"Tämä on pieni askel ihmiselle, mutta suuri ihmiskunnalle". Nämä olivat Neil Armstrongin kuuluisat sanat, kun hän historian ensimmäisenä ihmisenä laski jalkansa kuun kamaralle 21. heinäkuuta vuonna 1969 kello 4.56 Suomen aikaa. Hän ei ollut yksin. Kuumoduli Eaglessa odotti hänen kollegansa Edwin Aldrin. Heidän yläpuolellaan emoalus Apollo 11:ssä kiersi Michael Collins kuun ympäri. Ja maan päällä noin 600 miljoonan ihmisen televisioyleisö seurasi ensimmäisen ihmisen astumista kuun pinnalle suorana lähetyksenä.

Suuri harppaus ihmiskunnalle? Niin, ehkä tulemme näkemään Apollo-projektin onnistumisen mahtavana osoituksena ihmisen halusta tutkia maailmaa, jossa hän elää. Ehkä tulemme näkemään sen symboloivan aikamme kykyä toteuttaa tieteen ja tekniikan avulla mitä hämmästyttävimpiä projekteja. On mahdollista, että tulevat historiankirjat esittävät sen yhtä merkittävänä tapahtumana kuin keräilijän ja metsästäjän elämäntavasta luopumisen tai ihmisen lopullisesti eläimestä erottaneen kulttuurisen kehityksen alkamisen. Osoittaahan Apollo-projekti, että ei ole enää science fictionia ajatella ihmisen jättävän planeettansa ja kehittävän uudenlaisia elämänmuotoja muualla maailmankaikkeudessa.

Vaikka avaruusseikkailun alkamisesta ei ole kuin runsaat 30 vuotta - häviävän pieni aika jos ajatellaan vuosituhansia joita olemme käsitelleet - on avaruustekniikka jo osa arkipäivää. Käytämme tietoisesti tai tiedostamatta satelliittien varassa toimivia laitteita esimerkiksi katsellessamme televisiota, puhuessamme puhelimessa tai seuratessamme säätiedotuksia. Lisäksi näitä rivejä kirjoitettaessa on eräs huomattavimmista avaruusprojekteista kulkemassa kohti päätöstään. Kaksitoista pitkää vuotta kestäneen matkansa jälkeen Voyager 2 on suorittanut viimeisen tehtävänsä Neptunuksen luona. Yhdellä iskulla, muutaman kiihkeän elokuisen päivän aikana vuonna 1989, on tieto eräästä aurinkokunnan jäsenestä moninkertaistunut.

Viime vuosikymmenten avaruusseikkailu tulee varmasti muuttamaan maailmankuvaamme perinpohjaisesti. Ensimmäistä kertaa ihminen on voinut tarkastella maailmaansa ulkoapäin. Avaruudessa oleskelleet astronautit tai kosmonautit ovat kertoneet kokeneensa eksistentiaalisen, lähes uskonnollisen elämyksen nähdessään Maan sinisenä planeettana avaruudessa. He ovat kokeneet äkillisenä ilmestyksenä sekä kosmisen äärettömyyden että pienen maailmamme haurauden ja katoavaisuuden.

Avaruusmatkat merkitsevät kuitenkin myös jotain muuta. Ensimmäisiä ihmisiä ei ajanut kuuhun niinkään uteliaisuus ja pyrkimys tutkia maailmaa. Neil Armstrongin ensimmäinen askel kuun pinnalla - askel joka maksoi 24 miljardia dollaria - oli itse asiassa kahdeksan vuotta aikaisemmin alkaneen teknologisen suurvaltauhon huipennus.

12. huhtikuuta vuonna 1961 neuvostoliittolainen Juri Gagarin suoritti Vostok I-aluksella avaruusmatkan ensimmäisenä ihmisenä historiassa. Gagarinin 108 minuuttia kestänyt kierros maan ympäri teki - ensimmäisen neuvostoliittolaisen satelliitin, Sputnikin, 4.10.1957 tapahtuneen laukaisun tavoin - tavattoman suuren vaikutuksen toiseen suurvaltaan, USA:han. 25. päivä toukokuuta 1961 presidentti Kennedy piti USA:n kongressissa kuuluisan puheensa, jossa hän Neuvostoliiton haasteeseen vastaten ehdotti, että USA käynnistäisi uuden avaruusohjelman.

Kennedyn argumentit olivat selkeitä. "Mikäli aiomme voittaa maailmassa käynnissä olevan taistelun tyrannian ja vapauden välillä, mikäli aiomme voittaa taistelun ihmisten sieluista, on viime viikkojen dramaattisten avaruudessa tapahtuneiden asioiden täytynyt tehdä meille selväksi - aivan kuten Sputnik teki vuonna 1957 - millaisen vaikutuksen tämä seikkailu tekee kaikkiin niihin, jotka yrittävät päättää kumman puolen he valitsisivat." Arvelen, Kennedy jatkoi, että maamme pyrkii ennen tämän vuosikymmenen loppua lähettämään ihmisen kuuhun ja tuomaan hänet terveenä takaisin. "Mikään muu avaruusohjelma ei tee voimakkaampaa vaikutusta ihmiskuntaan tai ole avaruuden tutkimuksen kannalta merkittävämpi. Eikä yksikään projekti ole yhtä vaikea ja kallis toteuttaa."

Tuota selvemmin ei avaruusohjelman ideologista ja poliittista sisältöä voida muotoilla. Eikä selvemmin voida myöskään kuvata aikamme tunnusmerkiksi muodostunutta tieteen, tekniikan ja kansallisten etujen välistä läheistä yhteyttä. Tämä seikka ei päde tietenkään vain suurisuuntaisten avaruusseikkailujen alueella. Koko modernille yhteiskunnalle on tyypillistä se, että tieteen ja tekniikan pääasiallinen tarkoitus on toimia tuotantotekijänä, joka palvelee kansallisia ja teollisia päämääriä.

Viime vuosikymmeninä tapahtuneen avaruuden tutkimisen ja alkavan valloituksen taustamotiiveista huolimatta on selvää, että avaruusteknologian kehittyminen muodostaa keskeisen luvun ihmisen ja tekniikan historiassa. Entä mikä muu on tyypillistä sodanjälkeisen ajan tekniikan historialle?

Eräs tärkeä seikka ei liity niinkään teknisiin uutuuksiin kuin tekniikan leviämiseen. Yhteiskuntamme on nykyään aineellisesti korkealla tasolla. Lämpö, vesi ja valaistus ovat itsestäänselvyyksiä. Meidän on korkeintaan väännettävä hanasta tai painettava nappia. Matkustaminen omalla autolla tai muilla nykyaikaisilla kulkuvälineillä on itsestään selvää. Muutamaa nappia painamalla voimme saada silmänräpäyksessä kontaktin mille tahansa puolelle maailmaa. Kotimme ovat täynnä koneita ja muita teknisiä apuvälineitä ruoanlaittoa, säilytystä, siivousta, vaatteiden ja ruumiin hoitoa, urheilua, huvittelua ja kaikenlaista muuta varten.

