www.kippin.prv.pl
PRZEDRUK
IAN STEWART, JACK COHEN
WYTWORY RZECZYWISTOŚCI. EWOLUCJA UMYSŁU CIEKAWEGO
(Figments of reality. The evolution of the curious mind / wyd. orygin.: 1997)
ZARATUSTRAŃSKA TEORIA WSZYSTKIEGO:
E=8
SPIS TREŚCI:
Przedmowa
Prolog
1. Początki życia
2. Koszmar redukcjonisty
3. Kraina Mrówek
4. Sposoby wygrywania
5. Sprawy uniwersalne i parafialne
6. Siedliska neuronów
7. Cechy wielkie i małe
8. Jak to jest być człowiekiem?
9. Jeden rozdział chcieliśmy poświęcić wolnej woli, ale postanowiliśmy tego nie robić, więc oto i
on
10. Eksteligencja
11. Simpleks, kompleks i multipleks
Epilog
Przypisy i źródła rycin
Spis Treści / Dalej
PRZEDMOWA
Czy to nie dziwne, że zwierzę, którym byliśmy niegdyś, zamieniło się w istotę, jaką jesteśmy
obecnie? Jak – i dlaczego – rozwinęły się ludzka inteligencja i kultura? Jak rozwijały się umysły,
filozofie i technologie? Teraz, gdy już je mamy, dokąd nas prowadzą?
Szukanie ortodoksyjnej odpowiedzi na te pytania polega na zajrzeniu w głąb naszych mózgów i
sprawdzeniu, z czego są zbudowane i jak działają Ich różne części. To prowadzi do opowieści o chemii
DNA, ewolucji komórek nerwowych jako dróg przekazywania informacji zmysłowych oraz o ich
zorganizowaniu w skomplikowane sieci – mózgi – które potrafią się posługiwać neuronowymi modelami
różnych naturalnych obiektów i procesów. Umysł jest postrzegany jako właściwość niezwykłego
mózgu – wystarczająco złożonego, by wytworzyć kulturę – ale w tym miejscu opowieść
"redukcjonisty" traci swój wątek. Wiele osób uważa umysł za coś, co całkowicie wykracza poza
zwykłą materię. Filozofowie zamartwiają się, że otaczający nas Wszechświat może być tylko
wytworem naszej wyobraźni.
W Wytworach rzeczywistości badamy zupełnie inną, choć komplementarną teorię, według której
umysły i kultura współewoluowały w pewnym szerszym kontekście. Otoczenie, w którym żyjemy,
wpływa na każdy etap naszego rozwoju. Korzenie naszych umysłów tkwią w zwyczajnej materii; w
naszych materialnych mózgach zachodzą skomplikowane procesy – lub kompleksy procesów. Nasze
mózgi łączą się z rzeczywistością za pośrednictwem cząsteczek. Jednak łączą się z nią również na
innym poziomie, dzięki zdolności kształtowania rzeczywistości, której są częścią.
Powiązania te były niezwykle istotne dla ewolucji mózgu i umysłu. Na przykład nawet nasze
narządy zmysłów nie zostały uprzednio całkowicie zaprogramowane: wcale nie. Raczej w miarę
dorastania nasze zmysły "dostrajają się", by wykrywać konkretne cechy naszego otoczenia. Umysł
nie jest niematerialną transcendencją: jest odpowiedzią rozwijającego się mózgu na konieczność
przetrwania w złożonym środowisku. A wraz z ewolucją kultury to środowisko samo się zmienia i jest
dla siebie odniesieniem; podobnie dzieje się z ludzkimi mózgami.
Ewolucja i dostrajaine zmysły doprowadziły do powstania umysłów, które potrafią sobie radzić z
rzeczywistością za pomocą cech, czyli struktur i procesów wyższego rzędu umiejscowionych w
mózgu i odpowiadającym regularnościom o dużej skali, występującym w naszym otoczeniu. Na
przykład koza zjada liście dlatego, że wyglądają jak liście, a nie dlatego, że jej komórki nerwowe
cechuje chemiczne pokrewieństwo z chlorofilem. Gdyby rośliny rozwinęły się w inny sposób,
wykorzystując do fotosyntezy fioletowy związek chemiczny, to kozy poszukiwałyby fioletowych liści;
ale poza tym byłyby bardzo podobne do naszych dzisiejszych kóz. Sprawdzimy, w jaki sposób umysł
bada własny "pejzaż umysłowy" i jak wykorzystuje cechy, które w nim znajduje. Prowadzi to do nowej
teorii opisującej związek pojedynczych umysłów z ludzką kulturą, która jest ich właściwym
środowiskiem.
