Tiedonsiirtoa lähettäjältä vastaanottajalle

Tämän poikkeustila-ajan seurauksena työnteko tapahtuu enemmän nyt monilla digitaalisesti etätyönä ja ehkä tämän jälkeen myös jää monilla työnteon yhdeksi tavaksi, näin on arvioitu. Viestintä eli vuorovaikutus voidaan ymmärtää sekä sanomien vaihdannaksi että merkitysten tuottamiseksi. Lisäksi viestintä on määritelty yhteisen todellisuuden rakentamiseksi ja yhteisen ymmärryksen tuottamiseksi.

Claude Elwood Shannon, yhdysvaltalainen matemaatikko julkisti informaatioteorian v.1948, hänen teoriassaan mainitaan kaksi seikkaa; kuinka tehokkaasti tietoa voidaan pakata ja kuinka paljon tietoa voidaan siirtää virheettömästi. Tietoliikenteen digitaalinen signaalinkäsittely pyrkii mm. matemaattisesti suodattamaan vastaanotettuja signaaleita siten, että signaaliin piilotettu alkuperäinen sanoma saadaan mahdollisimman luotettavasti ilmaistua, pyrkii yksinkertaisuuteen, jotta signaaliprosessorit ja piirit olisivat mahdollisimman edullisia ja toimisivat reaaliajassa sekä oppimaan ja muuntautumaan ympäristöön adaptiivisesti Wikipedian mukaan.

Informaatiologistiikka pyrkii informaatiodatan suorittamiseen ja toimittamiseen resursseja säästäen pyrkimyksenä tuottaa kulloinkin oikea tieto oikeaan aikaan oikeiden henkilöiden, organisaatioiden tai järjestelmien saataville.(Wikipedia)

Tietoliikenne perustuu tietokoneiden ja tietoteknisten laitteiden muodostamiin verkkoihin Internettiin ja sen TCP/IP protokollaperheeseen.

Nykyisen tietoliikennetekniikan on mahdollistanut kvanttiteoria, fysiikan teoria, jossa käytetään Planckin vakiota. Italialainen teoreettinen fyysikko Carlo Rovelli kertoo kirjassaan  kuinka saksalainen fyysikko Max Planck yritti laskea sähkömagneettisen kentän taspainotilan kuumassa laatikossa, hän oletti, että sähkökentän energia on jakautunut kvanteiksi eli pieniksi paketeiksi, energiatiivistymiksi, taajudella v kunkin pienen kvanttipaketin energia on E =hv, tämä on ensimmäinen kvanttimekaniikan kaava:  h on uusi vakio, jota kutsutaan Planckin vakioksi.  Pakettien koon Planck oletti riippuvan sähkömagneettisten aaltojen taajuudesta eli niiden väristä. Viisi vuotta myöhemmin  Albert Einstein oivalsi Planckin energiapaketit todellisiksi, jonka hän kertoi vuonna 1905 artikkelissaan "Annalen der Physik" tämän Rovelli kertoo kvanttimekaniikan todelliseksi syntymähetkeksi, artikkelissa Einstein osoitti, että valo koostuu pienistä valohiukkasista, joka on eräs valosähkön ilmiö, jotkin aineet synnyttävät heikon sähkövirran, kun niihin osuu valoa, nykyisin ilmiötä käytetään esimerkiksi valokennoissa automaattiovissa. Kirjan mukaan englantilainen Paul Adrien Maurice Dirac, jota pidetään Einsteinin jälkeen 1900 luvun tärkeimpänä fyysikkona, kehitti nykyisen kvanttimekaniikan, jota insinöörit, kemistit ja molekyylibiologit käyttävät. Kaikki nykyiset digitaaliset tekniset laitteet ja verkot ja sovellukset ovat kvanttimekaniikan tuotosta.

