SYNC - The Emerging Science of Spontaneous Order (Steven Strogatz; Hyperion, 2003)

Steven Strogatz on kirjoittanut mukaansa tempaavan johdatuksen synkronoinin tutkimukseen. Synkronointia on kaikkialla: kuu on lukkiintunut pyörimään samaan tahtiin maan kanssa, sydän sykkii miljoonien hermosolujen yhteisvaikutuksesta ja Malesiassa tuhannet tulikärpäset sykkivät tasatahtia.

Strogatz liikkuu monitieteellisellä alueella, jonka tutkimuskohteet vaihtelevat materiaalifysiikasta ekosysteemeihin ja maailmankaikkeuden rakenteeseen. Keskeinen kysymys on: Miksi luonnossa, jopa kaikkein yksinkertaisimmissa järjestelmissä, tapahtuu spontaania synkronointia?

Strogatz käyttää runsaasti sivuja tulikärpästen synkronoinnin esittelyyn. Hän tuo lukijan koettavaksi hämmentävän mysteerin: Malesian kuumassa yössä tulikärpäset alkavat illan pimennyttyä sykkiä ja hakeutuvat nopeasti samaan rytmiin. Tutkijoille oli järisyttävä kokemus nähdä ilmiö ensimmäisen kerran.

Tulikärpästen synkronointiin haettiin selityksiä monelta suunnalta, eikä raportteihin aluksi uskottu. Eihän tulikärpänen voi olla niin älykäs olento, että se osaa ruveta sykkimään tasatahtia tuhansien lajitovereidensa kanssa. Myöhemmin kirjassa opimme, että synkronisoituminen on väistämätöntä johtuen takaisinkytkennän epälineaarisuudesta.

Strogatz tuo synkronoinnin helposti ymmärrettäväksi antamalla konkreettisia esimerkkejä tutkijoita hämmentäneistä ongelmista ja niiden ratkaisuista. Kaiken taustalta löytyy -- ehkä hiukan yllättäen -- yleispätevä matemaattinen teoria, joka kertoo, että sopivalla tavalla toisiinsa kytketyt epälineaariset systeemit ajautuvat lähes väistämättä synkroniseen tilaan.

Mielenkiintoisia esimerkkejä synkronoinnista löytyy hyvin läheltä. Ihmisen unirytmiä on tutkittu pitkään. Tutkijat alkavat hiljalleen ymmärtää, minkä kaltaisesta järjestelmästä ihmisen unirytmi ja uneen liittyvät ongelmat kumpuavat.

Paikka paikoitellen Strogatz esittää asiat liiankin yksinkertaisina ja varmoina totuuksina. Onko tutkijan helmasynti, että tutkimuksessa halutaan keskittyä rajattuihin totuuksiin ja vältetään kyseenalaistamasta omia argumentteja? Lisäksi lukijalle jää osin epäselväksi, mikä väite perustuu matemaattiseen päättelyyn ja mikä kokeelliseen tai laskennalliseen tutkimukseen.

Pienestä putkinäöstä huolimatta kirjoittaja antaa tilaa myös vastakkaisille näkemyksille. Strogatz ei myöskään väitä, että synkronointi olisi ainoa ja kaikki selittävä tutkimuskohde, vaikka alueelta löytyykin runsaasti tuoreita tuloksia.