Peltomaisemassa viihtyvän huippumatemaatikon innostuksen sytytti opettaja, joka antoi tehdä oppikirjaa omaan tahtiin

Matematiikassa riittää Kaisa Matomäen mielestä vuodesta toiseen uutta opittavaa ja tutkittavaa. Kuva: Jarno Mela

Nykyään Kaisa Matomäki on matemaatikko, jonka tutkimuksia on julkaistu alan arvostetuimmissa julkaisuissa ja jonka työ on kerännyt tunnustusta maailmalta.

Hänen innostuksensa matematiikkaan lähti aikanaan kierroksille Satakunnan peltomaisemien keskeltä kyläkoulussa, joka on sittemmin lakkautettu.

Koulu sijaitsi Matomäen kylässä kahdeksan kilometrin päässä Nakkilan keskustasta. Vielä 1990-luvulla siellä oli kolme opettajaa ja viitisenkymmentä oppilasta. Kun Kaisa oli kuudennella luokalla, opinahjoon saapui uusi opettaja.

Matomäki oli aina ollut kiinnostunut matematiikasta. Lopullisesti innostus lähti laukalle, kun uusi opettaja antoi hänelle lisätehtäviä ja antoi laskea oppikirjaa omaan tahtiinsa.

Kirja oli täytetty viimeistä laskutehtävää myöten jo ennen joulua.

Opettajalla oli pedagogista pelisilmää, ja hän antoi seuraavaksi Matomäelle ohjelmointitehtäviä. Siinä vaiheessa tytön innostus matematiikkaan roihusi jo isolla liekillä.

Yläkoulussa matematiikan tehtävät eivät enää tuntuneet Matomäestä lainkaan haastavilta. Hän päätti suunnata lukioon naapurimaakuntaan Pirkanmaalle, tarkemmin sanottuna Valkeakoskelle Päivölän opistoon, jotta saisi tarpeeksi matemaattista haastetta.

Opiston matematiikkalinjalla suoritetaan lukion matematiikasta pitkä oppimäärä, ja valittavana on paljon ylimääräistä kemiaa, fysiikkaa, tietojenkäsittelytiedettä ja jopa yliopistotason matematiikankursseja. Ylioppilaslakin saa päähänsä kahdessa vuodessa, sillä sisäoppilaitostyylisessä opinahjossa paitsi opiskellaan myös asutaan.

16-vuotias Matomäki oli innoissaan samanhenkisten nuorten seurasta, vaikka se tarkoittikin asumista yli 150 kilometrin päässä kotoa.

”Vanhemmat taisivat olla enemmän huolissaan, mutta ei muutos niin suuri ollut. Opisto oli maaseudulla, eli sikäli tutussa ympäristössä.”

Vielä lukion alkupuolella Matomäki suunnitteli lähtevänsä Tampereen teknilliseen yliopistoon, mutta lopulta puhdas matematiikka ja aivan eritysesti lukuteoria alkoivat kiinnostaa häntä enemmän.

”Ajattelin haluavani matematiikan tutkijaksi, vaikkei minulla ollut tarkkaa ajatusta, mitä sellainen tekee.”

Nyt Matomäki tietää tarkalleen, mitä matematiikan tutkija tekee. Eli mitä?

”Pyrkii laajentamaan tietämystämme matematiikasta”, kuuluu lyhyt vastaus.

Matematiikan tutkimusta on hankala vääntää maallikolle rautalangasta, mutta Matomäen tutkimuksessa on yksi osa-alue, jota hän pystyy avaamaan kansantajuisesti. Se liittyy alkulukuihin.

Alkuluku on lukua 1 suurempi positiivinen kokonaisluku, joka on jaollinen vain luvulla 1 ja itsellään. Lukusuoran ensimmäisiä alkulukuja ovat 2, 3, 5, 7, 11 ja 13, mutta niitä ovat myös esimerkiksi 137, 971 ja 15 485 863. Jos suurin tunnettu alkuluku kirjoitettaisiin auki numeroina, urakka olisi hirmuinen, sillä numeroita tarvittaisiin yli 24 miljoonaa.

Alkulukuihin liittyy paljon kysymyksiä. Miten ne jakautuvat lukusuoralle? Kuinka tasaisin välein ne esiintyvät? Onko alkulukukaksosia äärettömästi? Alkulukukaksosilla tarkoitetaan kahta alkulukua, joiden erotus on 2, eli niiden välissä on yksi parillinen luku. Alkulukukaksosia ovat esimerkiksi 11 ja 13.