Planckin vakio on modernissa nykyfysiikasssa ja etenkin kvanttimekaniikassa, usein vastaantuleva luonnonvakio, jonka arvo on h= 6,62607015 x 10 potenssin -34 J x s eli                  h= 6,62607015 x kgm potenssiin 2 jaettuna s. Selvyyden vuoksi tuon yksiköt tähän, jotta tulisi esiin niiden pienuus, Planckin pituus 

I p   =      1,616252(81) · 10-35 m  

Vakio nimetty Max Planckin mukaan, joka vuonna 1900 oletti, että sähkömagneettinen säteily syntyy tietyn suuruisina kvantteina, joiden energia on suoraan verrannollinen säteilyn taajuuteen. Tämän ilmaisee lauseke    E=hf, jossa E on kvantin eli fotonin energia, h Planckin vakio ja f säteilyn taajuus. Redusoitu Planckin vakio tai Diracin vakio  käyttää h:n sijasta johdannaista ћ, jonka määritelmä on   h  jaettuna 2 pii.

Wikipedia kertoo, kuinka kvanttifysiikkaa nimitetään kvanttimekaniikaksi, joka on ensimmäinen kvantisoitu teoria, jossa hiukkasten ominaisuudet ovat kvantittuneet mutta hiukkasluvut, kentät ja perusvuorovaikutukset eivät. Kvanttikenttäteoriassa gravitaatiota lukuunottamatta, kaikki muut hiukkasten ominaisuudet ovat kvantittuneet, kvanttisähködynamiikka, kvanttiväridynamiikka ja sähköheikkoteoria ovat esimerkkejä suppean suhteellisuusteorian kvantisoineista teorioista ja nämä kolme muodostavat hiukkasfysiikan standardimallin. Kvanttigravitaatio on vielä hypoteettinen kolmas kvantisoitu teoria "Kaiken teoria", siinä Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria ja gravitaatio on kvantisoitu; tutkittavia teorioita ovat mm. M-teoria, Säieteoria ja lisäksi Silmukkakvanttigravitaatioteoria Carlo Rovellin kirjan mukaan.

Rovelli esittää, kuinka kvanttimekaniikka kertoo maailmasta sen, että informaatio on äärellistä, sen hiukkasluonteen, aine ja valo on erillisinä paketteina, indetermismin maailma on joukko tapahtumia toisiaan seuraavia kvanttitapahtumia, irrallisia, hiukkasmaisia ja yksittäisiä ja relationaalisia; teoria ei kuvaa miten asiat ovat vaan miten ne tapahtuvat ja miten ne ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Tutkittavan silmukkakvanttigravitaatioteorian mukaan avaruus ei ole jatkuva, eikä sitä voi jakaa loputtomattomasti osiin, se koostuu "avaruuden atomeista", jotka ovat äärimmäisen pieniä; pienimmän atomiytimen miljardisosan miljardisosan kokoisia, on siis olemassa tilavuuden pienin mahdollisen kvantti; avaruuden alkeisjyväset. Avaruuden kvanttiverkostoja kuvaavien verkkojen tärkeät piirteet ovat solmujen tilavuudet ja linkkien puoliluvut. Verkko, jossa nämä luvut ovat, on nimeltään Spinverkosto, se edustaa painovoimakentän kvanttitilaa eli avaruuden yhtä mahdollista kvanttitilaa; rakeista avaruutta, jossa pinta-ala ja tilavuus ovat epäjatkuvia. Fotonit ovat olemassa avaruudessa, niitä luonnehtii sijainti, sen sijaan avaruuskvanteilla ei ole paikkaa, ne muodostavat "paikan" avaruuden, informaatio siitä, mitä muita kvantteja niiden lähellä on, mikä kvantti on minkäkin vieressä. Verkon linkit kuvaavat edellämainittua, ne ovat kaksi avaruuden jyvästä, jotka ovat yhteydessä toisiinsa ja niiden "kosketus" muodostaa avaruuden, siis solmujen ja linkkien kuvaamat gravitaatiokvantit ovat avaruus. 