Auto, jääkaappi, pölynimuri, televisio ja monet muut laitteet, joita nykyisin pidetään hyvän elintason edellytyksenä, eivät sodan jälkeen olleet teknisiä uutuuksia. Ne kuuluivat kuitenkin edelleen yhteiskunnan hyväosaisille. Yhteiskuntamme sodanjälkeisen historian keskeinen piirre on siten tärkeiden teknisten apuvälineiden leviäminen arkielämään.

Tämä koskee kuitenkin vain teollistuneen maailman kehittyneimpiä yhteiskuntia. Suuri osa ihmiskunnasta elää nykyään teknisellä tasolla, joka ei olennaisesti eroa tuhansien vuosien takaisesta tasosta. Silloin kun nykyinen tekninen kehitys heitä koskettaa, ovat sen vaikutukset usein kielteisiä.

Muuten sodanjälkeisestä teknisestä kehityksestä on vaikea antaa selvää kuvaa. Meiltä puuttuu vielä näkökulma, joka mahdollistaisi viime vuosikymmenten tarkastelemisen etäältä. On helpompi esittää kysymyksiä kuin vastauksia. Onko esimerkiksi ydinvoima vain lyhytkestoinen välivaihe ihmiskunnan energiahuollon historiassa, kuten monet haluavat uskoa, vai edustavatko nykyiset ydinvoimalat - Saveryn ja Newcomenin höyrykoneiden tavoin - ensimmäistä sukupolvea kehityksessä kohti yhä edistyneempiä laitteita? Merkitseekö 1970-luvun energiakriisin herättämä kiinnostus tuuli- ja aurinkoenergiaa kohtaan uuden energiateknisen aikakauden alkua?

Mitä merkitsee kasvava tietoisuus ympäristövaikutuksista, joita modernin tekniikan käyttö usein synnyttää? Yleisen tietoisuuden teollisuusyhteiskunnan luonnolle aiheuttamista vaaroista katsotaan usein saaneen alkunsa Rachel Carsonin kirjasta Äänetön kevät (1962) ja varoituksista, joita se esitti kemiallisten torjunta-aineiden vaikutuksista. Kolme vuosikymmentä myöhemmin "ympäristöystävällinen" on jopa kaupallinen argumentti ja ympäristönsuojelutekniikka yhä tärkeämpi ala. Ehkä tulevaisuudessa viime vuosikymmenten kehitystä pidetään tässä suhteessa käännekohtana.

Kuinka laserin tapaiseen uuteen tekniikan alueeseen voi luoda yleissilmäyksen? Tämä tekniikka kirkkaan ja tiiviin valonsäteen tuottavan valonlähteen valmistamiseksi esiteltiin ensimmäistä kertaa vuonna 1960, mutta sillä on jo nyt lukemattomia sovellutuksia tieteellisessä tutkimuksessa, lääketieteessä, sotilaallisessa tekniikassa ja teollisessa tuotantotekniikassa. Se on käytössä myös monissa kodeissa ennen kaikkea CD-soittimissa.

Merkitseekö nykyinen materiaalien kehitys - muovit, komposiitit ym. - yhtä suurta teknistä vallankumousta kuin metallurgian ja lasinvalmistuksen synty tuhansia vuosia sitten?

Mitä lääketieteellinen tekniikka merkitsee? Ihmisten elimistöön voidaan asentaa paristokäyttöisiä laitteita, esimerkiksi sydämentahdistajia, jotka toimivat kehon apuna. Toimimasta lakanneet elimet korvataan muilla laitteilla, kuten dialyysikoneella tai sydän-keuhko-koneella. Tuhoutunut iho korvataan synteettisillä materiaaleilla. "Varaosaihmistä" pidetään jo tosiasiana. Ehkä ihmisen ja koneen välinen raja katoaa pian?

Kysymyksiä voidaan esittää paljon ja sodanjälkeinen tekninen kehitys voitaisiin helposti esittää enemmän tai vähemmän käänteentekevien uutuuksien luettelona. Mutta sen sijaan aion seuraavassa rajoittua kahteen alueeseen, jotka avaruustekniikan tapaan tulevat varmasti sisältymään ajastamme tulevaisuudessa esitettäviin historiallisiin katsauksiin: tietokone- ja puolijohdetekniikkaan sekä biotekniikkaan. Nämä tekniikan alueet epäilemättä lyövät leimansa aikaamme. Samalla ne ovat kuitenkin alueita, joilla on paljon kauemmas ulottuva esihistoriansa.

Nykyään tietokoneita käytetään lukemattomissa eri yhteyksissä. Lyhyesti sanottuna kaikki ympäristömme laitteet sisältävät komponentteja, joita voidaan luonnehtia laitteiden toimintaa ohjaaviksi pieniksi tietokoneiksi. Tietokoneiden alkuperää on kuitenkin etsittävä suppeammalta alueelta. Ensimmäiset tietokoneet olivat nimittäin tarkoitettu ensisijassa matemaattisiin laskutoimituksiin. 1950-luvulla niitä kutsuttiin usein myös "matematiikkakoneiksi". Englannin kielen tietokonetta merkitsevä sana, computer, kuvastaa tietokoneiden alkuperää. Ennen ensimmäisiä tietokoneita laskuapulainen suoritti matemaattiset laskutoimenpiteet joko manuaalisesti tai kampikäyttöisen laskukoneen avulla. Keskiaikaisissa luostareissa työn tekivät computoresit, henkilöt joiden tehtävänä oli huolehtia tileistä ja kalentereista.

Mekaanisten apuvälineiden käyttäminen matemaattisten laskutoimenpiteiden suorittamiseen on ollut pitkään tavallista. Antiikista aina pitkälle uuteen aikaan helmitauluilla oli samankaltainen rooli kuin nykyään taskulaskimilla. 1600-luvulla, kun logaritmien avulla laskemisen metodi kehitettiin, keksittiin laskutikku, joka avulla voitiin suorittaa likiarvoisia kertolaskuja ja jakolaskuja, laskea neliöjuuria jne. Ainakin teknikoille laskutikulla tuli olemaan keskeinen merkitys. Vielä 1960-luvulla laskutikku oli itsestään selvä ja välttämätön apuväline kaikissa yhteyksissä, joissa oli suoritettava nopeita laskutoimenpiteitä.

1600-luvulla keksittiin myös ensimmäiset mekaaniset laskukoneet. Ne kehitettiin tieteellisiä - ennen kaikkea astronomisia - laskelmia helpottamaan. 1800-luvulla laskukoneet - joita voitiin jo valmistaa massatuotantona - yleistyivät kaupan ja muun taloudellisen toiminnan piirissä. Seuraa ne saivat kirjanpito- ja laskutuskoneista. Näiden koneiden perusajatuksena oli laskelmien standardisoiminen ja mekanisoiminen siten, että laskuapulainen saattoi rutiininomaisesti suorittaa varsin laajoja matemaattisia toimenpiteitä, esimerkiksi laskea palkkalistoja tai laskutusalennuksia. Monet maailman nykyisistä johtavista tietokoneyrityksistä aloittivat vuosisadan vaihdetta ympäröivinä vuosikymmeninä esimerkiksi kirjanpitoon tarkoitettujen reikäkorttikoneiden valmistajina.

