Kiinalaiskirjailija Cixin Liun science fiction -eepos  Kolmen kappaleen probleema käynnistyy visaisella mysteerillä. Tutkijat ja etenkin fyysikot ympäri maailmaa ovat lannistuneet tieteellisen tutkimuksen haasteiden kanssa ja osa on päätynyt jopa epätoivon hetkellä itsemurhaan. Kun asiaa tutkiva etsivä kaivelee asiaa tarkemmin, käy ilmi, että täysin yllättäen fysiikan lait ovat lakanneet toimimasta. Toisin sanoen, hiukkaskiihdyttimissä ja muissa laboratoriolaitteissa tehdyt kokeet eivät yllättäen enää vastaakaan fysiikan teorioita ja lakeja. Tieteilijät ovat ihmeissään. 

Lopulta syyksi selviää ulkoavaruuden olioiden maahan lähettämä sofoni – tekoälyn ohjaama alkeishiukkanen, joka pystyy vakoilemaan kaikkea ihmisten viestintää, sotkemaan tieteelliset kokeet tai vaikkapa piirtämään silmän pinnalle viestejä. Vastaanotettuaan maasta radiolähetyksen, Trisolaris-planeetan oliot ovat lähettäneet laivaston maata kohti. Koska sen saapumisessa menee vuosikausia, avaruusoliot ovat oivaltaneet, että meidän tieteellinen kehityksemme tulee pysäyttää – muutenhan voi olla, että kun valloituslaivasto saapuu, olemmekin kehittyneet avaruusolioita pidemmällle. Tästä syystä he ovat lähettäneet sofonit maahan. Tilanne vaikuttaa toivottomalta – onko tiede lakannut lopullisesti toimimasta ja onko ihmiskunnan kehitys pyshätynyt tähän?

Nykytodellisuudessa painimme hieman samanlaisen ongelman parissa – sillä erotuksella, että avaruusolioiden lähettämien alkeishiukkasten sijaan tieteellinen ennustaminen muuttuu jatkuvasti haastavammaksi siksi, että maailma muuttuu koko ajan monimutkaisemmaksi.

Jo antiikin kreikasta asti vallitsi toivetila siitä, että jonain päivänä osaisimme selittää ihan kaiken. 1900-luvulla tämä ideaali sai kuitenkin perustavanlaatuisia kolhuja Gödelin epätäydellisyysteoreemasta, Tarskin metatasoja pursuavasta totuusteoriasta ja Alan Turingin tietokoneiden alkuajatuksena toimineesta Turingin koneen keskeytysongelmasta. Nämä ja monet muut näkökulmat osoittavat, ettei lopullista totuutta voida koskaan ilmaista jäännöksettä – aina on joitain kysymyksiä tai väitteitä, joita ei voida ratkaista muuten kuin siirtymällä käytössä olevan teorian tai mallin ulkopuolelle.

Wolfram Alpha -alustastaan tunnetuksi tullut fyysikko Stephen Wolfram esittää, että perusongelma kaikessa tutkimuksessa on, että havainto tiivistää aina todellisuudessa mutkikkaampia ilmiöitä. Jos vaikka pudotat pallon korkealta ja mittaat, että se kiihtyy 9,81 sekuntia per metrin neliö, olet todellisuudessa tiviistänyt tähän teoreettiseen huomioon valtavan määrän informaatiota, joka ei sisälly itse havaintoon. Esimerkkisi pallon muodostavien molekyylien ja atomien rakenteen tai vaikkapa ilmamolekyylien koostumuksen ja liikkeen.

Tässä onkin tieteellisen tutkimuksen yksi keskeisimpiä vaatimuksia: kyky tiivistää teoriaan ja ennusteeseen ne muuttujat, jotka ovat ennusteen kannalta oikeasti olennaisia – mutta ei yhtään enempää tai vähempää. Tähän perustuu myös Vilhelm Occamilaisen kuulu partaveitsi: jos kaksi teoriaa selittää ilmiön yhtä hyvin (eli suomeksi ennustaa mitä siitä seuraa), tulee valita niistä yksinkertaisempi.