Sähkömagneettinen säteily on energian aaltoina etenevää virtausta tietyn suuruisina pulsseina, joita kutsutaan säteilykvanteiksi eli fotoneiksi. Sähkömagneettiseet aallot muodostuvat nopeasti värähtelevistä sähkö- ja magneettikentistä, pulssien värähtely tapahtuu säteilyn etenemissuuntaan vastaan kohtisuorasti kaikkiin suuntiin. Sähkömagneettinen säteily saa alkunsa siitä, että atomi vastaanottaa ulkopuolista energiaa, atomi absorboi fotoneja, mikä johtaa atomin virittymiseen eli joku elektroneista hyppää ylemmälle energiakehälle, sitten elektroni hyppää alimmalle vapaalle kehälle luovuttaen säteilyä eli fotoneja, kvanttiteorian mukaan säteily on kvantittunut. Sähkömagneettinen säteily jaotellaan aallonpituuden mukaan eri osa-alueisiin; radioaallot, mikroaallot, infrapunasäteily, valo, ultraviolettisäteily, röntgensäteily ja gammasäteily, nämä muodostavat sähkömagneettisen spektrin. Sähkömagneettiset aallot kulkevat tyhjiössä taajuudestaan riippumatta vakionopeudella, valonnopeudellakin.

Sähkömagneettisen säteilyn hiukkaset ovat keskenään vuorovaikutuksessa; kun hiukkaset ovat samanmerkkisiä (+ ja -) ne hylkivät toisiaan ja kun erimerkkisiä, vetävät toisiaan puoleensa. Jos sähkömagneettiset hiukkaset ovat vielä keskenään liikkeessä toisiinsa, vaikuttavat niihin myös magneettiset voimat. Perushiukkanen protoni on varaukseltaan positiivinen ja elektroni on negatiivinen, niiden välinen keskinäinen vetovoima pitää atomin koossa. Sähkömagneettinen vuorovaikutus saa eri tavoin aikaan atomien välillä vallitsevat kemialliset sidosvoimat ja ne pitävät koossa myös molekyylejä ja kaikkia tunnettuja aineita. Protonin ja elektronin välinen sähkömagneettinen vuorovaikutus on 1039  voimakkaampi kuin niiden välinen gravitaatiovaikutus. Sähkömagneettinen voima on 10 000 miljardia miljardia miljardia miljardia -kertaisesti voimakkaampi voima verrattuna painovoimaan, me emme huomaa sitä, koska se yleensä on tasapainossa plus ja miinus hiukkasvoimia yhtä paljon, mutta välillä luonto antaa näytteen sen voimasta kuten ukkosmyrskyssä salamoidessa, salaman ympärillä olevat ilmahiukkaset saavuttavat 30 000 C asteen lämpötilan, viisi kertaa kuumemman kuin auringon pinta. Voima on todellinen ja ihminen on osa sitä, kun on rakennettu näistä hiukkasista - atomeista ja olemme näin osa avaruutta.

Voimahiukkaset jaetaan neljään eri ryhmään:

Painovoima se on siis neljästä voimasta heikoin, vaikuttaa pitkilläkin matkoilla, on aina vetovoima, painovoimahiukkasta kutsutaan gravitoniksi. Sähkömagneettinenvoima, joka vaikuttaa sähköisesti varautuneiden hiukkasten välillä;kvarkkien ja elektronien välittäjähiukkaset ovat fotonit. Heikko ydinvoima, heikko vuorovaikutus, heikkovoima säätelee radioaktiivisia tapahtumia, vuorovaikutus voidaan yhdistä sähkömagneettiseen voimaan, heikkoa ydinvoimaa välittäviä hiukkasia kutsutaan välibosoniksi. Vahva ydinvoima, vahvavoima, värivoima tai vahva vuorovaikutus pitää protonin ja neutronin kvarkit yhdessä ja sen ansiosta atomiytimen protonit ja neutronit voivat muodostaa atomiytimiä, tämän voiman välittäjä lienee hiukkanen, jota kutsutaan gluoniksi.

Ydinvoima perustuu atomiytimien sidosenergian vapautumiseen fissio- tai fuusioreaktiossa tai muissa ydinreaktioissa kuten radioaktiivisessa hajoamisessa, tuotannossa osa ydinpolttoaineen atomien massasta muuttuu energiaksi. Vapautuneen energian määrä voidaan ilmaista Albert Einsteinin yhtälöllä E= mc2. Ydinvoima perustuu vahvaan vuorovaikutukseen fissio- ja fuusiorekatiossa ja heikkoon vuorovaikutukseen radioaktiivisuuden käytössä energian lähteenä. Fissioreaktiossa atomeita halkaistaan ja fuusioreaktiossa niitä yhdistetään.

