maanantai 14. huhtikuuta 2014

SI-järjestelmän etuliitteistä

Maailman yleisin mittajärjestelmä on nimeltään kansainvälinen yksikköjärjestelmä eli SI-järjestelmä (système international). Englanniksi järjestelmästä käytetään useimmiten oikeastaan sen historialliseen edeltäjään viittaavaa nimitystä metric system. SI-järjestelmän perusyksiköt ovat metri (pituus), kilogramma (massa), sekunti (aika), ampeeri (sähkövirta), kelvin (termodynaaminen lämpötila), mooli (ainemäärä) ja kandela (valovoima). Näistä yksiköistä johdetaan lisäksi johdannaisyksiköt, joiden nimitykset ovat joko johdonmukaisia, kuten esimerkiksi neliömetri (pinta-ala), metri sekunnissa (nopeus) tai kilogramma kuutiometriä kohti (tiheys), tai mielivaltaisia, kuten newton (voima), pascal (paine) ja watti (teho).

Perusyksiköiden monikertojen ilmaisemiseen voidaan käyttää etuliitteitä, esim. kilometri = 1000 metriä, senttimetri = 0,01 metriä ja nanosekunti = 0,000 000 001 sekuntia. Poikkeuksena on tietenkin kilogramma, jonka tuhannesosa on gramma ja tuhatkerta tonni. Joitakin sinänsä arkisen kokoluokan ilmaisuja ei syystä tai toisesta käytetä, esim. desimetri tai hehtogramma, mutta esim. Itävallassa dekagramma on varsin tavallinen painoyksikkö. Puhekielessä yleisimpien yksiköiden nimet ovat lyhentyneet niin, että itse pääsana on pudonnut pois: milli 'millimetri', sentti 'senttimetri', kilo 'kilogramma', desi 'desilitra', mega 'megatavu', giga 'gigatavu' (kaksi viimeksi mainittua ovat tosin hieman poikkeuksellisia tapauksia, mutta siitä lisää ehkä toisella kertaa).

Alla olevassa taulukossa muistin virkistämiseksi SI-järjestelmän etuliitteet suomenkielisissä muodoissaan:


KerroinEtuliiteMerkkiKerroinEtuliiteMerkki
101dekada10-1desid
102hehtoh10-2senttic
103kilok10-3millim
106megaM10-6mikroμ
109gigaG10-9nanon
1012teraT10-12pikop
1015petaP10-15femtof
1018eksaE10-18attoa
1021tsettaZ10-21tseptoz
1024jottaY10-24joktoy

Käsittelen tässä kirjoituksessa yllä mainittujen etuliitteiden eli prefiksien ranskankielisten kantasanojen etymologiaa kronologisessa järjestyksessä. Jos ranskankielinen kirjoitusasu on eri kuin suomessa, olen merkinnyt ranskankielisen asun lainaussuuntaa ilmaisevan nuolen jälkeen. Jonkinlaisen käsityksen mittayksiköiden monikerroista saa Isaac Asimovin teoksesta The Measure of the Universe (1983, suom. Maailmankaikkeuden mitat) tai Cary ja Michael Huangin interaktiivisella työkalulla The Scale of The Universe 2.

Vanhimmat prefiksit väliltä 10-3 103 otettiin käyttöön Ranskassa jo vuonna 1795. Nämä ensimmäiset kolme suuruusluokkaa molempiin suuntiin noudattavat työnjakoa kahden klassisen kielen välillä: desi- (déci-), sentti- (centi-) ja milli- perustuvat latinan sanoihin decem 'kymmenen', centum 'sata' ja mille 'tuhat', kun taas deka- (déca-)hehto- (hecto-) ja kilo- pohjautuvat kreikan sanoihin δέκα 'kymmenen', ἑκατόν 'sata' ja χίλιοι 'tuhat'. (Kertoimella 10oli lisäksi oma etuliitteensä myria- ← μυριάς 'kymmenentuhatta', joka on kuitenkin poistunut käytöstä.)  Hecto- on sinänsä vähän hassu, että se tuo ensimmäisenä mieleen sanan ἕκτος 'kuudes'. Suomenkielinen muoto hehto- edustaa tyypillistä äänteenmuutosta kt  ht, joka näkyy myös vanhemmissa lainasanoissa kuten tohtori, tirehtööri ja kolehti.

