Professoriblogissa otetaan kantaa yliopistojen ja tutkimuslaitosten ajankohtaisiin asioihin.

22.9.2021

Tieteellisen työn vaikuttavuudesta

Tutkimuksen ja kehityksen rahoituksesta on jälleen kerran käyty vilkasta keskustelua, jossa muun muassa vaaditaan (nopeasti) vaikuttavia mitattavia tuloksia. Jos niitä on, niin rahoitus ehkä kasvaa tai ei sentään pienene. Jos tuloksia ei ole, niin ei tutkita, ja vaikutukset nähdään vuosia myöhemmin yhteiskunnassa. Metsäteollisuus taisi lopettaa 90-luvulla tarpeettomina ensin investoinnit ja sitten tutkimuksen, kun yhtiöiden tulos ja arvo kasvoivat muutenkin. Romahdus tuli myöhemmin, ja sen myötä tutkimus ja kehitys.

Järjestelmien säädössä on siten viivettä mittaustuloksesta ja sen seurauksena tehdyn korjauksen havaitsemisesta. Mittasimme VTT:n tutkimuksessa 90-luvulla sellutehtaan hivenainepitoisuuksia (silloin kiinnostivat esimerkiksi elohopea ja kadmium) ja niiden tasetta. Puun matka sellutehtaan läpi kestää noin vuorokauden, joten ulostulevasta piti ottaa näytteet vasta vuorokauden kuluessa sisään menevän näytteenotosta. Oikeastaan tilanne on vielä mutkikkaampi, koska tehtaassa on paljon sisäisiä kiertoja: jos tänään säädetään jotain, voi olla että tulokset näkyvät kunnolla vasta viikkojen kuluessa. Vastaavasti olen ollut mittaamassa polttolaitosta, jossa ei edes automaatiotoimittaja uskonut oman automaationsa reagoivan riittävän nopeasti – laitos oli saatu toimimaan, koska mittalaitteen uudelleensijoitus ratkaisi ongelmat.

Esimerkkini tieteellisen työn vaikutuksesta on ilman pienhiukkasten alalta – tutkimus sillä alalla alkoi Suomessa vuonna 1976. Oman graduni otsikko vuodelta 1985 on Aerodisperssit systeemit ja radioaktiivisuus. Hienostelin nimellä, joka olisi voinut olla lyhyesti vaikkapa Radioaktiiviset pienhiukkaset. Gradullani oli kaksi erillistä tavoitetta, joista jälkimmäinen liittyy sanaan radioaktiivisuus: kyse oli radioaktiivisen jalokaasun radonin tytärytimien kiinnittymisestä ilmassa leijuviin pienhiukkasiin. Aika harva tuosta vielä ymmärtää gradun vaikuttavuutta, joka perustui siihen, että nämä tytärytimet ovat kiinteää ainetta, tarttuvat siten pienhiukkasten pinnalle ja pahimmillaan kuljettavat radioaktiivisen hiukkasen keuhkorakkuloiden pinnalle. Ja vielä pitää jatkaa, että radioaktiivisuus on tässä tapauksessa alfasäteilyä, joka pysähtyy hyvin lyhyellä matkalla, eikä siten aiheuta haittaa vaikkapa iholle joutuessaan, eikä oikein edes nieltynä. Keuhkojen limakalvoille päästyään alfasäteily pääsee suoraan vaikuttamaan elävään kudokseen ja edistää siten keuhkosyövän syntymistä. Todella paha yhdistelmä on tupakointi ja radon. Aihepiiri on edelleen radonin osalta ajankohtainen; myös koronavirus pääsee elimistöön samanlaisina pieninä hiukkasina.

Minulla oli kuitenkin toinen ja tärkeämpi vaikuttavuustavoite, joka liittyy sanapariin aerodisperssi systeemi: nykyisin käytetään nimitystä aerosoli, joka on kahdesta osasta koostuva systeemi: pienhiukkaset ja ilma. Aerosolit olivat 1980-luvun puolivälissä gradua kirjoittaessani hyvin pienen joukon kiinnostuksen kohde – lähinnä ajateltiin terveysvaikutuksia, jotka ovatkin osoittautuneet merkittäväksi ympäristöongelmaksi. Ala oli silloin alullaan Suomessa ja maailmalla, ja pyrin tuomaan mallinnukseen (teoreettisen) fysiikan perusosaamista, jonka avulla alan teoriaa saataisiin paremmalle pohjalle. Vaikuttavuustavoite oli siis olemassa, mutta ajatus siitä miten tuollaista osaamista sovellettaisiin, oli aika lailla auki. Kirjoitin vielä lisensiaatintutkimuksen samasta aihepiiristä, ja vaihdoin alani ydinjätteiden loppusijoitukseen, jonka vaikuttavuus tai ainakin tarve lienee helppo ymmärtää.