Käytännön sovelluksia sähkömagneettisella voimalla ovat lääketieteellisissä tutkimuksissa käytetyt magneettikuvaukset ja aivomagneettikäyrä eli magnetoenkefalografia MEG, aivojen sähköisen toiminnan tuottamia magneettikenttiä mittaava kuvantamismenetelmä. Wikipediassa kerrotaan, että aivojen toiminta perustuu hermosolujen sähkökemialliseen viestintään; MEG mittaa aivojen ulkopuolella olevia heikkoja magneettikenttiä, joita synnyttävät hermosoluviestintään liittyvät sähkövirrat, näin aivojen toimintaa voidaan seurata hyvin suurella tarkkuudella. MEG antaa tietoja siitä milloin ja millä aivojen alueella tapahtuu vilkasta hermosoluviestintää, kun tutkittava henkilö tekee annettua tehtävää, esimerkiksi lukee sanoja.

Positroni on elektronin antihiukkanen eli antimateria. Positroni voi muodostua parinmuodostamis- ja parintuhoamisprosessissa. Annihilaatioksi kutsutaan reaktiota, jossa hiukkanen kohtaa antihiukkasen ja molemmat muuttuvat gammasäteilyksi. Positroneja syntyy myös positroniemissiossa, eräs betasäteilynmuoto. Positroneja käytetään hiukkaskiihdyttimessä, jossa ne törmäytetään elektroneihin. Lääketieteessä positroneja käytetään positroniemissiotomografiassa (PET), jolla voidaan kuvantaa kehon elimiä ja niitä käytetään myös materiatutkimuksissa positroniannihilaatiospektroskopiassa (PAS).

Ihmisen tekeminen tuottaa aivoissa sähkömagneettista viestintää, jota siis voidaan mitata, mielestäni tästä seuraa, että ajattelu on energiaa, jota voidaan kuvata tai mitata ulkopuolelta eli todellista viestintää, vaikka ei käyttäisi sanoja lainkaan, ei olisi näkyvää tai kuuluvaa. Olemme keskellä avaruutta, spinverkostoja, jossa viestit pilveilevät verkkoina ympärillämme. Tämä tarkoittaa mielestäni sitä, että tietoisena ihmisenä olisimme vastuussa paitsi sanoistamme ja teoistamme myös ajatuksistamme.

Maailmassa on lukuisia esimerkkejä, kun yhdenmukaista viestintää käyttää laajasti joukoissa, siitä voi seurata hyvää tai pahaa, hyviä esimerkkejä on kuten kansanliikkeet vääryyttä vastaan, Mahatma Gandhi pystyi ilman väkivaltaa motivoimaan kansakunnan ja saamaan sille itsenäisyyden, toisaalta Hitler pystyi tuhoamaan suuria määriä kansanjoukkoja. Hyvä esimerkki on tuloksellisellinen urheiluvalmennus, kuinka hyvä vetäjä kykenee saamaan joukkonsa voittoon jääkiekossa, jalkapallossa tai muussa lajissa tai kuinka hyvä yritysjohtaja kykenee motivoimaan joukkonsa hyvään tulokseen. Myös julkinen viestintä voi viestiä myönteisiä asioita, joilla kansat voivat saavuttaa hyviä asioita tai joutua kärsimään vahingollisesta viestimisestä. Nykytietämyksen mukaan tästä seuraa, että emme ole siis vastuussa  vain sanoistamme ja teoistamme vaan myös ajatuksistamme, joita voidaan mitata. Hyvät ja  rakentavat ajatukset tuottavat hyvää kehitystä, huonot ajatukset vahingoittavat tai estävät sitä.

Arja Kolehmainen Fuengirola 12.04.2020 Fuengirola

Lähteet: Todellisuus ei ole sitä miltä se näyttää, Silmukkakvanttigravitaatioteoria Carlo Rovelli, Wikipedia, Stephen Hawkin Ajan lyhyt historia