Latinassa sana centum kyllä esiintyy yhdyssanojen alkuosana muodossa centi-, mutta merkitys ei ole 'sadasosa' vaan 'sata', esim. centipeda 'tuhatjalkainen', centimanus 'satakätinen'. Samalla tavalla käytetään myös sanoja decem 'kymmenen' ja mille 'tuhat': decemremis 'kymmenairoinen', decemplex 'kymmenkertainen' ja jälkiklassinen milleformis 'tuhatmuotoinen'. (Vrt. myös decennium 'vuosikymmen', millennium 'vuosituhat'.) Vastaavasti kreikassa δεκαετής 'kymmenvuotinen', ἑκατόμπεδος 'sata jalkaa pitkä', χιλιόκωμος 'tuhatkyläinen'. Δεκάμετρον on 'kymmenmitta', etymologisoivasti 'dekametri', mutta ei nykymerkityksessä vaan runomitan nimenä (vrt. heksametri, trimetri). Latinaksi sellaisesta runoilijasta, joka käyttää monia mittoja, voidaan runollisesti käyttää ilmaisua centrimeter.

Modernin SI-järjestelmään ensimmäisenä hyväksytyt prefiksit olivat väliltä 10-12 - 1012. Kuten edellä, suurentavat prefiksit perustuvat kreikankielisiin sanoihin, jotka tosin sopivien lukusanojen puutteessa ovat melko mielivaltaisia: mega- (méga-)  μέγας 'suuri', giga- ← γίγας 'jättiläinen' ja tera- (téra-)  τέρας 'hirviö'. Kreikkalaisperäiset mikro- (micro-) ← μικρός 'pieni' ja nano-  νᾶνος 'kääpiö' ovat merkitystensä puolesta mielekkäät vastakohdat liitteille mega- ja giga-, mutta piko- (pico-) on johdettu italian sanasta piccolo 'pieni'. Giga- ja nano- voivat tietenkin perustua myös latinan sanoihin gigas ja nanus, mutta nämä on joka tapauksessa lainattu latinaan kreikasta. Kielestä riippumatta alkukielenmukaisempi muoto olisi ensiksi mainitun tapauksessa giganto-. Vaikka sanan μέγας taivutusvartalo onkin μεγαλο-, josta johtuu eräistä sivistyssanoista tuttu megalo-, esiintyy myös μεγα- kreikkalaisten yhdyssanojen alkuosana. 

Prefiksit mikro- ja mega- olivat olleet jo ennestään käytössä tieteellisessä kielessä myös sananmukaisissa merkityksissään, esim. megafauna, mikroevoluutio. Samaan sarjaan kuuluva makro-  μακρός 'suuri, pitkä' ei kuitenkaan päässyt mukaan SI-järjestelmään. British Association for the Advancement of Science suositteli jo vuonna 1873 kertoimien mega- (vokaalien edellä meg- tai megal-) ja micro- käyttöä sekä George Johnstone Stoneyn ehdotuksen mukaisesti nimeämiskäytäntöä, jossa eksponentti liitetään yksikön nimeen, esim. gramme-nine '109 grammaa' ja ninth-gramme '10-9 grammaa'. Etuliite pico- mainitaan William Henry Ecclesin käsikirjassa Wireless Telegraphy and Telephony: A Handbook of Formulae, Data, and Information (1915), jossa lisäksi suositellaan kertoimelle 10-9 etuliitettä millimicro- tai vaihtoehtoisesti billi- (vrt. billion 'miljardi'). Tämä varhaisin Oxford English Dictionaryn tuntema esiintymä liitteestä pico- saattaa myös selittää sanan italiankielisen alkuperän, sillä Eccles toimi Nobel-palkitun Guglielmo Marconin avustajana. IUPAC vahvisti etuliitteet giga-, nano-, tera- ja piko- kemian käyttöön vuonna 1947.

