Ihminen otti käyttöönsä teknologian paljon ennen tieteiden syntymistä. Varhaiset esi-isämme oppivat käyttämään tulta ruoanlaitossa, saviastioiden valmistuksessa ja rautamalmin pelkistyksessä hiilen avulla metalliksi. Lasin valmistus kalkkikivestä, hiekasta ja soodasta alkoi noin 2500 eKr. He keksivät kuinka käymisprosessin avulla voitiin valmistaa olutta ja viiniä sekä kuinka kasveista saatiin väri- ja lääkeaineita.
Nämä ja lukemattomat muut asiat ihminen oppi tekemään tietämättä mitään näihin prosesseihin liittyvistä luonnontieteiden perusteista. Sen sijaan esimerkiksi petrokemian teollisuuden syntyminen ja kehittyminen tapahtuivat paljon myöhemmin ja sitä edelsi voimakas tieteellinen tutkimustoiminta.
Maailmankaikkeutta ei olisi ilman kemiallisten reaktioiden tuottamia yhdisteitä ja näihin reaktioihin liittyvää energian sitoutumista tai vapautumista. Koko elollisen luonnon toiminta on kemiaa, fysiikkaa ja biologiaa, kuten esimerkiksi solujen aineenvaihdunta, hermoimpulssien eteneminen tai aivotoiminta. Kemialliset, fysikaaliset ja biologiset ilmiöt liittyvät kaikkeen olevaiseen.
Ihminen on kuitenkin elänyt vuosituhansia ymmärtämättä ympärillään olevasta kemiasta, fysiikasta tai biologiasta yhtään mitään. Onko luonnontieteellisten ilmiöiden ymmärtäminen ollenkaan tärkeää? Francis Crick, joka James Watsonin kanssa selvitti dna-molekyylin rakenteen, on sanonut: "Melkein kaikki elämän osa-alueet toimivat molekyylitasolla. Jos ei ymmärrä molekyylejä, elämästä saa vain luonnoksenomaisen kuvan."
Luonnontieteet ja niihin perustuvat sovellutukset ovat 1800-luvulta lähtien olleet kulttuurissamme tärkein ihmisen elinympäristöä muokkaava tekijä. 1900-lukua voidaan pitää luonnontieteiden vuosisatana. Luonnontieteissä tehdyt havainnot ovat lisänneet huimasti käsityksiämme mm. maailmankaikkeudesta, aineen rakenteesta ja elämästä itsestään. Luonnontieteet ovat luoneet teoreettisen perustan uusille teknologioille ja menetelmille.
Havaintoihin perustuvat innovaatiot ja uudet teknologiat ovat muuttaneet elämäämme merkittävästi. Elämämme on tullut entistä helpommaksi ja terveellisemmäksi. Parhaimmillaan luonnontieteet ovat olleet "avain onneen", mutta niiden valjastaminen sotateknologian käyttöön yhdessä massiivisten luonnonvarojen hyödyntämisen kanssa ovat aiheuttaneet myös paljon inhimillistä kärsimystä tai johtaneet vakaviin ympäristöongelmiin.
Jokaisen meistä on omaksuttava jatkuvasti uusia tekniikoita ja asioita, joiden ymmärtäminen edellyttää luonnontieteiden perusteiden osaamista. Toisaalta yhteiskunta tarvitsee runsaasti eri tehtäviin luonnontieteiden ja tekniikan osaajia. Jo Snellman ihannoi aikoinaan ruotsalaisia virkamiehiä, koska he kielten ja kulttuurin ohella hallitsivat hyvin luonnontieteitä. Tämän hän selitti olevan myös syyn Ruotsin sen aikaiseen parempaan yhteiskunnalliseen menestykseen Suomeen verrattuna.
Matemaattis-luonnontieteellisen sivistyksen alhaiseen tasoon maassamme kiinnitettiin huomiota jo 1980-luvun lopulla ja 1996-2002 toteutettiin opetusministeriön koordinoimana Luma eli matematiikan ja luonnontieteiden kehittämishanke. Luonnontieteiden ja tekniikan opiskelupaikkoja korkeakouluissa on lisätty runsaasti, mutta lukiossa matematiikan, fysiikan ja kemian laajan oppimäärän lukijoiden määrät eivät ole lisääntyneet.
Tieteiden kehityksessä on menossa metamorfoosi, jota hallitsee poikki- ja monitieteisyyden korostuminen sekä ongelmakeskeisyys. Perinteiset tutkimusalueiden rajat ovat katoamassa. Esimerkkejä moderneista monitieteisyyttä vaativista aloista ovat mm. materiaalitutkimus, ympäristöala ja molekyylibiologia. Yhteistä useille näille on, että molekyyleihin liittyvä informaatio on olennainen osa tutkimusta. Uudet innovaatiot perustuvat tällä hetkellä usein informaatio-, bio- tai nanoteknologioihin. Näillä tieteenaloilla ja teknologioissa luonnontieteet ovat keskeisessä asemassa.
Tekes on valinnut tieto- ja viestintäteknologian (ICT), bioteknologian, materiaaliteknologian ja nanoteknologian uusiksi painopistealueikseen. Elinkeinoelämän keskusliitto EK:n tuoreessa "Tulevaisuusluotain"-raportissa todetaan, että näissä "tulevaisuusklustereissa hyvä matemaattis-luonnontieteellinen osaaminen on keskeinen edellytys kansainvälisessä kilpailussa menestymiselle; tarvitaan korkeatasoista teoreettista osaamista sekä kykyä soveltaa sitä".
YK on julistanut tämän vuoden kansainväliseksi fysiikan vuodeksi. Tasan sata vuotta sitten Albert Einstein esitti fysiikan kehitykseen merkittävästi vaikuttaneen suppean suhteellisuusteoriansa. Samana vuonna Einstein loi myös pohjan kvanttimekaniikalle, joka on toinen modernin fysiikan peruspilareista.
Fysiikan teemavuonna halutaan kiinnittää huomiota fysiikan ratkaisevaan merkitykseen teknologisessa kehityksessä. Esimerkiksi autojen, lentokoneiden, avaruuslentojen, viihde-elektroniikan, matkapuhelimien, tietokoneiden tai kodinkoneiden kehityksen takana ovat fysiikka ja muut luonnontieteet. Kun 1900-luvun alussa sähkömagnetismia alettiin teoreettisesti hallita, nyt 100 vuotta myöhemmin teollinen kulttuurimme rakentuu sen varaan.
Inhimillisen tietomme määrä lisääntyy jatkuvasti ja synnyttää uusia sovellutuksia. Kehitykselle asettavat rajat vain mielikuvituksemme ja luonnon lait. Niitä ei voi muuttaa poliittisilla päätöksillä tai ostamalla. 1900-luku oli luonnontieteiden vuosisata, mutta niin on myös nyt alkanut vuosisata, sillä luonnonlakien entistä parempi tunteminen on tärkeää. Niiden varaan ihmiskunnan tulevaisuus nojaa.
Kirjoittaja on Oulun yliopiston rehtori.