Käes on füüsika (erialavaliku) aeg

Infotehnoloogia ja geneetika areng on olnud eeskujuks, kuid kõik eeldused on loodud, et nende kahe särava valdkonna kõrvale tõuseks füüsika ja materjaliteadus.

MARGUS MAIDLA

Ernest Rutherford, keda tuntakse tuuma­füüsika isana, on öelnud kuulsa lause: „Kõik teadused peale füüsika on vaid margikogumine.“ See võib esmapilgul paista ülbe ja üleolev, kuid peegeldab tabavalt füüsika tähtsust teaduste hierarhias.

Alustuseks ka üks isiklik kogemus. Eelmise sajandi 90ndate lõpus toimus Eestis ja teistes Baltimaades usin kapitalituru formeerumine ja organiseerumine, käibele tulid väärtpaberid ja loodi turuinstitutsioone. Kuna olin sel põneval perioodil protsessi aktiivselt kaasatud, tekkisid suhted kolleegidega Riiast ja Vilniusest. Nii kujunes mul hea läbisaamine toonase Leedu liiderpanga Vilniaus Bankase peamaakleri Sigitasega, kes oli hariduselt füüsik. Kummalisel kombel oli Sigitase põhiline väärtpaberituru kauplemispartner New Yorgis samuti füüsiku haridusega.

Kui jutt selle peale läks, ütles Sigitas, et Ameerika portfellihaldurite, maaklerite, analüütikute jt seas on matemaatikuid ja füüsikuid märkimisväärselt palju. Ta selgitas: „Hakkasime oma Ameerika partneriga ükskord arutama ja ta pakkus sellele põhjenduse. Rahandus ja majandus on niivõrd kompleksselt keeruline süsteem, et seda ei tohi mingil juhul ainult majandusharidusega inimeste kätte usaldada. Füüsika haridus annab silmapaistvalt head eeldused selles sadade tundmatute muutujatega maailmas hästi orienteerumiseks.“

Kaks eelisvaldkonda

Eestis on pärast iseseisvuse taastamist eelisseisundis olnud kaks loodus- ja täppis­teaduste valdkonda, mis on kaasa toonud nende prioriseerimise poliitiliste ja ametkondlike otsustajate poolt. Infotehnoloogia ja geneetika/genoomika on nautinud kõrgeid sisseastumisnäitajaid, piltlikult öeldes, kümmelnud poliitilise heatahtlikkuse ja konkurentsipõhise ressursijaotuse vahuvannis.

Infotehnoloogia ajastu algas Eestis 1960. aastatel. Tark Vikipeedia oskab öelda, et Eesti esimene elektronarvuti Ural-1 asus Tartu ülikooli arvutuskeskuses ja käivitati 2. novembril 1959. Vaid veidi hiljem, 1. septembril 1960 alustas Tallinnas tööd küberneetika instituut, kus asuti looma oma originaalset ja algupärast elektronarvutit ehk raali, nagu neid toona kutsuti. Sellega valis küberneetika instituut võrreldes Tartu ülikooliga teise tee. (Kellel on rohkem huvi, siis möödunu kohta saab teavet Tartu ülikooli arvutimuuseumist ja Tallinna tehnikaülikooli arvutiajaloolisest arengust annab suurepärase ülevaate 2016. aastal ilmunud akadeemik Raimund-Johannes Ubari monograafia mõõtu „Arvuti­tehnika Instituudi lugu“. Ka küberneetika instituut on välja andnud oma aja- ja tekkelugu käsitleva brošüüri.)

Kusagile peab märgi maha panema, kust kõik alguse sai ja neid kaht tärminit – Tartu 1959 ja Tallinn 1960 – võib lugeda rahvusvahelises konkurentsis meie riigi suhtelise eelise¹ tekke alguseks. Sellele on järgnenud „Tiigrihüpe“, paberivaba valitsus ja kõrgelennulised edulood tehnoloogia idusektoris, millega Eesti on tõusnud elanikkonna kohta enim ükssarvikuid loonud maaks. Infotehnoloogiast on kujunenud meie rahvusvaheline edulugu, riigi visiitkaart ja peamine müüginarratiiv.

Need edulood on ühiskonda ergastanud ja sektori kiire areng on õhutanud noori minema õppima kõikidesse ülikoolidesse ja kutsehariduskeskustesse, kus infotehnoloogia õppekavades leidub.

Geneetika on esialgu olnud noorema venna rollis, aprilli alguses tähistas Tartu ülikooli Eesti geenivaramu 25. aastapäeva. Raske on alahinnata selle institutsiooni loomise tähtsust ja tähendust meie riigile. Geenivaramu sisaldab u 20% Eesti elanikkonna geeniandmeid ja on Euroopa ühe edukama populatsioonipõhise biopangana hinnatud partner rahvusvahelistes teadusprojektides üle maailma. Mõne kuu eest asutas Tartu ülikool geenivaramu kõrvale ka tütarettevõtte Estonian Multiomics Company (EMC) ja on seatud eesmärk luua terviseandmetele spetsialiseerunud biopank ning hakata anonüümistatud geeniaandmetega teenima ärimudelite kaudu ka raha. (NB! Eesti geenivaramu on EMCst eraldiseisev ja sõltumatu, EMC platvormiga liituda soovivad geenidoonorid peavad selleks ise soovi avaldama.) Seda algatust saab ainult kiita, sest analoogne areng on mujal maailmas viimasel kümnendil juba toimunud.

Praeguses arengufaasis ei saa oodata, et geeniteadusel oleks ette näidata infotehnoloogia sektoriga analoogseid ärilisi edulugusid, aga pole kahlustki, et ükskord hakkavad need tulema.

Väärib märkimist, et mõlemat valdkonda on eest vedanud äärmiselt visioonirikkad ja ambitsioonikad juhid, kelle eeliseks on olnud pidev oma tegevuse selgitamine ja lahtimõtestamine, nad ei ole kapseldunud akadeemilisse maailma, vaid tähtsustavad turundust ja suhteid avalikkusega. Rõhutatakse tipptasemel alusteadust, mille väljundiks on hüved kogu ühiskonnale. Nad tegutsevad targalt ja tänu sellele on saavutanud oma erialadele mõneti staari staatuse.

Euroopa vajab füüsikuid

Infotehnoloogia ja geneetika areng on olnud eeskujuks, kuid väidan, et kõik eeldused on loodud, et nende kahe särava valdkonna kõrvale tõuseks füüsika ja materjaliteadus.

Sellest, et füüsika on tõusuteel, annavad märku valdkonnad, mis Eestile ja Euroopa Liidule on strateegiliselt olulised. Euroopa Liit on seadnud endale käesolevaks eelarveperioodiks äärmiselt auahned eesmärgid, keskne neist on strateegilise majandussõltumatuse saavutamine mitmes tähtsas valdkonnas, ja seda nii sõprade kui vaenlaste seas. Esimese all peetakse silmas Ameerika Ühendriike ja teise all Aasia suurjõudu Hiinat. Eks samasugused eesmärgid on neilgi riikidel. Neil on sealjuures üks eelis, kuna diktatuuri või presidentuuri tingimustes on võrratult lihtsam ressursse koondada ja eelisvaldkondi sihikindlalt arendada. Väga laiapindse esindusdemokraatia tingimustes, nagu see Euroopa Liidus on, vajavad vertikaalsed ja horisontaalsed demokraatlikud otsustuskogud otsuste heakskiitmiseks aega. See on märksa kohmakam ja vaevalisem, kuid selline teguviis on Euroopas ainuõige ja Euroopa Liit on korduvalt tõestanud, et kuigi liikuma saamine on raske, siis liikuma hakates ollakse väga tõhusad ja efektiivsed.

Nagu on öelnud ELi teaduse ja innovatsiooni peadirektoraadi asepeadirektor Signe Ratso: „2022. aasta suvel sai valmis uus Euroopa innovatsioonistrateegia, kus lisaks üldistele poliitilistele innovatsioonikeskkonna eesmärkidele on ka selged rõhuasetused süvatehnoloogiatele, mis peaksid toetama Euroopa Liidu tööstuspotentsiaali ja kõike seda väljatoodut peab toetama „Euroopa horisondi“ programm.“²

Seega soovib Euroopa Liit seoses roheleppe poliitika ja strateegilise iseseisvuse taotlemisega lähikümnenditel suunata suuri ressursse kindlatesse sektoritesse. Euroopa Liit on määratlenud eesmärgid süsinikuneutraalsuse saavutamise ning rohelise energia tootmise ja kasutamise kohta. Investeeringud taastuvenergiasse, energiatõhususse, ringmajandusse ja jätkusuutlikku transporti on selle plaani tähtis osa. Nagu ka maailma üks auahnemaid tehnoloogilisi projekte, fusioonreaktori (ingl fusion, ’tuumasüntees’) arendus, mis pakuks igikestvat ja lõppematut energiat, hellitavalt „Päikese Maale toomine“, nagu ajakirjandus on seda nimetanud. EUROfusioni rahvusvahelise projekti Eesti esindaja on Tartu ülikooli füüsika instituut.

Veel üks ELi strateegiline valdkond on vesinikutehnoloogiad, just 2024. aasta alguses avati terve rida rikkalikult rahastatud ettevõtluse toetusmeetmeid. Vesiniku kasutuselevõtt energeetikas, transpordis ja tööstuses on Euroopa Liidus tähtsuse tipus.