1800-luvun lopussa ja 1900-luvun alussa esiteltiin monia koneita, jotka pystyivät suorittamaan mutkikkaampia laskutoimituksia. Tietokoneet sanan nykyisessä merkityksessä alkoivat kehittymään kuitenkin vasta 1930- ja 40-luvulla. Ne perustuivat osin niiden teoreettisten edellytysten selvittämiselle ja osin sille, että mekaanisista konstruktioista siirryttiin koneisiin, joissa käytettiin elektroniputken ja puhelinreleen kaltaisia sähköteknisiä komponentteja. Toinen maailmansota sekä sotilaallisten tarpeiden sanelemat nopeat laskutoimitukset, kuten ballististen taulukkojen laskeminen, edistivät kehitystyötä voimakkaasti.

Missä ja kenen toimesta ensimmäiset tietokoneet sanan nykyisessä merkityksessä rakennettiin? Kysymykseen ei ole helppo vastata, sillä suuri osa kehitystyöstä tapahtui salassa toisen maailmansodan aikana. Vastaus riippuu myös siitä, miten tietokone määritellään. Monet antavat kunnian saksalaiselle Konrad Zuselle (s. 1910). Hän rakensi 1930-luvun lopulla ja 1940-luvun alussa sähkömekaanisia koneita, joissa käytettiin puhelinreleitä ja kaksijärjestelmää. Iso-Britanniassa otettiin vuonna 1943 käyttöön Colossus, laite jolla purettiin saksalaisten salakirjoitusta. Sen oli kehittänyt matemaatikko Alan M. Turing (1912-1954), joka oli jo vuonna 1936 kirjoituksessaan "Can a Machine Think" esittänyt ajatuksen yleisestä loogisesta koneesta. USA:ssa rakennettiin vuosina 1944-45 Mark I, valtava sähkömekaaninen kone, sekä ENIAC (Electronic Numerator, Integrator and Computer), ensimmäinen täysin elektroninen kone.

Kaikkia mainittuja koneita voidaan kutsua nykyisten tietokoneiden edeltäjiksi. Toisaalta voidaan kuitenkin väittää, että tietokoneista nykyaikaisessa mielessä voidaan puhua vasta sellaisten täysin elektronisten koneiden yhteydessä, jotka pystyvät myös tallentamaan ohjelman, joka ohjaa työtä koneen muistissa. Ensimmäiset tähän kykenevät koneet otettiin käyttöön heti sodan jälkeen.

1940-luvun lopulla tietokoneet olivat todellisuutta. Ne alkoivat myös osoittamaan käyttökelpoisuutensa siihenastisen käyttöalueensa, tieteellisten ja sotilaallisten piirien ulkopuolella. Ensimmäinen kaupallisesti valmistettu tietokone, UNIVAC (Universal Automatic Computer) toimitettiin vuonna 1951 USA:n väestörekisterikeskukselle ja tuli yleisesti tunnetuksi kun sitä tuona vuonna käytettiin presidentinvaalien ennusteiden tekemiseen.

Nämä varhaiset tietokoneet käsitettiin edelleen pelkiksi laskukoneiksi. Yleisesti uskottiin, että pari keskuskonetta valtiota kohden riittäisi avuksi mutkikkaissa matemaattisissa laskutoimituksissa. Vielä 1950-luvun puolivälissä kukaan ei voinut aavistaa lukemattomia käyttötarkoituksia, joita tietokoneilla vain pari vuosikymmentä myöhemmin osoittautuisi olevan.

Seuraavassa jaksossa keskitytään tarkastelemaan niiden komponenttien kehitystä, jotka mahdollistivat tietokoneiden laajamittaisen leviämisen seuraavien vuosikymmenten aikana. On tähdennettävä, että kyseinen "hardwaren" kehitys on vain osa tietokoneiden historiaa. Yhtä tärkeää on ollut eri tehtäviin tarkoitettujen ohjelmien, "softwaren" kehitys, joka muutti matematiikkakoneet todellisiksi yleiskoneiksi ja teki niistä työkaluja, joita matemaatikkojen ja muiden asiantuntijoiden ohella voivat käyttää lyhyesti sanottuna ketkä tahansa. "Softwaren" kehitys on jätetty kuitenkin seuraavasta pois.

Tietokoneiden historia jaetaan tavallisesti erilaisiin sukupolviin. 1950-luvulla syntyivät ensimmäisen sukupolven tietokoneet. Niitä kuvaillaan usein jättimäisiksi hirviöiksi. Kapasiteetiltaan ne eivät olisi kuitenkaan pärjänneet yksinkertaiselle modernille taskulaskimellekaan. Ne oli koottu tuhansista elektroniputkista ja muista komponenteista. Jo ensimmäisessä, vuonna 1946 valmistuneessa elektronisessa tietokoneessa, ENIAC:issa, oli 18 000 elektroniputkea. Se oli huoneen kokoinen ja kulutti valtavia määriä sähköä.

Elektroniputki on periaatteessa samanlainen kuin hehkulamppu. On helppo ymmärtää, että kone, joka koostuu tuhansista lasisista "lampuista", jotka on kytketty toisiinsa yhteensä jopa kymmenellä kilometrillä johtoja, on hyvin herkkä ja vaatii paljon energiaa. Näiden koneiden käyttämiseen tarvittava energia saattoi nousta sataan kilowattiin. 1950-luvulla elektroniputken kokoa pienennettiin, jolloin se kulutti vähemmän energiaa ja oli luotettavampi. Mutta kun näin monia elektroniputkia oli kytketty yhteen, oli jatkuvien häiriöiden todennäköisyys kuitenkin suuri (ajatelkaa kuinka usein ja odottamattomasti lamppu "palaa" tavallisessa kotitaloudessa, jossa on vain kymmenkunta lamppua). Ja kuinka tuhansien putkien joukosta voitiin nopeasti löytää viallinen? Lisäksi vaikeuksia aiheuttivat koneen kehittämä lämpö sekä komponentteja yhdistävät valtavat johtovyyhdit.

Toisen sukupolven tietokoneiden perustana oli uusi komponentti, transistori, joka korvasi elektroniputken. Myös transistorin alkuperä on toisen maailmansodan aikaisessa kiihtyneessä kehitystyössä. Tutkatekniikkaa kehitettäessä osoittautui, että heijastuneita korkeataajuuksisia radioaaltoja vastaanottavassa laitteistossa oli elektroniputki korvattava välttämättä germaniumin ja muiden aineiden kiteillä. Kyseessä oli tavallaan paluu vanhempaan tekniikkaan. Olivathan yksinkertaiset kidevastaanottimet, joissa kiteitä käytettiin saapuvien radioaaltojen tasasuuntaukseen, edistäneet voimakkaasti radiotekniikan leviämistä ja kansanomaistumista vuosisadan alussa, ennen elektroniputkien yleistymistä.

Toisen maailmansodan loputtua kiteisten aineiden - seleenin, piin ja germaniumin - sähköisten ominaisuuksien tutkimukset jatkuivat. Näitä aineita kutsutaan puolijohtaviksi materiaaleiksi koska sähkönjohtokyvyn suhteen ne sijoittuvat erittäin hyvin sähköä johtavien aineiden ja eristävien aineiden välille. Kokeet ja teoreettiset tutkimukset osoittivat, että sähkönjohtokykyyn on mahdollista vaikuttaa jos kiteet tehdään tietyillä muilla aineilla "epäpuhtaiksi".

Vuonna 1947 puhelinyhtiö Bellin suuressa ja menestyksekkäässä tutkimuslaboratoriossa työskentelevät William Shockley (s. 1910), Walter Brattain (1902-1987) ja John Bardeen (s. 1908) onnistuivat tältä pohjalta valmistamaan ensimmäisen transistorin. He osoittivat myös, että radioaaltojen lähettämisessä, vahvistamisessa ja vastaanottamisessa tätä puolijohdetutkimuksen tuotetta voitiin periaatteessa käyttää samoin kuin elektroniputkea. Matka transistorien suurimittaiseen kaupalliseen tuotantoon oli pitkä. 1950-luvun kuluessa transistorit kuitenkin korvasivat elektroniputken yhä useammassa laitteessa. Edut olivat ilmeiset: pieni koko, käyttövarmuus, nopeus (ei lämpiämisaikaa), huokeus ja pieni energiankulutus. Eräs ensimmäisistä transistorituotteista oli muuten pieni kuulokoje, joka olisi varmasti miellyttänyt Bell-yhtiön perustajaa, kuuromykkien opettaja Alexander Graham Belliä.

1950-luvun puolivälissä transistorista oli tulossa osa arkipäivää ja tuttu myös laajemmalle yleisölle - kiitos tästä kuului ennen kaikkea pienille, halvoille, paristoja säästäville ja kannettaville transistoriradioille, jotka korvasivat huonekalumaiset radiovastaanottimet.

Transistorin avulla voitiin toisen sukupolven tietokoneiden mittasuhteita pienentää huomattavasti ja suurista energiaa ahmivista matematiikkakoneista tuli museotavaraa. Transistori teki tietokoneista myös entistä käyttövarmempia, sillä piirien määrää - toisin sanoen kapasiteettia - voitiin lisätä ilman luotettavuuden liian suurta pienentymistä. Transistori ei kuitenkaan ratkaissut kaikkia rakenteellisia ongelmia, mikä selvisi kun uudella tekniikalla yritettiin toteuttaa suunnittelijoiden piirustuspöydällä syntyneitä tehokkaita tietokoneita. Esimerkiksi ensimmäiset toisen sukupolven tietokoneet sisälsivät 25 000 transistoria sekä satojatuhansia vastuksia, kondensaattoreita ja diodeja. Kaikki nämä komponentit oli kytkettävä yhteen. Tämä voitiin tehdä vain käsityönä, mikä ei ollut ainoastaan aikaavievää - 100 000:n komponentin systeemi saattoi vaatia 1 000 000 liitosta - vaan myös äärimmäistä huolellisuutta vaativaa. Yksikin väärä kytkentä saattoi aiheuttaa sen, ettei kone toiminut tarkoitetulla tavalla.

Lisäksi kytkentöjen suuri määrä merkitsi sitä, että tietokoneilta kului kohtuuttoman kauan tehtäviensä suorittamiseen. Tietokone perustuu sille, että yhteen toimitukseen sisältyvät valtavan monet vaiheet suoritetaan erittäin lyhyessä ajassa. Mikäli sähköimpulssit syöksähtelevät edestakaisin komponentteja yhdistävissä johtimissa - olivat ne kuinka lyhyitä tahansa - on riskinä, että mitä enemmän koneet sisältävät piirejä, sitä hitaampia niistä tulee. Erityisesti tietokoneiden käyttö asejärjestelmissä sekä avaruusohjelmissa teki tästä ongelmasta polttavan. On itsestään selvää, että ydinohjusta tai kuualusta ohjaavan tietokoneen on oltava paitsi käyttövarma myös tehokas ja pienikokoinen.

Ratkaisun komponenttien yhteenkytkemisen ongelmaan tarjosi 1940-luvun lopulla kehittymään alkanut tekniikka, jossa käytetään painettuja piirilevyjä. Eristävää materiaalia oleva levy päällystetään ohuella kuparikerroksella, jonka jälkeen se peitetään valoherkällä filmillä. Filmin valotuksessa käytetään maskia, joka päästää valonsäteet vain niihin kuparipinnoitten kohtiin, jotka kuuluvat sähköpiireihin. Valotettaessa filmi kovettuu ja valottumattomat osat pestään kemiallisella liuoksella pois. Tämän jälkeen pinta käsitellään hapolla, joka liuottaa kuparin kohdista, joita valottunut filmi ei peitä. Jäljelle jää levy, jonka kuparipinnan muodostamiin piireihin komponentit voidaan asentaa.

Tietyssä mielessä samankaltaista tekniikkaa käytettiin valmistettaessa komponentteja, jotka tulivat mullistamaan tietokoneiden tuotannon ja käytön ja loivat perustan kolmannen sukupolven tietokoneille. Kyseessä olivat integroidut piirit. Integroitujen piirien keksiminen luetaan amerikkalaisten Jack Kilbyn (s. 1923) ja Robert Noycen (s. 1927) ansioksi. He saivat toisistaan riippumatta vuonna 1958 idean erääseen vuosisatamme käänteentekevimmistä teknisistä keksinnöistä. Idea perustui tiedolle, että piistä voidaan transistorien lisäksi valmistaa myös muita elektronisten piirien pääkomponentteja, vastuksia ja kondensaattoreita. Kilby ja Noyce ymmärsivät, että tällöin yhdelle ainoalle ohuelle piilevylle voidaan rakentaa monia pieniä ja ennaltamäärätyllä tavalla toisiinsa kytkettyjä transistoreja, kondensaattoreita ja vastuksia. Sen sijaan että aikaisempaan tapaan piilevy sahattaisiin palasiksi, joista valmistettaisiin piirilevylle asennettavia transistoreja, voidaan koko elektroninen piiri rakentaa yhdelle ainoalle piikappaleelle - "sirulle".

Valmistuksessa piisauvoista sahataan ohuita liuskoja. Liuskat päällystetään erilaisilla pinnoitteilla - esimerkiksi "epäpuhtaalla" piillä - ja niille syövytetään valoherkän materiaalin ja maskien avulla kuvio (vrt. painettujen piirien valmistukseen), josta eri komponentit muodostuvat ja joka kytkee nämä yhteen piiriksi. Jokainen liuska voidaan täyttää sadoilla identtisillä piireillä, jotka prosessin päätyttyä irrotetaan liuskasta niin että niistä muodostuu joidenkin senttimetrien suuruisia siruja. Piirrokset piireistä tehdään erittäin suuressa mittakaavassa mutta pienennetään valokuvaamalla kuvioksi, joka on piirien valmistusta ohjaavien maskien perustana. Niin kutsutulla LSI-tekniikan (Large Scale Integration) avulla voidaan hyvin suuri määrä komponentteja mahduttaa suppealle alueelle ja suunnittelija voi valmistaa juuri tarvitunlaisen piirin.

Ensimmäisissä integroiduissa piireissä oli kymmenkunta komponenttia. Pian puhuttiin sadoista ja 1960-luvun lopulla tuhansista komponenteista yhdellä ainoalla sirulla. Niin kutsutun Mooren lain mukaan komponenttien pakkaustiheys kaksinkertaistuu joka kolmas vuosi. Tätä kirjoitettaessa on suurimmassa piirissä yli miljoona transistoria piilevyllä - sirulla - jonka koko on 1 x 0,5 senttimetriä! Tätä lukiessa on tämä tiheys todennäköisesti ylitetty.

Integroidun piirin kehittäminen on erittäin kallista. 1960-luvulla siruja käytettiin siksi ennen kaikkea sotilaallisiin tarkoituksiin sekä avaruusprojektien suuriin tietokoneisiin. Näillä alueilla suuret kehityskulut voitiin sietää. Mutta mikäli piisiruja valmistetaan massatuotantona, voidaan niitä tuottaa halvalla suurista kehitys- ja suunnittelukuluista huolimatta.

1970-luvun alussa kehitettiin uudenlaisia tietokoneita, ennen kaikkea niin kutsutut mikrotietokoneet. Tietokoneiden keskusyksikkö, prosessori, rakennettiin yhdelle ainoalle sirulle. Toisille siruille sijoitettiin ohjelma- ja muistiyksiköt. Näin saatiin mukautuvia tietokoneita, jotka voitiin helposti ohjelmoida erilaisia tarkoituksia varten ja joiden pääkomponentteja voitiin valmistaa massatuotantona huokeaan hintaan. Potentiaaliset markkinat olivat suuret eivätkä koostuneet ainoastaan siihen asti tavallisista tietokoneiden käyttäjistä - yrityksistä, julkisista laitoksista ja muista suurista organisaatioista.

Mikrotietokoneet olivat perustana henkilökohtaisille tietokoneille eli pc-koneille (yhdelle käyttäjälle tarkoitetuille tietokoneille), jotka kehittyivät harrastelijoiden tietokoneista. 1970-luvun puolivälissä tietokoneharrastajat, "hakkerit", nimittäin huomasivat, että uutta tekniikkaa voi käyttää henkilökohtaiseksi iloksi ja hyödyksi.

Tietokonetekniikka kuului radiotekniikan tavoin alunperin suurien yritysten ja instituutioiden toimialaan. 1970-luvun alussa amatööri- ja harrastelijatietokoneet alkoivat kuitenkin muodostua käsitteeksi ja ensimmäiset rakennussarjat tulivat markkinoille. Suuri läpimurto tapahtui vuonna 1975 kun Popular Electronics-lehdessä esiteltiin postimyynnillä toimitettava Altair 8800-tietokoneen rakennussarja. Sitä myytiin tuhansittain innostuneille elektroniikkaharrastajille, joille tietokoneen kokoaminen itse merkitsi mahdollisuutta tutustua tarunomaiseen tekniikkaan, joka siihen asti oli kuulunut suurille organisaatioille.

Rakennussarjat ja prosessorien kaltaisten komponenttien saatavuus muodostivat haasteen Silicon Valleyn "The Homebrew Computer Clubin" tapaisiksi harrastuskerhoiksi järjestäytyneiden nuorten taidoille, kekseliäisyydelle ja mielikuvitukselle. Näistä kerhoista kasvoi nuorten amatöörien - jotka olivat nopeasti huomanneet, että heidän leikkikalunsa kelpasivat käytännön työhön - luomia pieniä yrityksiä. Jotkin näistä yrityksistä, esimerkiksi Apple Computer Inc., laajenivat harvinaisen nopeasti. Äkkiä IBM:n kaltaisten suurvalmistajien oli pakko tajuta, että nämä elektroniikkaharrastelijat olivat keksineet kokonaan uudenlaisen tietokoneen, pc:n, jolla oli lähes rajoittamattomat markkinat.

Tietokone on 1980-luvulla muuttunut yksinomaan suurten instituutioiden työkalusta jokapäiväiseksi työ- ja huvitteluvälineeksi, joka löytyy useimmilta työpaikoilta sekä monista kodeista. Samalla tietokoneiden kapasiteetti on tietysti kasvanut huomattavasti. Moderni pc voi olla yhtä tehokas kuin 1960-luvun suurtietokone. Joskus puhutaan myös uusista tietokonesukupolvista, jotka ovat seuranneet kolmea ensimmäistä.

Mikroprosessoreita ja muita sirun muodossa olevia piirejä asennetaan nykyään myös moniin muihin laitteisiin. Niitä voidaan valmistaa kaikkiin mahdollisiin tarkoituksiin, joissa tarvitaan jonkinlaista ennalta ohjelmoitua valvontaa tai prosessinhallintaa. Ensimmäinen laajemmalti levinnyt tuote, jossa käytettiin integroituja piirejä, oli pienoislaskin. Se tuli markkinoille vuonna 1971 ja muodostui heti suureksi menestykseksi. Toinen samalta vuodelta peräisin oleva tuote oli elektroninen digitaalirannekello. Tämän jälkeen ei kestänyt kauaa ennen kuin pienistä, vähäpätöisistä piisiruista tuli useimpien arkipäiväisten laitteiden - ompelukoneiden, pölynimurien, tv-pelien ja jopa autonmoottorien - tavallisia osia.

Tietokoneet ja erilaiset tietokoneistetut toiminnot liittyvät läheisesti erääseen prosessiin, joka ei ole vielä päättynyt ja jota yhä useammin kutsutaan niin sanotun tietoyhteiskunnan syntymiseksi. Kiehtovassa yrityksessään tutkia modernin tietoyhteiskunnan syntyä yleisestä näkökulmasta käsin viestintätutkija James R. Beniger on esittänyt, että nopea yhteiskunnallinen muutos, jota uskomme nykyään olevamme todistamassa, alkoi itse asiassa jo 1800-luvun kahdella viimeisellä ja 1900-luvun ensimmäisellä vuosikymmenellä. Tuolloin tietoyhteiskunta alkoi muotoutumaan ja tietojenkäsittely muodossa tai toisessa alkoi kohoamaan yhtä tärkeäksi kuin energian ja materiaalien käsittely erilaisissa teknisissä prosesseissa.

Beniger selittää tietojenkäsittelyn merkityksen kasvua vuosisadan vaihdetta ympäröivinä vuosikymmeninä sillä, että 1800-luvun teollinen vallankumous johti vaihdannan nopeuden ja määrän dramaattiseen kasvuun raaka-aineiden, valmiiden tuotteiden, kuljetusten ym. kohdalla. Kehittyneet suuret organisaatiot - yritykset, valtiolliset laitokset jne. - joutuivat vaikeuksiin kun kyse oli näiden tarkastelusta, hallitsemisesta ja kontrolloinnista. Seurauksena oli Benigerin sanoin "a control crisis" ja vastauksena tähän kriisiin "the Control Revolution". Tämä vallankumous - joka Benigerin mukaan oli vähintään yhtä merkittävä kuin aikaisempi teollinen vallankumous - sai alkunsa erilaisten byrokraattisten organisaatiorakenteiden muodossa sekä uuden viestintä- ja tietotekniikan - kuten lennättimen, puhelimen, kirjoituskoneen ja kirjanpitokoneen - kehittymisessä. Tämä kehitys tähtäsi viime kädessä kontrollin voimistamiseen yrityksissä ja muissa organisaatioissa tietojenkäsittelytekniikan avulla.

Viime vuosikymmenten kehitys ei merkitse ratkaisevaa katkosta tässä satavuotisessa "Control Revolutionissa". Tietokoneistaminen on ainoastaan tarjonnut uusia mahdollisuuksia, voimistanut aikaisempia suuntauksia ja siten selventänyt tietojenkäsittelyn keskeistä merkitystä.

Miksi informaatio on niin keskeinen ilmiö, että tietojenkäsittelyn kanssa tavalla tai toisella tekemisissä olevat alat ovat jättämässä varjoonsa "tavalliset" maanviljelyyn ja teollisuuteen liittyvät alat? Benigerin vastaus on, että informaatio ja organisaatio ovat jonkinlaisia elämän ja elävien olentojen perusprinsiippejä. Niin elävä solu ja organismi kuin yritys ja yhteiskuntakin ovat kokonaisuudessaan riippuvaisia informaatiosta, joka mahdollistaa tietynlaisen organisaation ylläpitämisen sekä ympäristön kontrolloinnin. Siksi viimeisen sadan vuoden teknisen kehityksen tuloksena syntynyt kyky käsitellä suuria informaatiomääriä merkitsee Benigerin mukaan itse asiassa vallankumousta, jolla ei ole vastinetta ihmisen historiassa. Meidän on palattava paljon kauemmas, ehkä jopa 3 500 miljoonaa vuotta sitten tapahtuneeseen elämän syntyyn asti, jotta löytäisimme vastaavanlaisen kehitysaskeleen!

Meidän ei ole pakko hyväksyä Benigerin provokatiivisia johtopäätöksiä jotta voisimme aavistaa, että jotain historiallisesti erittäin merkittävää on tapahtumassa meidän aikanamme. Tietojenkäsittelyn keskeinen merkitys on kiistämätön tosiasia. Yhtä kiistämätöntä on, että soluja ja eläviä organismeja tutkitaan yhä suuremmalla menestyksellä tietoakäsittelevinä järjestelminä. Samalla tavoin kuin tietokoneilla on ohjelmistonsa, on soluilla ohjelmistonsa DNA-rakenteen muodossa. Näin pääsemme käsiksi vielä erääseen keskeiseen alueeseen sodanjälkeisessä historiassa: biotekniikkaan.

Modernilla biotekniikalla on pitkä esihistoria. Tietysti jo maanviljelyn syntyä voidaan kutsua biotekniseksi kumoukseksi. Maanviljelijät ovat kautta aikojen käyttäneet tietynlaista tekniikkaa kasvien ja kotieläinten geneettisen perimän jalostamiseen. Esimerkiksi viljalajien satoisuutta on vuosituhansien ajan hitaasti parannettu valitsemalla siemenviljan lähteeksi kasviyksilöt, joilla on toivotunlaiset ominaisuudet. Samoin kotieläinten jalostus kehittyi varhain parittelun kontrolloinnista. Kuten aikaisemmin todettiin, maanviljelyn myötä alkoivat kehittymään myös prosessit, joissa eri tuotteita valmistetaan mikro-organismien aiheuttaman käymisen tai niiden jonkin muun vaikutuksen avulla. Itse asiassa bakteerit ja hiivasienet ovat aina olleet ratkaisevan tärkeitä paitsi ihmiselle myös muille elollisille olennoille. Nämä mikro-organismit vaikuttavat jatkuvasti hajoamis- ja rakentumisprosesseissa, jotka ovat ekosysteemin toiminnan välttämätön edellytys.

Voimme nähdä maanviljelyn synnyn ensimmäisen bioteknisen kauden alkuna. Toinen kausi alkoi vuosisadan vaihdetta ympäröivinä vuosikymmeninä, jolloin tieteellinen kehitys - jota Louis Pasteurin mikro-organismilöydöt ja -tutkimukset sekä Gregor Mendelin (1822-84) suorittama perustavien perinnöllisyyslakien kartoittaminen symboloivat - loi edellytykset biotekniikan uudelle edistysaskeleelle. Tieto hiivasienten merkityksestä muodostui tärkeäksi esimerkiksi panimoteollisuudessa, joka oli eräs suurimmista kulutustavarateollisuuden haaroista. Kuvaavaa on, että symotekniikka (käymistekniikka) otettiin 1800-luvun lopulla oppiaineeksi monissa teknisissä korkeakouluissa. Samanaikaisesti monissa maissa perustettiin tutkimusasemia ja kasvinjalostuslaitoksia, joissa harjoitettiin systemaattista jalostustutkimusta. Lisäksi bakteriologialla tuli olemaan suuri suora tai epäsuora - hygienian korostamisen aiheuttama - vaikutus keskeisillä tekniikan alueilla, kuten elintarviketuotannossa, asuntojen rakentamisessa, jätehuollossa sekä lääkkeiden valmistuksessa.

Uusia mikro-organismien hyödyntämistapoja kokeiltiin. Esimerkiksi ensimmäisen maailmansodan aikana Saksassa syntyi pula glyseriinistä. Tämä normaalisti rasvasta valmistettava aine oli keskeisellä sijalla räjähdysaineiden tuotannossa. Pula ratkaistiin menetelmällä, jossa sokeriliuos käytetään glyseriiniksi. Samoihin aikoihin Ruotsissa kehitettiin menetelmä, jolla paperivalmistuksessa syntyvästä jätteestä voidaan valmistaa spriitä. Jonkin aikaa uskottiin, että koko maan polttoainehuolto voisi perustua sulfiittispriille.

Biotekniikan historian kolmannen vaiheen voidaan katsoa alkaneen 1930-luvulla. Tuolloin esiteltiin tai ryhdyttiin kehittelemään uusia tuotteita - huomattavimpina antibiootit ja hybridisoitu siemenvilja - jotka osoittautuivat monella tavalla erittäin onnistuneiksi.

Jo aikaisemmin oli huomattu, että homesienillä voidaan parantaa tauteja. Homesientä oli käytetty lääkkeenä esimerkiksi kansanomaisessa lääketieteessä. Mikrobiologian kehittyessä 1800-luvun lopulla tehtiin lisäksi useita havaintoja, jotka viittasivat siihen, että homesienet ja muut mikro-organismit hillitsevät tauteja aiheuttavien bakteerien kasvua. Antibioottien valmistukseen johti kuitenkin englantilaisen tutkijan Alexander Flemingin (1881-1955) havainto. Vuonna 1928 Fleming havaitsi sattumalta, että homesieni Penicillium notatum erittää ainetta, joka estää infektion yhteydessä esiintyvien stafylokokki-bakteerien kasvun. Askel vaikuttavan aineen - jota Fleming kutsui penisilliiniksi - teolliseen tuotantoon oli kuitenkin suuri. Penisilliini osoittautui kemiallisesti epästabiiliksi ja kliiniseen käyttöön soveltuvassa puhtaassa muodossa vaikeasti valmistettavaksi. Kuten aikaisemmin todettiin, tämä biotekniikan erityisen tärkeä haara kehittyi teolliseksi toiminnaksi vasta toisen maailmansodan aikana.

Eräs toinen biotekniikan haara on kasvinjalostus. Tutkimuksessaan kasvinjalostuksen historiasta J.R. Kloppenburg on tähdentänyt viljan ja joidenkin muiden kasvien (esimerkiksi perunan) erään erityisominaisuuden merkitystä. Perinteisesti sato ei ole tarkoitettu yksinomaan kulutettavaksi tai markkinoille. Kylvösiementen muodossa se muodostaa myös lähtökohdan seuraavan vuoden sadolle. Tämä merkitsee, ettei uusien lajien kehittäminen kasvinjalostuksen avulla ollut enää yksityisten taloudellisten intressien kannalta kaupallisesti järkevää. Uutta siemenlajiketta ostaneen viljelijänhän ei olisi täytynyt palata vuoden kuluttua takaisin. Sen sijaan hän olisi voinut saada siemenet uutta lajiketta olevasta omasta sadostaan.

1930-luvulla luotiin kuitenkin kylvösiemenmarkkinat. Uudelle kehityssuuntaukselle avasi tien ennen kaikkea niin kutsuttu hybridi-maissi, joka oli kasvinjalostuksen tuote ja paljon satoisampi kuin perinteiset maissilajikkeet. Hyvät ominaisuudet hävisivät kuitenkin seuraavassa sukupolvessa. Tällaisen kylvösiemenen kasvattaminen edelleen oli sitä paitsi mutkikas tapahtuma, johon yksittäisen viljelijän kyvyt eivät riittäneet. Mikäli viljelijä halusi jatkaa satoisan lajikkeen viljelyä, oli hänen siten joka vuosi ostettava uudet siemenet erikoistuneelta kylvösiementeollisuudelta. Näin kylvösiemenet (samoin kuin viljelijät) sulautettiin osaksi maatalousteollista ryhmittymää.

Tätä prosessia voimistivat hybridisoidun kylvösiemenen muut ominaisuudet. Hybridisoidut lajikkeet ovat geneettisesti yhdenmukaisempia kuin perinteiset. Ne tuottavat "standardisoidumpia" taimia, jotka ovat samankokoisia ja kypsyvät samaan aikaan. Tällainen standardisointi helpotti sadonkorjuun mekanisointia. Alkava mekanisointi johti myös vaatimukseen kasvien paremmasta sopivuudesta korjuukoneisiin. Kasvien muokkaaminen jalostuksen avulla osoittautui nimittäin usein helpommaksi koneiden muuttaminen.

Mekanisointi johti lisääntyneeseen pääoman tarpeeseen sekä monien pienten yksikköjen yhdistämiseen muutamaksi suureksi. Samalla tapahtui erikoistumista ja kehitystä kohti monokulttuureja (yhden lajin viljelmiä). Monokulttuurit lisäävät maan köyhtymisen riskiä. Toisin sanoen keinolannoitetta oli käytettävä jatkuvasti. Tätä helpotti se, että toisen maailmansodan seurauksena typpipitoisia aineita valmistava kemiallinen teollisuus oli kasvanut voimakkaasti. Lisäksi monokulttuurit lisäsivät sairauksien ja tuhoeläinten leviämisen riskiä. Näin syntyivät markkinat erilaisille torjunta-aineille. Kuten olemme havainneet, myös tällä alueella maailmansota johti tuotantokapasiteetin voimakkaaseen kasvuun.

Tässä kuvatut seikat koskevat ensi sijassa maissia. Mutta myös monet muut kasvilajikkeet ovat käyneet läpi samankaltaisen prosessin. Genetiikkaa on käytetty sellaisten kasvilajien kehittämiseen, joiden viljely edellyttää kokonaista mekaanisten ja kemiallisten apuvälineiden arsenaalia. Kehitystyön valvonta on yhä suuremmassa määrin siirtynyt pienelle joukolle monikansallisia yrityksiä, jotka ovat useassa tapauksessa olleet alunperin kemikaalien valmistajia ja joilla on patentinkaltaiset oikeudet kaikkeen aina kylvösiemenistä koneisiin ja torjunta-aineisiin.

Biotekniikan kehityksen neljäs vaihe käynnistyi 1970-luvun alussa, jolloin niin kutsuttu geenitekniikka alkoi olemaan todellisuutta. Tämän välittömänä lähtökohtana oli DNA-molekyylin rakennetta koskeva tutkimus, jonka Rosalind Franklin (1920-1958), James Watson (s. 1928) ja Francis Crick (s. 1916) julkaisivat vuonna 1953. DNA (lyhenne englannin sanasta Deoxyribo Nucleic Acid - deoksiribonukleiinihappo) löydettiin itse asiassa jo 1860-luvulla solutumien tutkimisen yhteydessä. Tiedettiin myös että DNA-molekyyli on geneettisen perimän kantaja. Mutta vasta kun molekyylin rakenne selvitettiin, saattoivat tutkijat ryhtyä tarkastelemaan perimän mekanismeja.

Osoittautui, että DNA-molekyylillä on spiraalimainen ja tikapuumainen rakenne. Molekyylin kaksoiskierteen sitovat yhteen neljä niin kutsuttua nukleotidiemästä, joita tavallisesti kutsutaan nimillä A, C, G ja T. Näistä emäksistä muodostuvat "aakkoset", joilla geneettinen perimä on kirjoitettu. Jokainen perintötekijä - geeni - koostuu tietynlaisesta A:n, C:n, G:n ja T:n yhdistelmästä. Kyseinen informaatio ohjaa solujen toimintaa ja siirtää ominaisuudet vanhemmilta jälkeläisille.

DNA-molekyyli neljän nukleotidiemäksensä kera on kemiallisesti ja rakenteellisesti yksinkertainen. Emästen välinen järjestys voi kuitenkin vaihdella lukemattomilla tavoilla. Jokainen geeni sisältää 100-100 000 nukleotidiparia. Nämä geenit ovat peräkkäin spiraalinmuotoisessa DNA-molekyylissä. Ihmisen perimässä on satojatuhansia geenejä ja noin kolme miljardia nukleotidiä. On tietysti tavattoman vaikeata selvittää eri geenien sijainti, nukleotidien järjestys sekä se, kuinka kukin koodi ohjaa erilaisten kemiallisten aineiden muodostumista solussa.

1950-luvun alkupuolen tieteellinen läpimurto genetiikan alueella tapahtui kun tietokoneista oli tulossa osa tekniikan ja teollisuuden arkipäivää. Samoihin aikoihin keskusteltiin niin kutsutusta automatisoinnista. Keskustelu perustui käsitykseen, jonka mukaan lähitulevaisuudessa voitaisiin luoda täysin automaattisia, itseohjautuvia teknisiä prosesseja. Kybernetiikaksi 1950-luvulla nimitetystä viestintätutkimuksen haarasta peräisin olevin käsitteiden ja mallien avulla kuvattiin, kuinka tehtaiden toimintaa säätelisi ohjelmoitu ohjausyksikkö "feedback"-järjestelmän avulla. Tulevaisuudenkuvitelmiin kuului täysin automatisoitu tehdas, jossa raaka-aineet työstetään liukuhihnalla valmiiksi tuotteiksi asti ilman ihmisen väliintuloa. Mikäli lopputuotetta olisi muunnettava, täytyisi ohjausyksikkö vain ohjelmoida uudelleen.

Nämä käsitykset vaikuttivat myös näkemyksiin solusta ja DNA-molekyylistä (vrt. aikaisemmin käsiteltyyn määrittelevään tekniikkaan). Solua kuvailtiin tehtaaksi, joka valmistaa liukuhihnalla proteiineja ja muita hyödykkeitä. Ohjausyksikkö sijaitsee DNA-molekyylissä, johon ohjelmisto on tallennettu jotakuinkin samaan tapaan kuin tietokoneohjelmat magneettinauhalle. Tietokoneen "nollia ja ykkösiä" vastasivat DNA:n A-, C-, G- ja T-emäkset.

Tämä yksinkertainen kuva solusta automaattisena tehtaana innosti kuvitelmiin geneettisen insinööritaidon mahdollisuudesta. Entä jos olisi mahdollista kehittää menetelmiä, joilla solun ohjausyksikkö voidaan uudelleenohjelmoida ja näin määrätä mitä aineita solu tuottaa! Yksisoluisia mikro-organismeja on käytetty jo vuosituhansien ajan oluen, viinin ja muiden tuotteiden valmistuksessa. Jos bakteerien ja hiivasienten geneettistä koodia voitaisiin suunnitelmallisesti muuttaa, avaisi tämä valtavia uusia mahdollisuuksia.

1960-luvulla selvitettiin kuinka DNA-molekyyli ohjaa proteiinien muodostumista solussa. Ratkaisevaa myöhemmälle kehitykselle oli niin kutsuttujen restriktioentsyymien löytäminen vuonna 1971. Nämä toimivat saksien tavoin ja voivat jakaa DNA-molekyylin määrätynlaisiin sekvensseihin.

Samanaikaisesti huomattiin, että restriktioentsyymin avulla irrotettu DNA:n palanen voidaan siirtää toiseen DNA-molekyyliin. Toisin sanoen osoittautui, että on mahdollista ottaa esimerkiksi ihmiseltä jokin geeni ja siirtää se bakteerin DNA-molekyyliin. Näin saadaan uudenlainen DNA-molekyyli, niin kutsuttu hybridi-DNA. Bakteeri "uudelleenohjelmoidaan". Olettakaamme että kyseessä on insuliinin tuottamista ohjaava geeni. Tällöin bakteeri uudelleenohjelmoidaan pieneksi tehtaaksi, joka valmistaa insuliinia. Bakteeri lisääntyy nopeasti ja kaikki sen myöhemmät sukupolvet pystyvät tuottamaan insuliinia.

Hybridi-DNA:ta onnistuttiin valmistamaan koeputkessa ensimmäisen kerran vuonna 1973. Kolme vuotta myöhemmin perustettiin Genentech, maailman ensimmäinen biotekniikkayritys, joka tähtäsi pelkästään hybridi-DNA:n hyödyntämiseen. Vuonna 1982 markkinoille tuotiin ensimmäinen geenitekniikalla valmistettu tuote: rokote erästä nautakarjaa vaivaavaa sairautta vastaan. Tämän jälkeen kehitys on ollut räjähdysmäistä. Nykyään "bakteeritehtaissa" voidaan valmistaa insuliinia, kasvuhormonia, interferonia ja muita lääkkeitä. Monet muut sovellutukset houkuttelevat tai ovat jo todellisuutta. Esimerkiksi käyvät "rakennetut" mikro-organismit, jotka hajottavat ympäristölle vaarallisia jätteitä.

Hybridi-DNA-tekniikan avulla voidaan jopa vaihtaa perintötekijöitä eri lajia olevien kehittyneempien eliöiden - esimerkiksi kahden eri kasvilajin tai eläinlajien - välillä. Geenitekniikan avulla on mahdollista myös muuttaa korkeampien elämänmuotojen perimää.

Huhtikuussa 1988 USA:n patenttivirasto, U.S. Patent and Trademark Office myönsi Harvardin yliopistolle patentin nro. 4,736,866. Tämä historiallinen patentti koski hiirtä, johon oli istutettu syöpää aiheuttava geeni ja joka näin oli "ohjelmoitu" palvelemaan syöpätutkimusta. Jo vuonna 1980 USA:n korkein oikeus oli tehnyt periaatteessa merkittävän päätöksen, jonka mukaan jäteöljyä "syövälle" bakteerille voidaan myöntää patentti. Hiiren patentoiminen oli kuitenkin historiallinen tapaus, sillä se vahvisti, että myös korkeampia elämänmuotoja voidaan tarkastella innovaatioina, joiden kehittäjille myönnetään oikeus keksintönsä kaupalliseen hyödyntämiseen. Elävien olioiden ja kojeiden välinen raja oli olennaisella tavalla hämärtynyt.

Läheisessä tulevaisuudessa ihmisen koko perimä saataneen kartoitettua pienintä yksityiskohtaansa myöten. Historiallisesti ajatellen melko nuorta geenitekniikkaa koskeviin sekä pelottaviin että toiveikkaisiin tulevaisuudennäkymiin ei vaadita paljoakaan mielikuvitusta.

*

Aloitimme tarkastelemalla vanhinta esihistoriallista tekniikkaa, joka edustaa ihmisen historian vaihetta, jolloin hän ensimmäistä kertaa alkoi kulttuurievoluution myötä vapautumaan biologisesta evoluutiosta.

Lopetamme vaiheeseen, jossa ihminen on tieteellisen ja teknisen kehityksen myötä saamassa käyttöönsä keinot, joilla hän pystyy hallitsemaan jopa biologista evoluutiota.