Savun paino: Kun filosofit "arvasivat" massan säilymislain nojatuolista

 

Massan säilymislaki – tuo kemian peruspilari, jonka mukaan kemiallisessa reaktiossa aineen kokonaismassa ei muutu – tuntuu tänä päivänä itsestäänselvältä. Mutta tiesitkö, että filosofit järkeilivät tämän jo vuosisatoja ennen kuin kukaan vahvisti sen tarkoilla kokeilla? He tekivät sen puhtaasti ajatuksen voimalla, "nojatuolikokeilla".

Jo antiikin Kreikassa, noin 400 eaa., atomistit kuten Demokritos ja Leukippos pohtivat, että maailma koostuu jakamattomista atomeista. He päättelivät loogisesti: mitään ei synny tyhjästä eikä mitään häviä tyhjyyteen. Atomit vain järjestäytyvät uudelleen. Tämä oli puhdasta filosofiaa – ei mikroskooppeja, ei punnuksia.

Hypätään eteenpäin 1700-luvulle. Immanuel Kant, valistuksen ajan jättiläinen, vei ajatuksen uudelle tasolle teoksessaan Puhtaan järjen kritiikki (1781). Hän esitti substanssin (materian) pysyvyyden välttämättömänä ajatuksen ehtona: ilman sitä emme voisi edes kokea maailmaa yhtenäisenä.

Kant havainnollisti asiaa anekdootilla:

"Eräältä filosofilta kysyttiin, paljonko savu painaa. Hän vastasi: "Vähennä palaneen puun painosta jäljelle jääneen tuhkan paino niin saat savun painon". Hän siis oletti olevan kiistatonta, että materia (substanssi) ei häviä edes tulessa, vaan ainoastaan sen muoto muuttuu." (Puhtaan järjen kritiikki s. 156)

Tuo "tuntematon filosofi" oletti intuitiivisesti, että savu – vaikka näkymätön – painaa jotain. Massa ei katoa, se vain muuttuu kaasuksi.

Vasta vuosikymmeniä myöhemmin tämä järkeily sai kokeellisen vahvistuksen. Venäläinen Mihail Lomonosov teki jo 1750-luvulla alustavia kokeita, mutta ranskalainen Antoine Lavoisier popularisoi lain 1770-luvulla äärimmäisen tarkalla koesarjalla. Hän poltti aineita suljetuissa astioissa ja osoitti: massa ennen ja jälkeen on täsmälleen sama. Kaasutkin otettiin huomioon.

Lavoisier kumosi samalla vanhan flogiston-teorian ja loi modernin kemian perustan. Filosofien nojatuoliarvaus osoittautui oikeaksi – mutta nyt mittauksin varmennettuna. Tämä tarina muistuttaa, miten filosofia ja tiede kulkevat käsi kädessä.

Anssi H. Manninen (aka ”Kant II”)

Lue myös: Sitkeä harha: Energiatasapaino = massatasapaino ihmiskehossa?