Fyysikkojärjestö IUPAP:n vuonna 1961 vahvistamat, vuonna 1963 myös SI-järjestelmään hyväksytyt femto- ja atto- tulevat hieman odotusten vastaisesti tanskan kielen sanoista femten 'viisitoista' ja atten 'kahdeksantoista', jotka viittaavat kertoimien eksponenttien itseisarvoihin 15 ja 18. Näiden nimitysten takana oli tanskalainen fyysikko Henning Højgaard Jensen (1918 - 2001, ks. muistokirjoituksen s. 8 - 9).

Tasapainottamaan asteikkoa vahvistettiin vuonna 1975 edellisiä vastaavat suurentavat etuliitteet peta- (péta-) ja eksa- (éxa-), jotka perustuvat kreikan sanoihin πέντε 'viisi' ja ἕξ 'kuusi'. Luvut viittaavat kertoimien pohjalle ajatellun kantaluvun 103 eksponentteihin 5 ja 6, sillä (103)5 = 1015 ja (103)6  = 1018. Kummallista kyllä, peta- noudattaa itse asiassa samaa logiikkaa kuin tera-, koska tämä voidaan vapaalla assosiaatiolla tulkita yksinkertaistetuksi muodoksi kreikan sanasta τετρά 'neljä'.


Viimeisimmät, vuonna 1991 hyväksytyt prefiksit jatkavat ajatusta tuhannen potensseista: proteettisesti laajennetut tsepto- (zepto-) ja jokto- (yocto-) perustuvat BIPM:n sivuston mukaan sanoihin sept (!) 'seitsemän' ja octo 'kahdeksan', mutta muodollisesti kyse voisi yhtä hyvin olla kreikan sanoista ἑπτά 'seitsemän' ja ὀκτώ 'kahdeksan'. Joka tapauksessa luvut seitsemän ja kahdeksan viittaavat siis tuhannen eksponentteihin: (103)-7 = 10-21 ja (103)-8  = 10-24. Näiden etuliitteiden suurentavat vastinparit on muodostettu pienempien suuruusluokkien logiikkaa epämääräisesti noudattaen yksinkertaistamalla konsonanttiryppäät muotoihin tsetta (zétta) ja jotta (yotta), joiden pohjalla olevat luvut seitsemän ja kahdeksan toteuttavat tietenkin edelleen logiikkaa (103)7 = 1021 ja (103)8  = 1024. Toisin kuin ylempänä käsitelty hehto-, suomenkielinen muoto jokto- on muiden uudempien lainasanojen (esim. laktoosi) tapaan säästynyt äänteenmuutokselta kt  ht.

Läntisessä kulttuuripiirissä on ollut perinteisesti tapana suhtautua melko liberaalisti latinan ja kreikan kielten kohteluun sivistyssanoja muodostettaessa, mistä esimerkkinä mainittakoon myös sellaiset sanahirviöt kuin heksadesimaali ja homofobia. Kuten kemian terminologiaa käsitelleen kirjoitukseni kommenttiosiossa todettiin, eivät kreikkalaiset hyväksy varauksetta ranskalaisten keksimiä pseudokreikkalaisia termejä kuten apophonie 'astevaihtelu'; myös edellä mainituilla sanahirviöillä on kansainvälisen käytännön vastaiset vastineet δεκαεξαδικό ja ομοφυλοφοβία tai ομοερωτοφοβία. Tämän valossa on mielenkiintoista verrata SI-järjestelmän prefiksien kreikankielisiä vastineita kansainväliseen käytäntöön. Latinalaisperäiset déci-, centi- ja milli- on odotetusti korvattu kreikankielisillä vastineilla δεκατο- 'kymmenes', εκατοστο- 'sadas' ja χιλιοστο- 'tuhannes'. Toiseen suuntaan déca- on muuttumaton δεκα-, mutta typistynyt muoto hecto- on palautettu alkuperäisen vokaalin kanssa muotoon εκατο-. Samoin kilo- on saanut alkuperäisen kreikankielisen asunsa χιλιο-, jonka latinisoitu vastine chilio- on käytössä myös uuslatinassa.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti