Teksti: Tiera Laitinen
Koti Pohjois-Karjalassa
Kesän koittaessa vuonna 1911 leskirouva Emma Weisellillä oli aihetta juhlaan. Hän oli nyt kasvattanut kaikki seitsemän lastaan ylioppilaiksi, kun nuorimmainen Kallekin oli saanut lakkinsa Joensuun klassillisessa lyseossa. Huikea elämäntyö vähävaraisen suurperheen äidiltä aikana, jolloin vain reilu prosentti ikäluokasta suoritti ylioppilastutkinnon.
Lapsuutensa sisarussarja oli viettänyt Joensuun lähellä Utrassa, jossa perheen isä Johannes Weisell työskenteli sahan konttoristina. Johannes tunnettiin matemaattisesti lahjakkaana, hän luki paljon matemaattis-luonnontieteellistä kirjallisuutta ja kirjoittelipa itsekin maapalloa ja maailmankaikkeutta kuvailevia artikkeleita paikalliseen sanomalehteen. Humanistiset kulttuuriharrastukset kiinnostivat häntä vähemmässä määrin, politiikka ei lainkaan. Weisellien koti oli siis sivistyskoti luonnontieteellisellä painotuksella.
Kun Johannes Weisell kuoli vuonna 1904, lapsista kaksi vanhinta oli jo lähtenyt kotoa ja kaksi seuraavaa juuri lähdössä. Perheen esikoinen, Väinö, eteni pankinjohtajaksi ja varakkaana miehenä auttoi perhettä rahallisesti. Hannasta tuli filosofian kandidaatti ja kieltenopettaja. Hannes opiskeli lakia ja toimi ensin asianajajana, sitten Iisalmen pormestarina ja lopuksi Valtiokonttorin johtajana. Minna päätyi kartanon emännäksi Kiukaisiin naituaan nuorena Kaarle Collanin, josta tuli sittemmin ministeri ja Turun ja Porin läänin maaherra. Vaikuttavat elämänpolut siis heilläkin, syrjäisen sahan konttoristin lapsiksi. Elettiin aikaa, jolloin luokkarajat murtuivat Suomessa rymisten ja sosiaalinen nousu onnistui yhä useammalta.
J. V. Snellmanin 100-vuotispäivänä 12.5.1906, yhdessä kymmenientuhansien muiden suomalaisten kanssa, perheen lapset palauttivat yksissä tuumin sukunsa nimen suomenkieliseksi. Eivät kuitenkaan aivan alkuperäiseksi Väisäseksi, jonka nimen heidän isoisänsä isä Josua oli menettänyt Oulun triviaalikoulussa, vaan Väisäläksi, suvun Kiuruvedellä sijainneen kantatilan mukaan.
Kolmen veljeksen koulutie
Johanneksen kuoltua Emma muutti Joensuuhun mukanaan perheen kolme nuorinta poikaa, Vilho, Yrjö ja Kalle, jotka olivat tuolloin 14-, 12- ja 10-vuotiaita. Muutto helpotti lasten koulunkäyntiä, kun koulumatka lyheni. Vilho ja Yrjö saivat koulussa erinomaisia arvosanoja useimmista aineista; sen sijaan Kalle, joka sittemmin yliopisto-opinnoissa edistyi veljeksistä parhaiten, sai koulussa heikonpuoleisia arvosanoja. Ehkäpä lyseon kielipainotteinen opetusohjelma ja liian helpot matematiikan kurssit eivät motivoineet häntä tunnolliseen opiskeluun.
Matematiikassa kaikki kolme opiskelivat jo kouluaikana koulukurssin yli meneviä tietoja. Varsinkin Yrjö, joka kertoi muun opiskelunsa jääneen aivan hunningolle, kun hän seitsemäsluokkalaisena sai käsiinsä 1500-sivuisen oppikirjan Differential- und Integralrechnung. Yrjö kiinnostui jo kouluaikana myös tähtitieteestä ja määritti tarkan kellonajan kotipihallaan tekemiensä mittausten perusteella – radion aikamerkkejähän ei tuohon aikaan vielä ollut, kun ei ollut radiotakaan.
Vilho muutti Joensuusta Helsinkiin opiskelemaan syksyllä 1908, Yrjö vuotta myöhemmin ja Kalle syksyllä 1911. Kaikki kolme ottivat pääaineekseen matematiikan, laajoiksi sivuaineiksi fysiikan ja tähtitieteen.
Keisarillinen Aleksanterin-yliopisto oli tuohon aikaan pohjoismaiden suurin: opiskelijoita oli parituhatta. Määrä oli jyrkässä kasvussa, ja Suomessa yliopistossa opiskeli suurempi osuus ikäluokasta kuin useimmissa muissa Euroopan maissa.
Vilho ja Yrjö valmistuivat filosofian kandidaatiksi 1912 ja menivät pian sen jälkeen naimisiin. Perheen elättämiseksi välttämättömät ansiotyöt viivyttivät heillä sitten väitöskirjan valmistumista ja veivät (väliaikaisesti) pois akateemisesta maailmasta. Se harmitti matematiikan professori Ernst Lindelöfiä, joka oli toivonut lahjakkaista veljeksistä matematiikan tutkijoita.
Mutta olihan vielä kolmas Väisälä. Lindelöf kutsui Kallen puhutteluun, vaati tätä jatkamaan opintoja täydellä teholla kandidaatin tutkinnon jälkeen ja kielsi menemästä naimisiin liian aikaisin. Vanhapoika-Lindelöfin naimiskielto nauratti Kallea, vaan tekipä tämä kuitenkin väitöskirjan pikaiseen tahtiin kuten professori toivoi, ja astui avioonkin vasta saatuaan itse professorin viran.
Kallesta matemaatikko ja oppikirjojen tekijä
Aprillipäivänä 1916 Kalle Väisälä väitteli tohtoriksi. Väitöskirja käsitteli viidennen asteen yhtälöiden ratkaisemista. Huomionarvoista on, että useimmat muut oppilaansa Lindelöf ohjasi omalle alalleen funktioteoriaan, mutta ei Kallea. Ilmeisesti hän piti Kallea niin lahjakkaana, että katsoi tämän sopivaksi tienraivaajaksi laajentamaan Suomessa tehtävän matematiikan tutkimuksen alaa algebran suuntaan.
Seuraavina vuosina Kalle julkaisi useita merkittävää kansainvälistä huomiota herättäneitä tutkimuksia. Hän loikki ketterästi matematiikan alalta toiselle etsiessään kiinnostavimpia aiheita. Elantonsa hän ansaitsi opettamalla matematiikkaa yliopistossa ja Teknillisessä korkeakoulussa, sekä Lindelöfin järjestämillä matka-apurahoilla.
Vuonna 1918 Suomen sisällissota katkaisi hetkeksi akateemisen pohdiskelun. Vilho ja Yrjö pysyttelivät erossa taisteluista, mutta Kalle liittyi punaisten miehittämässä Helsingissä maanalaiseen suojeluskuntaan. Kun Hangossa maihin nousseet saksalaiset lähestyivät Helsinkiä pohjoisesta, Kalle osallistui joukkonsa mukana tulitaisteluihin eteläisimmän Helsingin vapauttamiseksi suomalaisvoimin.
Syksyllä 1919 Kalle kutsuttiin matematiikan professoriksi Tarton yliopistoon, ja hetken epäröityään hän otti työn vastaan. Väisälän veljeksistä nuorin oli näin edennyt professoriksi ensimmäisenä, 26-vuotiaana.
