Teknillinen tiedekunta lukeutuu Oulun yliopiston suurimpiin ja meillä opiskelee yhteensä noin 2 900 opiskelijaa. Vuosittain tiedekunnasta valmistuu yhteensä noin 300 kandidaattia ja 300 diplomi-insinööriä, filosofian maisteria ja arkkitehtiä.
Matematiikan sanan alkuperä kumpuaa kreikkalaisesta sanasta ”mathema”, joka merkitsee oppimista tai tietoa. Antiikin ajan kreikkalaiset filosofit käyttivät tätä termiä viitatessaan matemaattiseen oppimiseen ja tiedon hankkimiseen. Kun katsomme historiaa taaksepäin, voimme nähdä matematiikan roolin keskeisenä osana ihmiskunnan kehitystä. Antiikin Kreikassa Eukleides muotoili geometrian perusteet ja Pythagoras esitti kuuluisan lauseensa. Näitä saavutuksia kunnioitetaan edelleen matematiikan perustana.
Nykyään matematiikka on olennainen osa teknillistä tiedekuntaa. Se ei ole pelkästään laskemista ja kaavoja, vaan se on myös abstrakti ajattelutapa, joka auttaa meitä ymmärtämään maailman monimutkaisuutta. Matematiikka on avain moniin tieteellisiin ja teknologisiin läpimurtoihin, ja se on väline, joka avaa oven uusille innovaatioille ja keksinnöille.
Tietotekniikan ja tietokoneiden kehitys on muuttanut matematiikan roolia merkittävästi. 1950-luvulla lentokoneen siiven lujuuslaskentaan perehtynyt insinööri totesi alan julkaisussa, että jos yhtälöryhmässä on yli 50 tuntematonta, on sen ratkaisemisessa syytä käyttää tietokonetta. Viime vuosituhannen teknillistä laskentaa ja sen laadunvarmistusta on popularisoitu mm. Yhdysvaltojen Manhattan- ja Apollo-projekteja kuvaavissa Hollywood-tuotannoissa Oppenheimer ja Hidden Figures, joita suosittelen lämpimästi. Tälle vuosituhannelle tultaessa tuntemattomia saattaa lineaarisessa yhtälöryhmässä hyvinkin olla miljoonia tai jopa miljardi.
Viimeiset vuosikymmenet olemme eläneet niin sanotun deterministisen laskennan aikaa – samasta aritmeettisesta laskusta on saatu aina sama lopputulos. Ensimmäisten Pentium-prosessoreiden liukulukuyksikössä ollut virhe oli kuitenkin merkittävä tapaus tietokoneiden ja matematiikan historiassa. Vuonna 1994 paljastui, että eräät Intelin valmistamat Pentium-prosessorit saattoivat tehdä virheitä tietyissä liukulukulaskelmissa, koska niiden toimintaa oli optimoitu liian pitkälle laskentatehon parantamiseksi.
Intel aluksi vähätteli ongelmaa ja väitti, että se esiintyisi vain erittäin harvoin eikä sillä olisi merkitystä suurimmalle osalle käyttäjiä. Kuitenkin matemaatikot ja insinöörit ympäri maailmaa olivat huolissaan virheen potentiaalisista seurauksista, erityisesti tieteellisissä ja teknisissä sovelluksissa, joissa pienet virheet voisivat johtaa suuriin seurauksiin. Lopulta Intel muutti kantaansa ja ryhtyi vaihtamaan virheellisiä prosessoreita niille, jotka vaativat sitä. Yhtiö arvioi, että tämä vaihto-ohjelma maksoi sille noin 475 miljoonaa dollaria.
Vanhemmat mekaaniset tietokoneet vioittuivat myös usein, jolloin samat laskut eivät aina tuottaneet samoja lopputuloksia. Nykyaikaisessa suurteholaskennassa alkaa esiintyä vastaavia tilanteita; rinnakkaislaskennassa komponenttien määrän kasvaessa myös vikaantumistodennäköisyys kasvaa, mikä heikentää laskennan luotettavuutta. Puhumattakaan kvanttilaskentaan liittyvistä epävarmuuksista, jotka tuovat mukanaan vielä suurempia haasteita tulosten toistettavuudelle.
Teknillisen tiedekunnan opiskelijoina matematiikan oppiminen ei ole vain opintojen osa, vaan se on myös tärkeä työkalu tulevissa urissa. Matemaattinen ajattelu ja ongelmanratkaisukyky ovat arvokkaita taitoja niin insinööritieteissä kuin monilla muillakin aloilla. Ne auttavat meitä purkamaan monimutkaisia ongelmia pienempiin osiin ja löytämään luovia ratkaisuja.
Matematiikkaa tarvitaan ja sitä sovelletaan käytännössä kaikilla aloillamme liittyen esimerkiksi materiaali- ja lujuusoppiin tai kemiallisiin reaktio- ja kuljetusyhtälöihin. Kilpailu matemaattisesti lahjakkaista opiskelijoista on viime vuosina hieman kiristynyt, mm. koska tekniikan alan aloituspaikkoja on lisätty eikä aivan kaikkia paikkoja saada täytetyiksi. Samaan aikaan nk. avoin väylä tarjoaa hyvän mahdollisuuden tutustua ja hakeutua yliopistoon tutkinto-opiskelijaksi suorittamalla kursseja avoimessa yliopistossa.
Joka tapauksessa teknillinen tiedekunta tarjoaa opiskelijoilleen mahdollisuuden syventää ja laajentaa matemaattista osaamistaan monilla eri kursseilla ja tutkimushankkeissa. Meillä on myös ammattitaitoinen opetushenkilökunta, joka on sitoutunut auttamaan opiskelijoita matematiikan haasteiden voittamisessa.
Antti H. Niemi professori, va. dekaani
Oulun yliopiston teknillinen tiedekunta