1960–1990, mutta lasku alkoi hyvin pian, kun valokaarimenetelmä alkoi yleistyä.
Luonnonvaraisten eläinpopulaatioiden määrissä ei puhuta kasvusta, vaan vähenemisestä. Vähenemiskäyrät muistuttavat usein muodoltaan sigmoidisten kasvukäyrien peilikuvia. Monimuotoisuuden muutos on ollut niin nopea, että voidaan puhua jo kuudennesta suuresta sukupuuttoaallosta. Kirjoittaja on arvioinut, että esimerkiksi norsujen kokonaismassa pienentyi 1900-luvulla kymmenesosaan. Joillakin alueilla on havaittu samantapaisia katastrofaalisia muutoksia myös luonnonvaraisten pölyttäjien ja jopa ihmisen hoitamien mehiläisten määrissä.
Ilmaston lämpenemiseen liittyy hiilidioksidipäästöjen määrän kasvu. Muutos oli nopeaa koko 1900-luvun, jonka aikana kokonaispäästömäärä kaksikymmenkertaistui. Tavallaan lohdullista on, että logistisen kasvun käännepiste saavutettiin vuonna 2010. Sen jälkeen kasvu on alkanut hidastua, mutta jatkuu edelleen. Kasvukäyrän muoto viittaa siihen, että kasvu jatkuu aina vuoteen 2050, elleivät ilmastotoimet ala vaikuttaa. On kysyttävä, onnistuuko ihmiskunta yleensäkään sovittamaan yhteen planeettamme resurssien määräämät reunaehdot ja teolliset ja taloudelliset pyrkimyksensä. Tämänkin kirjan sisältämien kasvukäyrien tarjoamista ennusteista huolimatta nykyisen sivilisaatiomme tulevaisuuden tilan ennustaminen vuosisatojen päähän on kirjoittajan mielestä edelleen mahdotonta.
Kirja on käännetty sujuvalle suomelle. Terminologia näyttää monista erikoisalojen aiheista huolimatta asianmukaiselta. Virkkeet ovat välistä pitkähköjä ja joskus rakenteeltaan monimutkaisia, mutta se taas johtunee alkutekstistä. Lukukirjaominaisuutensa lisäksi kirja on mainio lähdeteos, suorastaan aarreaitta, matematiikan ja luonnontieteiden opetukseen. Siitä saa sekä kiinnostavia sovellusaiheita ja valmiita kuvia oppitunneille, myös soveltaviin koetehtäviin sekä matematiikkaan että luonnontieteisiin.
Muutama niin pieni painovirhe on, että ymmärtäminen ei niistä kärsi. Ainoa havaitsemani numeerinen moka on heti sivulla 7, jossa mannerten pinta-alaksi sanotaan 150 Gm2. Sekään ei ehkä ole niinkään moka, vaan epätavanomaisen pinta-alayksikön käytössä alkuperäistekstissä tapahtunut sekaannus. Yksikön lyhenne on järkevää tulkita samalla tavalla kuin neliökilometri (km2) tai neliömillimetri (mm2). Yksikkö Gm2 (neliögigametri) tarkoittaa siis neliötä, jonka sivu on 1 Gm = 109 m, sen pinta-ala olisi siis 1018 m2. Mannerten pinta-alan oikea arvo on noin 150 miljoonaa km2 = 150 biljoonaa m2 = 150 · 1012 m2 = 150 Mm2. En gigan enkä megan käyttöä metrin etuliitteenä ole nähnyt suomalaisissa teksteissä, mutta englanninkielisissä teksteissä se näyttää yleiseltä. Sieltä se tähänkin kirjaan on varmaan tupsahtanut. Kai niihin on tarpeen totutella, sillä globaaliset näkökulmat yleistyvät ja mittaluvut kasvavat niiden mukana uusiin kertalukuihin.