Tihti halvustatakse Euroopa Liitu tööstusliku mahajäämuse pärast, eriti kui võrreldakse USA või Hiinaga, kuid on valdkondi, kus EL on tõsine majandusstaar, ja seda juba aastakümneid, näiteks mitmesuguste tarkade mehhanismide väljatöötamises. Euroopa mehaanikatööstus hõlmab selliseid valdkondi nagu masinaehitus, elektroonika ja elektriseadmed ning tööstus-, lennundus-, kosmosetööstuse sektorit.

Euroopas on ka äärmiselt tugev keemia- ja biotehnoloogiatööstus. Euroopa keemiatööstus on üks maailma suuremaid ja mitmekesisemaid, selle sektori innovatsioonis on Euroopa Hiinast peajagu üle, ja võimalik, et ka USAst.

Uut hoogu kogub kaitsetööstus. Näiteks sai hiljuti NATO loodud innovatsioonikiirendist DIANA (Defence Innovation Accelerator for the North Atlantic) rahastuse Tartu ülikooli süvatehnoloogia hargettevõte GaltTec OÜ, kes soovib panna droonid lendama palju kaugemale, väikesõidukid sõitma märksa pikemalt jpm. See toimub spetsiifiliste valdkondade, nt sool-geel-meetod, pooljuhtide tehnoloogia, mikrotootmine, materjalide süntees, kaudu. Kogu arendusmeeskonna tuumik koosneb füüsikutest.

Nüüd oleme jõudnud tõelise „mängu­muutjani“, pooljuhitide ja kiipide valdkonnani. Euroopa Liit on kuulutanud, et pooljuhid ja kiibid omavad strateegilist tähtsust mitmel tasandil, eriti seoses tehnoloogilise innovatsiooni, tööstuse konkurentsivõime ja jätkusuutlikkusega ning muidugi strateegilise iseseisvusega. Kusjuures põhiline osa (umbes 90%) maailma kiipide valmistamise tehnoloogiatest on pärit Euroopast.

EL tahab igal juhul säilitada oma juhtiva rolli pooljuhtide ja mikroelektroonika valdkonnas. See hõlmab mitmesuguseid tehnoloogiaid, nt pooljuhtide tootmist, kiibitehnoloogiaid, sensoreid, optoelektroonikat ja muid mikroelektroonika rakendusi. Neisse valdkondadesse investeeritakse, et säilitada oma tehnoloogiline konkurentsivõime ja tagada pooljuhtide ning mikroelektroonika sektori areng.

Füüsika tähelend

Füüsika ja materjaliteaduse alane haridus annavad tugeva aluse, et mõista ja lahendada uusi ülesandeid, sest innovatsiooni ning kõrgtehnoloogiaid vajavad nii rohelepe kui ka kaitsetööstus ja see tõstab füüsikahariduse tähelepanu keskmesse.

Pole vahet, kas huvitud tuule-, päikese- või tuumaenergiast, kuid tõsist karjääri sa ei tee, kui puuduvad teadmised nii alus- kui rakendusfüüsikast ja materjaliteadusest.

Viimasena, kuigi mitte vähem tähtsana – me ei tea veel eriti midagi ei tumeainest ega tumeenergiast, gravitatsiooni olemusest, neutriinodest ega ka mitmest teisest elementaarosakesest. Ees seisavad läbimurdelised avastused nii makro- kui mikroskoopilisel skaalal. Tahame rohkem teada universumi ehitusest ja selleni viib tõenäoliselt kvantmaailma süvitsi tundmaõppimine. Seega on füüsikas oodata väga põnevaid avastusi ja kuigi „Tähesõdade“ huvilistele tuttavad kosmoselaevad saavad võimalikuks ehk mõnesaja aasta pärast, siis kui meie teadmised füüsikast on võrratult paremad, vajab see kõik uusi füüsikute põlvkondi.

Paslik on lõpetuseks tsiteerida Tartu ülikooli füüsika instituudi füüsika­hariduse osakonna juhatajat Kalev Tarkpead: „Eesti integreerub üha rohkem rahvusvahelistesse tootearendus­võrgustikesse, kus sageli avanevad ootamatud võimalused juba olemasolevale tehnoloogiale midagi tähtsat lisada, mingi senine puudus kõrvaldada. Seda suudavad teha vaid need, kes on mõistnud vastava seadme või tehnoloogia toimimise aluspõhimõtteid. Enamasti on niisugune teadmine kas füüsika või materjaliteadus.“³

1 David Ricardo suhtelise eelise teooria kohaselt

2 Margus Maidla, Signe Ratso, Eestlanna tehnoloogilise vastasseisu eesliinil. – Sirp 20. X 2023.

3 Margus Maidla, Kalev Tarkpea, Füüsikalise maailmavaate eestkõneleja. – Sirp 12. IV 2024.