Kuva: Anne Haapanen / TSV.

Ympäristötieteen dosentti Heikki Simolan matematiikan kauneutta esittelevä näyttely on avoinna yleisölle 25.1.–8.2.2024 Tieteiden talon viidennessä kerroksessa. Näyttely kutsuu oivaltamaan ja ilahtumaan tieteen ja taiteen rajapinnalla.

“Avattu donitsi”, Heikki Simola selittää.

Aivot tuntuvat olevan hetken solmussa, kun teosta yrittää sisäistää donitsiksi.

“Donitsin voi vääntää auki niin, että sen keskellä oleva reikä ja donitsin sisällä kiertävä reikä muodostavat symmetriset putket. Teoksen puolet ovat symmetrisiä, mutta eivät peilikuvamaisesti”, Simola jatkaa.

Silmät tavaavat työtä ja vähän väliä pitää kurkata myös työn toiselle puolelle, jotta muodon informaatio hahmottuisi myös mielessä. Muodon havaitsee ja voi teoreettisesti ymmärtääkin, mutta silti ajatus auki venytetystä donitsista kummastuttaa.

Avattua torusta eli donitsipintaa esittävä teos on 50 vuotta vanha, mutta jollain tavalla se tuntuu ajattomalta. Se istuu hyvin 1925 vuonna rakennettuun Tieteiden taloon, mutta työn veistoksellinen idea on jotenkin universaalinen.

”Inspiraation tähän sain Pariisissa, jossa vietin opiskeluaikana kuukauden verran täysin joutilaana”, kertoo Simola.

Parikymppinen nuorukainen ei kuitenkaan ollut tuolloin ensimmäistä kertaa muotojen kanssa tekemisissä. Simolan äiti oli kuvanveistäjä, joten kipsin käsittely ja muotoilu tuli hänelle jo lapsena tutuksi. Muotoiluun liittyvä matemaattinen kiinnostus syntyi saippuakalvokokeilujen parissa hänen lapsuudenkotinsa huoneessa.

“Hurmaannuin pikkupoikana saippuakalvon muodostamista minimipinnoista, joita tein vääntämieni rautalankakehikoiden avulla. Huoneeni työpöytä oli kokeilujen tuloksena saippuatahnan peitossa. Saippualiuosta levisi kaikkialle, aina kun saippuakalvo poksahti”, Simola kertoo.

Nyt yli puolivuosisataa myöhemmin Simola törmäsi belgialaisen fyysikko Joseph Plateaun vuonna 1873 julkaistuun tutkielmaan minimipinnoista ja saippuakalvoista. Teoksessa esitellään muotokokeiluja, joita hän tuotti aivan vastaavalla tavalla omassa lapsuudessaan.

“Minimipinta on yksinkertainen hyvin fundamentaalisella tavalla. Sen muoto määräytyy fysikaalisten perusvoimien mukaisesti. Saippuakuplilla saa siis luotua täydellisen puhtaita, kauniita muotoja”, Simola kuvaa saippuakuplakokeilujen fysikaalista taustaa.

Platoninen kupla (osa sarjaa, tässä nelisivuinen tetrasfeeri), eri puulajeja. Simolalle oli tärkeä oivallus keksiä Plateaun säännöllisten kuplamuotojen järjestelmä, joita sarjan puumallit kuvaavat. Kuva: Anne Haapanen / TSV.

Simola ei kuitenkaan ole matemaatikko. Hän korostaa, että lähestyy matematiikan kauneutta kokeiluina muotoilun kautta. Sittemmin muotojen kokeilut ovat laajentuneet saippuakalvoista myös muihin materiaaleihin kuten kipsiin ja puuhun.

Simolan opinto- ja työuraksi valikoitui biologia. Sielläkin kiinnostus johti perehtymään biologisten muotojen kauneuteen. Hän erikoistui hydrobiologiaan ja suuntautui erityisesti piileviin, jotka ovat piikuorisia, yksisoluisia ja muodoiltaan eri tavoin symmetrisiä leviä.

“Piilevissä toteutuu kaikki mahdolliset symmetriat! Innostuin tutkimaan juuri tätä ryhmää. Piilevien yksi ihana ominaisuus on se, että niiden silikaattikuori säilyy lähes ikuisesti sedimenteissä. Toisinaan ne muodostavat jopa vuosittaisia kerroksia eli lustoja pohjalle kerrostuvaan liejuun, jolloin niiden avulla pystyy tarkasti ajoittamaan sedimenttikerroksia ja määrittämään järvien ympäristön tilaa menneisyydessä”, Simola avaa.

Koska Simolan maailma hahmottuu usein muotojen kautta, myös työ on ollut paikka muodostaa tieteen ja taiteen ylittäviä siltoja. Erityisesti yksi sedimentteihin ja piileviin liittyvä oivallus on jäänyt mieleen.

“Sedimentaatio kerrostaa järven syvänteisiin liejua, joka suotuisissa olosuhteissa säilyttää ekosysteemin vuodenaikaiskierron kerroksellisena rakenteena. Tällaisesta järvestä otetun lustoliejunäytteen jokainen taso on kaksiulotteinen projektio tietystä ajan hetkestä. Kun kerroksia kasaantuu, tulee mukaan myös neljäs ulottuvuus, aika! Tämän oivalluksen kautta päästään luontaisesti hapettomien järvenpohjien osalta hyvinkin täsmälliseen menneisyyden rekonstruktioon”, Simola kertoo silmät tuikkien.

Avattua donitsia kuvaava topologinen kipsimalli on näyttelyn vanhin työ. Se esittää torus- eli donitsipintaa, joka on leikattu auki ja venytetty siten, että toruksen kaksi putkimaista reikää (renkaan läpi kulkeva ja renkaan sisällä kiertävä) ovat keskenään saman muotoisia. Kuva: Anne Haapanen / TSV.

Simolan taiteessa yhdistyykin erinomaisella tavalla taide ja tiede. Hän myös toivoo, että näyttelyyn tutustuvat henkilöt saisivat oivalluksia, joita he eivät ole ennen tulleet ajatelleeksi. Hän toivoo, että taideteokset avautuisivat ymmärrettävällä tavalla. Siksi Simola on paikalla näyttelyn avajaisiltana 25.1.2024 Tieteiden yössä kertomassa teoksistaan. Lisäksi teoksissa on töitä selvittävät kirjalliset kuvaukset.

“Nämä työt ovat oman uteliaisuuteni hedelmiä. Haluan jakaa oivalluksia ja matemaattisten muotojen ihailua muillekin.”

Matemaattisen taidenäyttelyn avajaiset järjestetään Tieteiden yönä 25.1.2024 Tieteiden talon viidennessä kerroksessa (Kirkkokatu 6, Helsinki). Opastettuja kierroksia järjestetään illan aikana klo 17.30, 18.30 ja 19.30. Vapaa pääsy. Näyttely on esillä Tieteiden talon aukioloaikoina 8.2.2024 saakka.