Kielitaistelu kuumensi tuohon aikaan tunteita Helsingissä, sillä opiskelijoiden enemmistö oli suomenkielisiä, mutta opettajista valtaosa käytti ruotsia. Vankasti suomalaismielinen Kalle ei ollut aktiivisesti politikoinut asialla opiskeluaikanaan, mutta nyt hänellä oli mahdollisuus toimia itse paremmin. Muutamassa kuukaudessa hän opetteli viron kielen ja antoi Tartossa kaiken opetuksensa alusta lähtien viroksi. Tämä kasvatti hänen suosiotaan opiskelijoiden parissa ja herätti tyytyväistä ihmettelyä laajemminkin.
Jo parin vuoden kuluttua isänmaa ja äidinkieli kuitenkin kutsuivat Kallea palvelukseensa. Kielitaistelun velloessa kaksikielisessä Helsingin yliopistossa kummankin kielen kiivaimmat puolustajat perustivat Turkuun erikseen ruotsinkielisen ja suomenkielisen yliopiston. Kun Turun Suomalainen Yliopisto aloitti toimintansa kesällä 1922, Kalle Väisälä aloitti sen matematiikan professorina.
Kalle oli pidetty ja kehuttu opettaja, mutta hänen tutkimusaktiivisuutensa hiipui Turussa. Opetuksen järjestäminen lähes yksin vei paljon aikaa, samoin yhteiskunnallinen vaikuttaminen, sivutyö vakuutusyhtiö Tarmossa sekä perheenisän velvollisuudet. Kalle nimittäin avioitui vuonna 1923 Eeva Kukkolan kanssa, ja pariskunta sai kuusi lasta.
Sotavuosina Kalle kiinnostui matematiikan kouluopetuksesta. Se oli hänen mielestään vanhakantaista, epäkäytännöllistä ja lasten kehitystasoon nähden liian teoreettista. Saadakseen omakohtaista kokemusta aiheesta hän tarjoutui sijaisopettajaksi Munkkiniemen yhteiskouluun, jota hänen lapsensakin kävivät – perhe oli juuri talvisodan alla muuttanut Helsinkiin Kallen saatua professuurin Teknillisestä korkeakoulusta.
Vuosina 1945–1950 Kalle julkaisi keskikouluun ja lukioon tarkoitetut oppikirjat algebrasta, trigonometriasta ja geometriasta. Ne nykyaikaistivat voimakkaasti matematiikan opetusta Suomessa ja saavuttivat suuren suosion; yhteensä kirjoja painettiin noin 800 000 kappaletta, joten niitä voi hyvin sanoa Kalle Väisälän elämäntyön laajimmin vaikuttaneeksi osaksi. Lisäksi hän osallistui voimakkaasti yhteiskunnalliseen keskusteluun matematiikan tuntimäärien lisäämiseksi ja teknisissä opinnoissa tarvittavien aiheiden, kuten differentiaali- ja integraalilaskennan, lisäämiseksi lukion oppimäärään.
Yrjöstä geodeetti ja tähtitieteilijä
Yrjö Väisälä rakasti tähtiä, ja toisesta opiskeluvuodestaan alkaen hän työskenteli havainnontekijänä yliopiston observatoriossa tähtitieteen professori Anders Donnerin apulaisena. Hänen tehtäviinsä kuului Suomen virallisen ajan määrittäminen. Myöhemmin Yrjö kertoi työn opettaneen häntä tekemään mahdollisimman tarkkoja havaintoja, ja suureen tarkkuuteen pyrkiminen leimasikin hänen koko myöhempää uraansa.
Kihlauduttuaan Martta Levannon kanssa Yrjö tarvitsi lisää tuloja perheen perustamiseen. Hän pestautui veljensä Vilhon tavoin magneetikoksi Meteorologiseen keskuslaitokseen (nykyinen Ilmatieteen laitos). Tehtävänä oli kartoittaa magneettikentän maantieteellistä vaihtelua maassamme. Talvisin työtä oli niukasti, mutta kesäkaudet Yrjö matkusti ympäri Suomea mittauksia tekemässä. Niinpä kesähäiden järjestäminen jäi morsiamen vastuulle. Martta lähetti kutsukortin myös Yrjölle ja kirjoitti sen taakse kysymyksen, ehtisikö sulhanen poiketa omissa häissään. No ehtihän Yrjö sentään: pari vihittiin asiaankuuluvin menoin Kuhmoisissa elokuussa 1913.
Yrjö työskenteli kolme vuotta hyväpalkkaisena vakuutusmatemaatikkona, mutta kyllästyi ”markkojen ja pennien laskemiseen”. Kun Suomeen sitten perustettiin Geodeettinen laitos (nykyään osa Maanmittauslaitosta), hän pääsi sinne geodeetiksi. Ja taas Yrjö reissasi kesät ympäri Suomea, nyt kolmiomittauksia tekemässä.
Työn ohessa Yrjö rakenteli kaukoputkia. Putkeen tarvittavien peilien muotoa mitattiin valmistusvaiheessa valonsäteiden heijastusten avulla, mutta valon interferenssi häiritsi mittauksia. Yrjö keksi kääntää ongelman apukeinoksi: hän kehitti ”kahden raon keinoksi” kutsumansa menetelmän, joka perustui kahden valonsäteen muodostaman kirkkaan keskimmäisen interferenssiviivan paikan määrittämiseen. Keinon avulla peilien muoto saatiin määritettyä kymmenisen kertaa aiempaa tarkemmin. Idean paperille kirjaamisesta syntyi myös niin mainio väitöskirja, että Yrjö vihittiin primustohtoriksi vuoden 1923 promootiossa.
Seuraavana vuonna Yrjö Väisälä nimitettiin Turun Suomalaisen Yliopiston fysiikan professoriksi. Hänen aloitteestaan yliopistoon perustettiin pian tähtitieteenkin oppituoli, jonka Yrjö otti myös hoitaakseen. Hän rakenteli Turkuun kaukoputkia ja tähtitorneja sekä yliopistolle että Turun Ursalle, ja käytti niitä erityisesti pikkuplaneettojen etsimiseen. Vuonna 1938 Turun tähtitorni löysi yli sata uutta pikkuplaneettaa jättäen kakkoseksi siihenastisen maailmanmestarin Heidelbergin. Ennätysten tehtailu toi Yrjölle mainetta, jota hän käytti hyväkseen hakiessaan rahoitusta uusiin havaintolaitteisiin ja niiden tarvitsemiin rakennuksiin. Kun rahahanat usein olivat tiukalla, Yrjö rahoitti tieteellisiä hankkeitaan omista varoistaankin.
Jatkosodan jälkeen Yrjö perusti uuden observatorion Tuorlaan, ja tähtitornin lisäksi sinne rakennettiin optinen laboratorio. Nuorena keksimänsä kahden raon keinon pohjalta Yrjö oli nimittäin kehittänyt valon interferenssiin perustuvan huipputarkan menetelmän pituusmittojen vertailuun. Keksinnön tärkein sovellus oli Lohjanharjulle Nummelaan vuonna 1932 mitattu 864 metrin pituinen perusviiva, joka toimi Suomen kartoittamisessa kolmiomittausten kiinnekohtana. Nummelan perusviivaa pidetään edelleen maailman tarkimpana. Tekniikan kehittyminen ei ole asiaa muuttanut, sillä mittaustarkkuutta rajoittaa ensisijaisesti ilmakehän fysiikka, jonka Yrjö otti nerokkaasti huomioon.
Suomessa Yrjö Väisälä tunnetaan tähtitieteilijänä ja optisten instrumenttien rakentajana, mutta maailmalla hän on ehkä kuuluisin geodesian kehittäjänä. Hän nimittäin keksi tähtikolmiomittauksen, jossa kolmion kaksi kulmaa ovat mittauspisteitä maanpinnalla ja kolmantena kulmana on korkealla ilmassa oleva valonlähde tai tekokuu. Menetelmässä maanpintapisteiden välillä ei tarvitse olla suoraa näköyhteyttä kuten perinteisessä kolmiomittauksessa, mikä mahdollisti paljon suurempien etäisyyksien mittaamisen.
Yrjö Väisälän hengästyttävän monipuolinen ja ansiokas tieteellinen ura sai suurimman kunnianosoituksensa, kun hänet vuonna 1950 valittiin Suomen Akatemian jäseneksi. 58 vuotta kestäneen tutkijanuransa aikana hän julkaisi 35 tieteellistä artikkelia. Yrjö Väisälä keskittyi laatuun, ei määrään.
Vilhosta meteorologi ja kasvuyrittäjä
Voidakseen mennä naimisiin kihlattunsa Aino Blomqvistin kanssa Vilho Väisälä tarvitsi vakituisen työn. Sen hän sai Meteorologisesta keskuslaitoksesta. Siellä oltiin aloittamassa Suomen magneettista kartoitusta, ja laitoksen johtaja Gustaf Melander pestasi Vilhon työn johtajaksi. Kyseessä oli vaativa tehtävä nuorelle ja kokemattomalle filosofian kandidaatille. Vilhon mieltymykset ja kyvyt kuitenkin sopivat täydellisesti monipuoliseen työhön, joka käsitti tehtäviä mittalaitteiden suunnittelusta ja valmistuksesta kenttämittauksiin ja tulosten matemaattiseen käsittelyyn.
Ennen ensimmäistä mittauskesää Melander lähetti Vilhon pikakurssille Pavlovskin magneettiseen observatorioon Pietarin lähelle. Pavlovskista tuli hänelle tuttu matkakohde ja tärkeä yhteistyötaho Suomen itsenäistymiseen asti.
Meteorologinen keskuslaitos oli perustanut kaupungin ulkopuolelle Pasilaan aerologisen havaintoaseman, joka sai nimen Ilmala. Aerologialla tarkoitetaan niin kutsutun vapaan ilmakehän eli maanpinnan vaikutusalueen yläpuolella olevan ilmakehän tutkimusta. Ilmalassa vapaata ilmakehää mitattiin pääasiassa leijojen avulla, joten paikalliset alkoivat kutsua sitä leija-asemaksi.
Vilhon työtilat sijaitsivat alusta alkaen Ilmalassa ja 1916 hänet nimitettiin aseman johtajaksi. Sen jälkeen hänen kiinnostuksensa alkoi siirtyä magnetismista meteorologiaan. Hän laajensi alan osaamistaan opettamalla meteorologiaa yliopistossa ja tuli puolivahingossa johtaneeksi keskeisen ilmakehän käyttäytymistä kuvaavan yhtälön, joka nykyään tunnetaan Bruntin–Väisälän taajuutena. Englantilainen meteorologi David Brunt johti saman kaavan pari vuotta myöhemmin, mutta ymmärsi ensimmäisenä sen yleispätevän teoreettisen merkityksen ja teki sen laajasti tunnetuksi.
Ilmalassa Vilho kehitti leijoja ja niihin ripustettavia havaintolaitteita niin, että 1920-luvulla leijoilla saatiin lämpötila-, ilmanpaine- ja kosteusmittauksia noin viiden kilometrin korkeudesta. Leijojen ohella käyttöön otettiin myös vedyllä täytettäviä palloja, jotka toimivat tyynelläkin säällä eivätkä tarvinneet vaarallista ohjausvaijeria. Pallon huonona puolena oli, että se putosi puhjettuaan kauas lähetyspaikasta, jolloin havaintolaite ja sen mittaukset joutuivat usein hukkaan. Ranskassa, Saksassa ja Neuvostoliitossa virisi ajatus, että mittaustulokset voisi välittää pallosta maanpinnalle radiotekniikan avulla.
Vuonna 1931 Karjalankannakselta löytyi omituinen härpäke, joka oli ilmeisesti lentänyt kaasupallon kyydissä itärajan takaa punaisen hämärän maasta. Kun laite päätyi Vilho Väisälän käsiin, tämä tunnisti sen heti ilmakehän radioluotaimeksi – ja totesi, että osaisi itse tehdä paremman. Useita teknisiä keksintöjä vaatinut kehitystyö valmistui keväällä 1936. Laitteensa markkinoinnin itsevarma Vilho oli aloittanut jo edellisenä vuonna Maailman ilmatieteellisen järjestön WMO:n kokouksessa Varsovassa.
Maailmassa oli tuolloin kehitetty jo noin 15 vastaavantyyppistä radioluotainta. Väisälän RS 11 -luotain kasvatti kuitenkin suosiotaan nopeasti, koska se oli yhtä hyvä kuin parhaat kilpailijat, mutta paljon kevyempi ja halvempi. Laitetta valmistamaan Vilho perusti yrityksen, joka sittemmin pudotti ä-pisteet nimestään pois ja tunnetaan siis nykyisin Vaisala oy:nä.
Toinen maailmansota keskeytti vientikaupan, mutta kun puolustusvoimat oppi käyttämään radioluotausta sääpalvelunsa tukena, se osti niitä tuhatkunta vuodessa. Sodan jälkeen Väisälän yhtiö palasi vientimarkkinoille ja nopeaan kasvuun. 1950-luvulla yritykseen perustettiin tutkimusosasto, minkä jälkeen tuotekehitys ei enää ollut yksin Vilhon harteilla, vaikka tämä sitä edelleen aktiivisesti tukikin. Nykyään Vaisala on noin 1600 työntekijän huipputeknologiayhtiö, joka valmistaa laajaa valikoimaa sää- ja ympäristöalan mittalaitteita.
Yhtiönsä menestyksestä huolimatta Vilho itse ei milloinkaan ryhtynyt päätoimiseksi liikemieheksi. Sen sijaan hän siirtyi 1948 Ilmatieteellisestä keskuslaitoksesta Helsingin yliopistoon meteorologian professoriksi. Ennen eläköitymistään hän ehti toimia professorina kymmenen vuotta ja laajensi sekä kehitti voimakkaasti meteorologian opetusta yliopistossa. Oppiaineen kasvua auttoivat ratkaisevasti Väisälän yhtiön avokätiset lahjoitukset.
Lopuksi
Kalle Väisälä kuoli 75-vuotiaana syyskuussa 1968. Vuotta myöhemmin menehtyi hänen veljensä Vilho ja kaksi vuotta sen jälkeen Yrjö.
Väisälät tekivät kukin kansainvälisesti merkittävän tieteellisen uran ja antoivat myös arvokkaan panoksen suomalaisen yhteiskunnan kehittämiseen. Kallen oppikirjatyö palveli kokonaisten sukupolvien matematiikan opiskelua. Yrjön perustama Tuorlan observatorio toimii edelleen Turun yliopiston tähtitieteen osastona, ja hänen ansiostaan asteroidivyöhykkeellä kiertää iso liuta suomalaisia nimiä. Yrjö perusti nuorena miehenä myös tähtiharrastajien yhdistyksen Ursan, jolla on tänä päivänä noin 18 000 jäsentä. Vilhon perustama Vaisala oy maailman markkinajohtaja sääluotaimissa ja merkittävä vientiyritys Suomessa.
Vähän ennen kuolemaansa Vilho lahjoitti osan Vaisalan osakkeista Suomalaiselle tiedeakatemialle. Niistä muodostettiin Vilho, Yrjö ja Kalle Väisälän rahasto, joka jakaa vuosittain apurahoja ja palkintoja veljesten edustamien tieteenalojen eli matematiikan, tähtitieteen, fysiikan, meteorologian ja geofysiikan tutkijoille.
Väisälän veljeksistä lähemmin kiinnostuneille suosittelen akateemikko Olli Lehdon seikkaperäistä ja vetävästi kirjoitettua kirjaa Oman tien kulkijat – Veljekset Vilho, Yrjö ja Kalle Väisälä. Se on toiminut tämänkin kirjoituksen tärkeimpänä lähteenä.