Mutta mitäs nyt sitten kun maailma muuttuu alati monimutkaisemmaksi? Kun merkityksellisiä – siis ennustamisen kannalta olennaisia – muuttujia on yhä enemmän ja enemmän?

Tieteellinen metodi pyrkii niputtamaan yhteen joukon havaintoja ja löytämään teorian, jonka avulla tämän tyyppisiä havaintoja voidaan ennustaa myöhemmin tilastollisin menetelmin. Jos on todettu, että kaikki tähän asti havaitut tuhat joutsenta ovat valkoisia, tutkija luo teorian: “joutsenet ovat valkoisia”. Tai jos on todettu, että vain 10% koronarokotteen saanutta potilasta sairastaa vakavan taudin, mutta sairaalahoitoa tarvitsevista potilaista rokottamattomia on 80%, tutkimus mahdollistaa teorian: “koronarokote ehkäisee vaikeaa tautimuotoa”.

Tiede ei kuitenkaan kerro lopullisia totuuksia. Mitä mutkikkaammasta ilmiöstä on kyse, sitä heikommin tilastolliset menetelmät edistävät ennustamista. Kun kyse on ilmiöistä, joissa tuntemattomia muuttujia on miljoonia – esimerkiksi talous, teknologia, geopolitiikkka – on tilastollinen ennuste yhä useammin väärin. Tämä johtuu siitä, ettei yhdenkään teorian ennustusvoima ole 100% – vaan ennusteen ulkopuolelle jää aina ääri-ilmiöitä, joihin ennuste ei pure. Erityisen monimutkaisten ilmiökimppujen – esimerkiksi sellaisten, jotka liittyvät talouteen, teknologiaan ja geopolitiikkaan – kohdalla ennustaminen on päivä päivältä vaikeampaa. 

Jokainen tieteellinen teoria pyrkii ennustamaan ilmiön tai ilmiökimpun todennäköisyyttä jossakin suhteessa ilmiön intensiteettiin. Ennusteen ulkopuolelle – eli harmaiden katkoviivojen vasemmalle ja oikealle puolelle – jäävät aina äärimmäisen epätodennäköiset matalan intensiteetin ja korkean intensiteetin ilmiöt.

Tämä johtuu ensinnäkin siitä, että itse ilmiökimppujen sisällä – sanotaan vaikkapa tekoäly tai suurvaltapolitiikka – on alati kasvavavaa volatiliteettia eli epävakaisuutta. Tuntemattomia tuntemattomia on yhä enemmän. Lisäksi jokainen uusi muutos – kielimallien kehitys tai Trumpin toinen presidenttikausi – luo vielä voimakkaampia takaisinkytkentöjä, jotka keikuttavat venettä entisestään. Kun soppaan heitetään vielä se, että nämä ilmiökokonaisuudet – teknologia, geopolitiikka ja globaali talous – vielä ruokkivat toinen toisiaan, on siis jatkuvasti todennäköisempää, että jotain epätodennäköistä tapahtuu seuraavaksi.

Tieteelliset teoriat perustuvat pyrkimykseen luoda ennustepuitteet sille, millä intensiteetillä käsiteltävä ilmiö esiintyy. Epidemiaennusteet povaavat, että tänä syksynä esiintyy taas joukko flunsaviruksia, mukana luultavasti myös erilaisia koronavariantteja. Ennusteen ulkopuolelle jää tilanne, jossa viruksia ei esiinnykään tai ne ovat niin heikkoja ettei kukaan sairastu – sekä vuoden 2020 tilanne, jossa yksi koronavariantti olikin kuolettava. Talousennusteet povaavat talouskasvulle jonkinlaista maltillista vaihteluväliä; huomioimatta jäävät sekä totaalinen talousromahdus että myöskin räjähdysmäinen kasvu. ADHD-tutkimukset luovat käsityksen tapausten toteutuneesta esiintymistiheydestä tutkimusaineistoon pohjaten. Teoria ei huomioi tilanteita, joissa ensi vuonna ADHD-diagnooseja ei tehdä lainkaan – tai niitä tehdään moninkertaisesti ennustetta enemmän. Ja niin edelleen.

