Marek Strandberg: külm tuumasüntees köögilaual

Energeetika on igal ajal kuum teema. Ja aina kuumemaks läheb, kuna hinnanguliselt ei jätku naftat ega muid fossiilseid energiakandjaid enam kuigi kauaks. Uusi lahendusi otsitakse, mõnikord tundub, et ka leitakse. Mõni leid leiab koha ajaloos kui ilmekas näide eksivast inimlikust meelest, kus soovmõtlemine ja unistused helgest tulevikust põrkuvad karmi reaalsuse ja teaduspõhisusega.

Tähelepanelik lugeja viitas skeptik.ee-le, et Klassikaraadios sai 13. veebruaril kuuldavaks Peeter Liivi juhitud saade Roheline Energia, kus Mart Vihmand, Raivo Pennaste ja Enn Kaljo räägivad mõningase reaalsusseosega moodsaid muinasjutte vabaenergiast (priienergia, free energy, nullpunkti energia või lihtsalt igiliikur). Huvitav saade, mis annab lühida sissevaate energiateemalisse mullimaailma.

Seda põnevam oli mul lugeda Carl Sagani raamatu Deemonitest vaevatud maailm järelsõnas Marek Strandbergi lugu sellest, kuidas Pons-Fleischmann’i kõmuline köögilauatuumasünteesi katse Eestis oma elu elama hakkas.

Heade lugemist!

Lugu on avaldatud autori ja kirjastuse Valgus lahkel loal.

Toimetulemisest teadmatuga

Marek Strandberg

Ebateaduse seeme – erinevalt kahtlevast ja kaalutlevast teaduslikust teadmisest – leiab massikommunikatsiooni viljakas pinnases alati koha, kus absoluutse tõe kuulutajana kosuda. Skandaal müüb, ebateaduse kõikmõeldavad veidrad avaldumisvormid on leidnud väljundi nii riiklikes kui erameediakanaleis. Küllap on osalt põhjuseks seegi, et teadust ühelt poolt heroiseeritakse ja teisalt kiputakse ülemäära lihtsustama. Sellist lihtsustamist tavatsetakse sageli nimetada teaduse populariseerimiseks, kuid teaduse juurde juhatavate õpetlike lugudega on populistlikul teadusülistusel
vähe pistmist.

Carl Sagani raamat “Deemonitest vaevatud maailm” annab teile loodetavasti märke ning juhiseid selle kohta, mida kujutab endast teadus kui meetod ning teadus kui institutsioon. Loodetavasti saab teaduslik meetod teile pärast selle raamatu lugemist üheks võimalikuks teenäitajaks, mis aitab toime tulla nende nappide teadmistega, mis meil olemas on.

Sageli näib teadus absoluutne ja eksimatu. Teaduse viljadena on näidatud küll aatomipomme ja tuumareaktoreid, küll kosmoselaevu ja kes teab veel mida. Kas loodust ja maailma allutav inimene on teaduse toode või ikkagi müüt ja muinaslugu?

Lugudeta on raske elada, lood on kultuuri pärisosa. Kuid enamik muinaslugusid ja müüte ei ole teaduslikud ning neid ei saa teaduslikkuse puudumise tõttu kritiseerida. Poeesia, proosa, muusika – kõik see kasvatab pigem inimese emotsionaalset intelligentsust ning kindlasti ka seoste loomise võimet.

Kas teadus välistab müüdid ja muinasjutud? Kaugel sellest, kuid teadus välistab kindlasti selle, et võtta neid sõna-sõnalt kui muutumatu maailma alustalasid. Nii piiblitekstis kui ka muinasjutus hundist ja seitsmest kitsetallestki on oma moraal, allegooriad ning assotsiatsioonid. See mõjub inimestele, inimesed oskavad hinnata nende lugude mõju. Teaduslikud tekstid seevastu ei ülista absoluutset, vaid neis kaheldakse – igal hetkel, kui mitte kõiges, siis paljuski.

Lisaks nõudele, et teaduslik teooria peab olema nii ennustamis- kui kirjeldamisvõimeline (verifitseeritav), peab selles tekstis sisalduma ka nende piiride, olude ja tingimuste kirjeldus, millistel juhtudel see teooria ei toimi (falsifitseeritavuse põhimõte). Müüdid ja muinaslood on seevastu igavikulised.