”Kysymyksiä on helppo esittää, mutta vastauksen todistaminen on vaikeaa”, Matomäki tiivistää.

Voisi luulla, että tällaiseen tutkimukseen tarvitaan päivittäin huipputietokonetta, mutta totuus on toinen. Matomäki pyörittelee asioita paljon kynän ja ruutupaperin avulla.

Tutkijan työ ei silti ole yksinäistä omassa kammiossa puurtamista. Osa tutkijaksi kasvamista on verkostoituminen muiden saman alan ihmisten kanssa esimerkiksi alan konferensseissa ja tutkimusvierailuilla. Verkostot kasvavat pikkuhiljaa, jos viitsii nähdä vaivaa, mutta lopputulos palkitsee. Matomäki kokee nimenomaan yhteistyön hyödylliseksi ja tuottoisaksi.

Nykyään Matomäki johtaa omaa tutkimusryhmäänsä, joten verkostoitumista varten hänen ei tarvitse välttämättä edes poistua Turun yliopistolta.

Kansainvälinen yhteistyö on poikinut myös palkintoja. Esimerkiksi tänä vuonna Matomäki ja kanadalainen Maksym Radziwiłł saivat American Mathematical Societyltä arvostetun palkinnon tunnustukseksi artikkelistaan, jota pidetään läpimurtona lukuteorian alalla.

Tämä ja muutkin Matomäen pokkaamat palkinnot lämmittävät mieltä.

”Palkinto kertoo, että kollegat arvostavat työtä ja että omasta työstä on hyötyä myös muille.”

Kaisa Matomäen vapaa-aika kuluu perheen kanssa. Talvella hiihdetään ja luistellaan, keväällä alkaa pyöräilykausi. Kuva: Jarno Mela

Suomalaisia on yritetty patistella viime vuosina matematiikan opiskelun pariin muun muassa nostamalla ylioppilaskirjoitusten pitkän matematiikan arvosana ykköseksi yliopistoon haettaessa.

Ylioppilaskirjoitusten siirtyminen kokonaan sähköisiksi ei kuitenkaan ollut matematiikassa yhtä hyödyllistä kuin monessa muussa aineessa, Matomäki huomauttaa. Esimerkiksi äidinkielessä tietokoneen käyttö mahdollistaa tekstin työstämisen aivan eri tavalla kuin käsin kirjoitettaessa.

Matematiikantehtävien tekeminen koneella vaatii kuitenkin kaavaeditorin ja piirto-ohjelman käyttöä, mikä yleensä vie enemmän aikaa kuin kynän ja paperin käyttö.

Ei Kaisa Matomäen elämä pelkkää matematiikkaa ole. Hän asuu miehensä ja kolmen lapsensa kanssa Liedon maaseudulla omakotitalossa peltojen keskellä.

Matkaa Turun yliopistolle kertyy vain 13 kilometriä, ja matkan voi taittaa vaikka pyörällä. Kaupungin vilske jää kuitenkin kotiin päin tullessa nopeasti taakse.

”Olen maaseudulta kasvanut ja viihdyn edelleen rauhallisessa ympäristössä. On mukavaa, että kotona melua aiheuttavat vain omat lapset.”

Kaisa Matomäen puoliso Pekka Matomäki on entinen matemaatikko ja nykyinen liikuntatieteilijä ja kestävyysvalmentaja. Lapsetkin ovat osoittaneet innostusta matematiikkaan. Palapelit ovat olleet kovassa käytössä, ja vanhin lapsi laskee koulussa toisinaan ylemmän vuosiluokan matematiikankirjaa.

Äidille ja pojalle on siis kummallekin sattunut alakouluun opettaja, joka on pystynyt eriyttämään matematiikanopetusta innokkaille oppilaille ylöspäin.

Lisähaasteiden antamisen ei tarvitse vaatia kummoisia resursseja, vaan ajatuksen siitä, että nopeiden laskijoiden ei tarvitse pyöritellä peukaloitaan tai tehdä pelkästään liian helppoja tehtäviä suurinta osaa matematiikantunneista.

”Tärkeämpää kuitenkin on, että koulussa kaikki oppivat jotain kuin että muutama oppii paljon”, Kaisa Matomäki painottaa.