Tarkoittaako tämä siis sitä, että populistit ovat oikeassa, tiede on kuollut ja jokaisen kannattaa “tehdä oma tutkimuksensa” – eli googlata mielipiteensä tai etsiä niille vahvistusta Vauva.fi:stä ja Ylilauta-foorumista? Ei tietenkään. Tiede toimii kyllä – yleensä. Eli jos nyt vaikka pitäisi veikata, miltä näyttävät osakekurssit, maailmantilanne tai teknologia ensi maaliskuussa, luultavaa on, että todellisuus vastaa suurimmassa osassa tapauksista ennusteita. Paitsi ehkä yhdessä tai kahdessa. Ongelmana on kuitenkin, ettei kukaan meistä – etenkään parhaimmat akateemiset asiantuntijat – pysty sanomaan, missä kohtaa ennuste falskaa. Asiantuntijuus kun on nimenomaan sitä todennäköisimpien todennäköisyyksien ennustamista parhaiden teorioiden nojalla. Silloin kun todellisuus vetää teorian litteäksi, akateemisen asantuntijuuden arvo on olematon.

Suurimman osan meistä kannattaa kuitenkin suurimman osan aikaa luottaa suurimpaan osaan tieteellisiä teorioita. Ainakin enemmän kuin vauva.fi -keskusteluun. 

Vaikka on luultavaa, että jokin tieteellinen teoria kohtaa jonkin mullistavan ääri-ilmiön, on todennäköistä, että suurin osa teorioista pitää kuitenkin paikkansa.

On kuitenkin yksi erityistilanne, jossa sinun saattaa kannattaa luottaa enemmän omaan ajatteluusi kuin tutkimukseen. Nimittäin jos intuitiivinen ajattelukykysi synnyttää oivalluksen, joka on ristiriidassa tutkimustiedon kanssa. Intuitioiden kanssa pitää kuitenkin olla varovainen, koska kyse ei ole mistä tahansa päähänpistoista. Intuitiolla on kolme avainkriteeriä: päätöksen täytyy koskea elämänaluetta, jolla on ennustettavuutta, päätöksen täytyy koskea elämänaluetta, jossa sinulla on mittava ja monipuolinen kokemus ja päätöksen täytyy koskea elämänaluetta, jossa aktiivisena eivät ole perustavanlaatuiset viettitoiminnot: syöminen, suvunjatkaminen tai reviirin puolustaminen.

Jos nämä kolme ehtoa täyttyvät, on mahdollista, että intuitiosi on osunut johnkin sellaiseen oivallukseen, jota tilastolliset menetelmät eivät tavoita.

Kuitenkin suurin osa mullistavista tapahtumista on sellaisia, joita on mahdoton ennustaa en enempää tilastollisesti kuin intuitiivisesti. Tästä syystä meidän pitääkin nähdäkseni päivittää kokonaan tapamme suhtautua ennustamiseen ja opetella aivan uudenlaisia ajattelutapoja ja ajattelun työkaluja, joiden avulla voimme säilyttää toimintakyvyn myös silloin kun yllätys osuu kohdalle. Erityisen arvokasta on nähdäkseni perehtyä Nassim Talebin esittelemään antifragiliteetin käsitteeseen.

Myös Cixin Liun Kolmen kappaleen probleeman avainhaaste alkoi ratketa nimenomaan taitavan ajattelun avulla. Vaikkeivät hiukkaskiihdyttimet enää toimineet vanhaan malliin, ihmiset valitsivat joukostaan kourallisen ajattelijoita, joiden tehtävänä oli pyrkiä löytämään ratkaisu ihmiskuntaa piinanneeseen ongelmaan. Lopulta nämä seinänkohtaajat löysivätkin tavan pysäyttää trisolarislaisten valtausreissun.