Seega on selge, et kõik inimese elus ja toiminguis ei saa ega peagi olema teaduslik. Mis siis on see müstiline “teadus” mille kõikvõimsusest kipuvad sageli rääkima teadusinstitutsioonide esindajad ja poliitolendidki? Ladina keeli tähendab scientia teadmist, seega ongi teadus kui meetod vahendiks, et leida teadmist ja eraldada seda mitteteadmisest.

Teadus on ka aluseks küllaltki vabameelsele ilmavaatele, sest teaduslik tõde on loomult muutlik. Teadus on mõnevõrra erinev muudest lugude loomise meetoditest, kuna pärast mudeli, hüpoteesi või teooria kirjeldamist (mis kõik on ju aukartustäratava auraga mõisted) oodatakse enne tõekuulutamist ka katse või vaatluse tulemust.

Just teooriate ning hüpoteeside kirjeldamis- ning ennustamisvõime annavad neile teadusliku kaalu. Väide jääb paljasõnaliseks, kui need, kel oskusi ja pealehakkamist, ei suuda sellele katselist ja korratavat kinnitust leida. Kuid ka katsest võib saada müüt ja mustkunstitrikk! Minulgi on selles osas isiklik kogemus, mida siinkohal ka jagan.

1989. aastal avaldasid Utah’ Ülikooli teadlased Martin Fleischmann ja Stanley Pons artikli, milles kirjeldasid elektrokeemilist eksperimenti, mille abil neil olla õnnestunud raske vee elektrolüüsil neutroneid tekitada. Jutt oli nn külmast tuumasünteesist.

Tuumasüntees, mis on nii Päikese kui termotuumapommi energeetiliseks aluseks, toimub ülikõrgetel temperatuuridel. Selleks, et kergematest vesinikuaatomi tuumadest tekiksid heeliumi tuumad ning massivahest üle jääv energia vabaneks, on vaja kümnetesse miljonitesse kelvinitesse küündivat temperatuuri. Selline temperatuur on looduses olemas näiteks tähtedel ning Maal vesinikupommis, mille sütikuks on tuumade lagunemisel töötav tuumapomm. Juba ligemale pool sajandit üritatakse luua juhitavat termotuumareaktsiooni, mille korral kõrge temperatuuri allikaks on plasma, mida hoitakse magnetite vahel.

Juhitava termotuumareaktsiooni ja selle tehnilise teostamise peale on kulutatud miljardite kaupa väärtuslikku valuutat ja kulutatakse ka edaspidi.

Pallaadiumi, vesiniku ja heeliumi eksperimentaalne sidumine pole aga teaduses sugugi uus. Juba 1926. aastal teatasid sakslased Paneth ja Peters, et neil on õnnestunud peentele pallaadiumiosakestele vesinikku juhtides heeliumi saada. Hiljem nad loobusid oma väiteist, kuna nad olevat siiski määranud heeliumi õhust, mitte seda ise loonud. Tõde muutus (nagu teaduses ikka kombeks), kuid müüt sellest jäi ja toimis ilmselt ka edaspidi.

1927. aastal patenteeris rootslane Tandberg elektrokeemilise meetodi vesinikust heeliumi saamiseks, nagu ka kasutatava reaktsioonienergia saamiseks. Seoses Panethi ning Petersi taandumisega oma avastusest lükati tagasi ka Tandbergi patenditaotlus.

Sellest aspektist on igati mõistetav suur tähelepanu, mida Ponsi ja Fleischmanni avaldatu tekitas. Toatemperatuur ja lihtne seade ning energiat tuleb mis mühin! Vürtsi lisas asjale ka artiklis kirjeldatud plahvatus, mis pidi olema eriti märkimisväärse energiahulga vabanemise tunnus. Plahvatuses olevat elektroodina kasutatud sentimeetrise servapikkusega palladiumkuupi.

Mina olin toona poole aasta eest Tartu Ülikooli keemikuna lõpetanud ja töötasin sealsamas õppejõu ja teadurina ning mu hea tuttav Priit Truusalu töötas Tartu Füüsikainstituudi teadurina. Mood mõjutab inimest ja ka teadustegevuses näikse olevat omad moed. Et teema oli “kuum”, siis tundus see meilegi huvitav. Truusalu oli hea pea ja osavate kätega eksperimentaator ja nii saigi kokku lepitud, et üritame samalaadse reaktori ka ise valmis ehitada. Samal ajal, vaid mõne kuu jooksul pärast Ponsi-Fleischmanni artiklit, tuli aina uusi teateid õnnestunud “külmafusioonidest”. Ega meiegi polnud Eestis ainsad, keda sedalaadi uurimistöö oli ahvatlenud. Ühes Tallinnagi uurimisasutuses süveneti külmsünteesi temaatikasse ja sealsete inimestega suheldes kuulsime neiltki salapära ja eufemismidega vürtsitatud jutte õnnestumistest.

Koguni õhtune Moskva uudistesaade “Vremja” esitas toona kord uudislõigu Nõukogude akadeemikust, taustaks mulisev kaadervärk ja saateks akadeemiku jutt, kuidas neil on juba ammu enne Lääne teadlasi õnnestunud läbi viia külmtuumasüntees.

Meie ehitatud reaktorist ei tulnud aga ainsatki oodatud neutronit. Ainult ühel korral märkasime teatud perioodi tagant neutronite jälgi, kuid nende põhjustajaks olid ilmselt üle instituudi lendavad Nõukogude pommilennukid Tartu lennuväljalt. Eredaimaks isiklikuks mälestuseks on berülliumimürgitus, mille sain neutronidetektori tööks vajaliku vahetüki meisterdamisel. Kasutasin küll hingamisteede kaitseks äsja kilepakendist võetud respiraatorit, kuid hilisemal lahtivõtmisel selgus, et sellesse on filtri asemel paigaldatud kokku murtud kasutusjuhend.

Igal juhul meil Truusaluga see katse välja ei tulnud, kuid kavala näoga teadmamehed mujalt aina leelotasid oma mantraid, et neil on see siiski õnnestunud. Enamgi – puudu ei tulnud ka neist, kes juba tulid ennast viisakal moel kaasautoriks pakkuma, kirjeldades oma rolli kas või sedakaudu, et neil oleks mitmeid administratiivseid vahendeid meie uurimistegevuse pärssimiseks. Ja kõik need isikud on ju formaalselt teadlasteks nimetatud.

Me ei osanud oma kogemusega muud peale hakata kui minna ajalehe Edasi (Postimehe eellane) toimetusse, kus Raimu Hanson pärast asja selgitamist nõustus sellest katsest tegema keemikute päevale pühendatud esilehe. 27. mail 1989 ilmuski ajalehes Edasi Friedrich Rannamäe varjunime all laupäevareportaaž “Homme on alkeemikute päev”. Eesliide “al” oli trükitult väikeses kirjas, kuid siiski nähtavalt, et hoolsal lugejal ei tekiks kahtlust, millega on tegu.

Toimunut oli kirjeldatud naljana ning teemat utreeritud sel moel, et jutt käis juba vaat et tootmises olevatest termotuumareaktoritest, millega igaüks võib oma kodus soojust ja elektrit toota. Et needki lugejad maa peale tagasi tuua, kes juttu ehk tõe pähe olid võtnud, lõppes artikkel kirjeldusega, kuidas pärast tuumasünteesi lõppu tekib reaktori põhja ka mõningane kogus kulda!

Juhtus aga see, mida kõige vähem eeldasime: vaatamata huumorimeelsemate kolleegide veenmisele ja selgitustele, et ajaleheartikkel on pigem peen nali kui tõsiselt võetav teadustekst, erutusid mõned Füüsikainstituudi akadeemikud. Ka Tartu Riikliku Ülikooli keemiateaduskonna juhte tabas teatav joovastus. Juhtiv füüsikateoreetik ja toonane Füüsikainstituudi kommunistliku parteirakukese juht nõudis, et Truusalu ebateadlasliku käitumise pärast teadlaste kollektiivist välja heidetaks, ehkki kolleegid olid talle korduvalt selgitanud, et tegemist on naljaga ja lõpuks sai juhtiv teoreetik ka ise aru, et on end tüssata lasknud.

Mida me saame sellest järeldada? Seda, et meil katse ei õnnestunud ja me ei suutnud seda piiratud aja ja võimaluste tõttu korrata, nii nagu Pons ja Fleischmann seda nende endi väitel tegid. Samas saame järeldada seda, et teatud huvidest lähtuvalt kipuvad ka teadlased ja teadusinstitutsioonid deklareerima tulemusi, mida pole saavutatud. Kuigi esmakatsele järgneval perioodil teatasid paljud oma külmsünteesi-alastest õnnestumistest, on enamik tegijatest sel teemal tagasihoidlikult vaikinud.

Kas vandenõu tõttu? Ei, pigem vast ikka seetõttu, et neil puudub häbi- ja autunne – seesama autunne, mis sundis Panethit ja Petersit kolmveerandi sajandi eest oma viga tunnistama. Kas sellise autuse põhjuseks võivad olla ahnus, rahavõim või mis tahes muud asjaolud, on raske öelda, kuid teadus raha pärast on muutunud ühiskonnaelu paratamatuks osaks.

Aga on siis teaduse meetod seetõttu vale? Ja inimene, ka teadlane, pole lõpuni vankumatu oma tõeleidmise tahtes?

Ja kas me saame öelda, et külmtuumasüntees on võimatu, kuna meil Truusaluga see ei õnnestunud? Kaugel sellest! Meil lihtsalt pole tänaseni täit selgust neist asjust ja olude muutumisel võib tõde ilmneda peaaegu samas kohas, kus ta kunagi kaotsi läks.

Ja kas me saame kindlad olla, et kõik, kes ametikoha järgi teadusega kokku puutuvad, loovad teadust? Me ei saa selles kindlad olla. Samas võime väita, et teaduslik teadmine võib pärineda ka isikutelt, kes seisavad teadusest kui institutsioonist väljaspool.

Õnnetul moel on ka ebateaduse mootoriks needsamad faktid ja sündmused, mis teadustki toimimas hoiavad. Kuid neist luuakse müüt, mis hakkab elama omaenda elu. Selles ebateaduslikus masinavärgis leidub alati inimesi, kellel pole piisavalt autunnet, et oma vigu tunnistada ja nii võibki juhtuda, et hakatakse oletama “valitsuste ja mõjukate organisatsioonide vandenõu tõe varjamisel”. Ameerika ajaloolase Antony Suttoni hinnangul on vandenõud loomulikult olemas ja saavad olema ka edaspidi, kuni püsib inimkond. Kuid enamasti ei tule neist eriti midagi välja, inimliku rumaluse ning eksimisvõime tõttu saab vandenõust lõpuks ikka vaid äparduste ning lolluste pundar. Vandenõu on oma ideaalkujus keeruline toimingutekogum, mis sujub ideaalselt vaid meie kujutluses või seiklusjuttudes ja filmides. Igapäevaelu veidruste lahenduseks sobivad maalähedasemad ja inimlikumad (ning lihtsamad) selgitused palju paremini.

Kas frantsiskaani munk William Ockhamist (1295–1349) oli kõikide vandenõude isa, kui ta sõnastas reduktsionistliku põhimõtte entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem – mõisteid (selgitusi) ei pea olema rohkem kui otstarbekas. Teooria on seda õigem, mida napimate väidetega ta nähtusi (eksperimente) kirjeldab – nii kõlab põhimõte, mida tänapäeval tuntakse Ockhami habemenoa nime all, kuigi esmakordselt võttis selle 1852. aastal kasutusele alles Inglise matemaatik William Rowan Hamilton (1805–1865). Ka enamik kirjeldatud vandenõudest seletab juhtumeid võimalikult keerukalt, mitte kui pelgalt juhuseid, eksimusi või rumalusi.

Teadus aitab meil võimalikult hästi toime tulla meie paratamatult puudulike teadmiste ja oskuste raames, toimida oma parima arusaamise järgi ning oma oskuste piiril, kusjuures toimida teadmisega, et homme või isegi juba täna õhtupoolikul võib see arusaam muutuda. Teadus on eksliku ja kahtleva olendi – inimese – üks sotsiaalsetest omadustest. Ehk on see inimese loomupärasele kahtlemisele koguni ainus tugi, mis suudab kestvalt toimida. Nagu demokraatia pole mitte halli massi määramatus, vaid inimkogumi võime aeg-ajalt ka üht-teist säravat ja olulist tähele panna ning korda saata. Teadus on hetkel teada olevatest parim meetod, kuidas puudulike ja pidevalt muutumises olevate teadmistega toime tulla ning kõigist kogutud väidetest tõesemaid teadmisi välja sõeluda.