Fysiikan menetelmien soveltaminen aerosolitutkimukseen Suomessa osoittautui varsinaiseksi menestystarinaksi, jolle ei loppua ole vielä edes näkyvissä. Aerosolit osoittautuivat haitallisten terveysvaikutustensa lisäksi erittäin tärkeäksi osaksi ilmastonmuutosta - niillä on usein myönteinen vaikutus. Suomen metsät myös tuottavat näitä tärkeitä pienhiukkasia, ja näyttävät tuottavan myös muiden maiden metsät; metsien hiukkaset hidastavat lämpenemistä.

Aerosoleja tutkiessani olin teoreettisen fysiikan laitoksella päätoimisena tuntiopettajana, ja kerran muutaman kymmenen oppilaan opetustilanteessa kerroin mitä tutkin, ja perustelin vaikuttavuutta ympäristönsuojelulla. Suurin osa ilmoitti suoraan, että heitä ei tuollainen voisi vähempää kiinnostaa, kun tarjolla on vaikkapa alkeishiukkasfysiikkaa, joka silloin oli varsin kovassa vauhdissa. Jos silloin olisi ollut mahdollista ”Twitter-äänestää” kuten nykyisin, niin luulen, että aerodispersseille systeemeille ei olisi kovin monta tutkimusmarkkaa suositeltu; eikä niitä antaneet tieteen rahoittajatkaan. Tilanne muuttui kuitenkin nopeasti 90-luvun puolivälissä. 80-luvulla alalla oli yksi professori Kuopiossa. Nyt alalla on professoreita ympäri Suomea ja yksi heistä on päässyt akateemikoksi asti.

Toisissa metsäteollisuuden tutkimuksissamme kävi ilmi, että tuotetun sellun laatu muuttuu ajan myötä, mutta säädön hitauden takia muutoksia haluttiin tehdä ehkä kahden kuukauden välein. Tarkan mittauksen takia toki tiedettiin muutoksen suunta ja vaikutus, joten loppuasiakas kykeni korjaamaan muutoksen vaikutuksen omissa prosesseissaan. Tieteellisen työn mittaaminen on paljon vaikeampaa, joten nopeasti tehtyjen rakenteellisten ja rahoitusmuutosten kaikkia seurauksia on mahdoton arvioida. Jos rahoitus pienenee, niin suurella varmuudella myös tieteellisen työn määrä ja laatu alenee. Jos rahoitusta lisätään vain hetkeksi (10 vuotta tai vähemmän), voi hyvin olla, että tulokset eivät vielä näy siinä vaiheessa, kun rahoitus loppuu.

Soveltavassa tutkimuksessa, jota itse pääosin teen, tuloksia ja niiden vaikutuksia usein nähdään jo tutkimusta aloittaessa. Tutkimuksen aikana on tavallista, että työn tilaajan kanssa käydään asioita ja tuloksia läpi kerran kuukaudessa tai jopa useammin. Perustutkimuksessa sen sijaan ei ole yleensä näin selkeitä näkymiä, eikä hankkeen kuluessa rahoittaja valvo työn kulkua samalla tavoin kuin soveltavassa. Arvio tulee jälkikäteen: jos tutkimusryhmä onnistuu saamaan hyviä tuloksia ja julkaisemaan ne, heillä on hyvä toive työnsä jatkumisesta. Jos tuloksia ei ole näyttää, niin myös akateeminen ura saattaa hyvin loppua hankkeen loppuessa.

Joten pidän aika kummallisena esimerkiksi Akatemian rahoittamien hankkeiden kritisointia siinä vaiheessa, kun rahoituspäätös on vasta tehty. Hankkeet ovat yleensä nelivuotisia, joten parempi hetki arviointiin olisi viisi vuotta myöhemmin, kun hankkeen tulokset on julkaistu. Oikeasti uuden tiedon tuottaminen ei yleensä edes yhdessä nelivuotishankkeessa onnistu. Usein sopivampi mittayksikkö olisi vuosikymmen, mistä hyvänä esimerkkinä toimii aerosolitutkimus.

Markku Tuovinen 01.10.2021
Tieteellinen työ tehdään "tutkimuksen markkinapaikoilla" (EU, SN jne.) ja siellä on omat vaatimuksensa arvon luomiselle. Innovaatiot tehdään liiketoiminnan markkinapaikoilla ja vain uusi ja ainutlaatuinen arvo asiakkaalle on olennaista ja sen tavoitteena on tietysti uusi ja skaalautuva liiketoiminta. Akateemisen ja business-maailman yhdistäminen yhteisellä innovaatioprosessilla tai toimintajärjestelmällä on oman näkemykseni mukaan ainoa keino lisätä "tuottavuutta". Huikea tieteellinen osaamisemme ei muuten löydä kanavaa innovaatioihin.