Jest to inny punkt widzenia niż przyjmowany we współczesnej fizyce, która – na przykład – zgodnie
z teorią atomową uznaje stół za "przeważnie pustą przestrzeń", co odwraca naszą uwagę od ważnych
w ludzkiej skali cech, takich jak "drewniany", "twardy", "brązowy". Takie "zdroworozsądkowe" cechy
były bardzo ważne dla ewolucji i są istotne dla zrozumienia wielu obszarów nauki. Na przykład
ewolucja kozy jako sprawnego roślinożercy zależała, od koziej zdolności postrzegania liści, a nie od jej
rozumienia biochemii.
W jaki sposób może się rozwijać świadomy, inteligentny umysł? Zamiast udzielać
redukcjonistycznej odpowiedzi, która odwołuje się do jego wewnętrznej, subtelnej struktury,
przyjmiemy zewnętrzny, kontekstowy punkt widzenia. Spojrzymy na wiedzę gromadzoną przez
pokolenia istot inteligentnych jako na twór, czy też proces, o sobie właściwej, charakterystycznej
strukturze i zachowaniu: nazwiemy go eksteligencją [z ang. extelligence. Nieprzetłumaczalna gra słów
wykorzystująca słowo "Inteligencja" oraz przedrostki in (wewnętrzny) i ex (zewnętrzny; przyp. tłum.)].
Eksteligencja sama nieustannie się zmienia i organizuje w trakcie ciągłych oddziaływań z
niezliczonymi indywidualnościami. Wciąż się więc powiększa, staje się trwalsza i znacznie
sprawniejsza niż wszelka "pojedyncza" inteligencja. Jednak eksteligencją nie ma sensu bez
inteligencji, z którą może oddziaływać: obie współdziałają ze sobą. Rozwijający się umysł każdego
dziecka oddziałuje z eksteligencją za pomocą Języka, ten zaś dwukierunkowy przepływ między
jednostkami a otaczającą je kulturą wpływa na obie strony. Inteligencja rozwija się w dziecku, a
eksteligencją w kulturze. Zatem ewolucji i budowy mózgu nie można oddzielić od ewolucji i struktury
ludzkiej społeczności oraz jej środowiska, czyli Wszechświata.
Nasze umysły ewoluują wspólnie ze wszystkim, co na nie wpływa. Umysły są wytworami
rzeczywistości, procesami zachodzącymi w strukturach zbudowanych ze zwykłej materii, których
właściwości rozwinęły się w celu naśladowania, kształtowania i wykorzystywania procesów
naturalnych. To tłumaczy, dlaczego są tak "nierozsądnie skuteczne" w postrzeganiu i reorganizowaniu
swego środowiska. Los człowieka jest określony przez współoddziaływanie kultury i poszczególnych
umysłów, które zarazem wzajemnie się kształtują.
Kultura zależy od komunikowania się, a komunikujemy się za pomocą języka. To język, będący
pierwszym etapem rozwoju eksteligencji, ukształtował się wraz z mózgami; dzięki niemu powstały
umysły, we współdziałaniu z naszymi dłońmi i techniką oraz odkryciami prawidłowości i zasad. Umysł
wyposażony przez język w rekurencyjny (tzn. odwołujący się do samego siebie) układ wykrywania
cech umie myśleć jedynie o umyśle. Natychmiast pojawia się samoświadomość, właściwość
zasadniczo trywialna, ponieważ własna jaźń również jest cechą. Istnienie cech umożliwia korzystanie
z map myślowych bez odwoływania się do rzeczywistego obszaru.
Najistotniejszym momentem w ewolucji organicznej było skupienie się różnych bakterii, dzięki
czemu powstała komórka mająca jądro. Podobnie w naszej ewolucji kulturalnej najważniejsza była
koncentracja różnych kultur, prowadząca do powstania wielokultury. Istnieje bardzo dużo rodzajów
wielokultur, od związków wielonarodowych po wielkie miasta, takie jak Nowy Jork. Jednak
autokomplikacja ludzkiej kultury na tym się nie zakończy, ponieważ jest to samonapędzający się
proces. Dzisiejsze wielokultury przypominają mniej czy bardziej odizolowane istoty z jakiejś kolonii,
które ze sobą współegzystują. Wielokultury jutra będą bardziej zbliżone do prawdziwych organizmów
wielokomórkowych. Eksteligencja będzie w nich podlegała specjalizacji podobnej do specjalizacji
tkanek w ciele złożonego zwierzęcia. Nasze nowe techniki komunikacyjne zaczynają zszywać
wszystkie wielokultury w nową całość, w superkulturę: to ludzkość. I o tym właśnie będzie nasza
opowieść.
Pragniemy podziękować wszystkim, którzy się do jej powstania przyczynili. Jack Cohen jest
wdzięczny za gościnność Uniwersytetowi Warwick, który zapewnił mu miejsce i warunki do pracy, Ian
Stewart też miał takie warunki, ale w końcu on tam pracuje. Różne osoby krytycznie przeczytały
rękopis Wytworów rzeczywistości. Wszystkim jesteśmy wdzięczni za rzetelność i wkład pracy, dzięki
którym książka wiele zyskała. Oczywiście bierzemy pełną odpowiedzialność za pozostałe w niej błędy
i niezręczności (chyba że pojawiły się z winy tego drugiego autora). Nasi wydawcy z Cambridge
University Press, Tim Benton i Barnaby Willitts, zasługują na specjalną wzmiankę, ponieważ byli
narażeni na obcowanie z kilkoma wersjami rękopisu. Przeczytali go także, w porządku alfabetycznym:
Daniel Goldenberg, Steve Gould, Mac Hanson, rabin dr Margaret Jacobi, Mike Leci, Mai Leicester,
Christine McNulty, Alan Moore, Alan Newell, David Poyser, Terry Pratchett, Helen i Gareth Rees, Lena
Sarah, Paulo Sousa, Heather Spears, Colin Touchin i Elizabeth Viau.
A teraz kilka słów o krótkich opowiastkach rozpoczynających każdy rozdział. Zamieściliśmy je,
ponieważ naświetlają, choć może nie wprost, główne tematy danego rozdziału. Wedle naszego
rozeznania wszystkie te historyjki są prawdziwe. (Poza jedną, którą wymyśliliśmy, mając ku temu
istotne powody – okazała się zresztą bliższa prawdy, niż sądziliśmy. W odpowiednim rozdziale
przyznajemy się dość szybko do tego zmyślenia i zaraz potem wskazujemy na zawarte w nim
nieoczekiwanie ziarno prawdy). Niektórzy z naszych czytelników skarżyli się, że jedna czy dwie z tych
opowiastek nie są "politycznie poprawne". Mimo to pozostawiliśmy je bez zmian, ponieważ uważamy,
że polityczna poprawność nie powinna mieć pierwszeństwa przed prawdą. Podkreślamy, że naszym
zamierzeniem nie było przytoczenie historyjek poniżających czy obraźliwych, jeśli jednak uważacie,
że któraś z nich taka właśnie jest, to znaczy, iż odczytujecie w niej treści, których nie chcieliśmy tam
zawrzeć. Między innymi wspominamy o emocjonalnej reakcji kobiety naukowca. Obsadziliśmy w tej
roli kobietę, ponieważ tak się złożyło, że była to kobieta. Według nas emocja jest pozytywną i
konieczną cechą tej opowiastki, gdyby zaś to samo przydarzyło się mężczyźnie, zachowałby się
równie emocjonalnie, a my opowiedzielibyśmy o tym w taki sam sposób. Kilka z tych historyjek obraca
się wokół ludzkich słabostek czy dziwactw, ale nikogo w ten sposób nie ośmieszamy. Ich celem jest
pokazanie, jak dziwnymi, lecz cudownymi zwierzętami jesteśmy my, ludzie.
Wytwory powstawały w rozmaitych miejscach – w pociągach kursujących między Coventry i
Euston w Londynie, na ławkach w St. James Park w Londynie i bulwarach nad Tamizą – a czasem
nawet przy biurku. Niejednokrotnie także w samolotach: linia Ryanair z Birmingham do Dublina,
American Airlines z Chicago do San Francisco, Delta Airlines z Salt Lakę City do Cincinnati... Ironią
tego złożonego świata końca XX wieku jest to, że najlepsze miejsca, gdzie można znaleźć samotność
i spokój umożliwiające pisanie, znajdują się 10 500 m w górze i poruszają się z prędkością 880 km/h.
Obawiamy się, że i to nie potrwa długo: już teraz na oparciach foteli samolotowych coraz częściej
znajdują się telefony.
Wygodniej byłoby na jakiejś tropikalnej wyspie, ale wygody nie sprzyjają wydajności układania
słów. Siedząc na takiej wyspie, człowiek przez cały dzień oddawałby się konsumpcji kokosów i napoju
rumowego, zupełnie nie odczuwając potrzeby przyłożenia pióra do papieru. Siedząc zaś w Boeingu 767
podczas nocnego lotu, z perspektywą spędzenia ośmiu godzin na przestrzeni około 0,28 m3,
ewentualnie w towarzystwie zestawu miniaturowych buteleczek z dżinem i puszki toniku, znacznie
silniej odczuwa się pokusę, by schronić się w świecie wyobraźni. Wszystko, co do tego jest
potrzebne, to blok papieru i pióro, a w wypadku technowariatów – laptop.
Wykorzystywaliśmy jedno i drugie. Nie jesteśmy wybredni i szybko piszemy na maszynie.
IS i JC
Coventry, 28 września 1996 roku.
Wstecz / Spis Treści / Dalej
PROLOG
Piętnaście miliardów lat temu Wszechświat nie był większy od kropki stojącej na końcu tego
zdania.
O malutki, malusieńki, naprawdę maciupeńki ułamek sekundy wcześniej – ale ten ułamek sekundy
wcześniej nie istniał. Zanim zaczął się Wszechświat – nie było czasu, a bez czasu nie może być
"wcześniej". (Równie dobrze można spytać, co znajduje się na północ od bieguna północnego1). Nie
było ani przestrzeni, ani czasu, ani materii. Jednak gdy przestrzeń współistniejąca z Wszechświatem
powiększyła się do rozmiarów kropki, czas zaczął już biec. Temperatura w obrębie kropki była
stanowczo za wysoka, by mogła istnieć materia, ale pełno było tego, co konieczne do stworzenia
materii: promieniowania. Pierwotna kropka kipiała promienistą energią.
Po pierwszych 1039 sekundy istnienia czasu Wszechświat był "fałszywą próżnią", stanem o
ujemnym ciśnieniu, w którym wszystkie fragmenty przestrzeni nawzajem się odpychały. Przestrzeń
eksplodowała wykładniczo i w tej niemal nieskończenie małej chwili Wszechświat od rozmiarów
malutkiej kropeczki rozdał się w kulę o średnicy wielu lat świetlnych, jego ujemne ciśnienie zaś niemal
rozerwało go na kawałki. Wraz ze spadkiem temperatury fałszywa próżnia przeszła w próżnię
prawdziwą, w stan o zerowym ciśnieniu, i tak zakończyła się era inflacji. Wszechświat – na tyle już
duży, aby był interesujący – nadal rozszerzał się pod wpływem własnego rozpędu, ale już dostojniej, w
tempie kilku tysięcy kilometrów na sekundę.
Kiedy wiek czasu wynosił jedną dziesięcłotysięczną sekundy, temperatura Wszechświata spadła
do biliona stopni. Pary cząstek (cząstka materii i antymaterii) pojawiały się i znikały, rodząc się i
umierając jako fluktuacje energii promienistej. Materia i promieniowanie istniały w idealnej równowadze.
Równowaga między materią i antymaterią nie była jednak doskonała. Na każde 999 999 999
antyprotonów przypadało 1 000 000 000 protonów. Z tego zaburzenia równowagi powstało wszystko to,
co znamy.
Gdy czas osiągnął wspaniały wiek jednej sekundy, temperatura nowo narodzonego Wszechświata
spadła do wartości zaledwie dziesięciu miliardów stopni. Elektrony l antyelektrony, zderzając się
parami, wypełniły Wszechświat salwami neutrin i antyneutrin. Neutrony, które przestały już być
cząstkami trwałymi, rozpadały się na protony i elektrony.
Dwie minuty po rozpoczęciu odliczania czasu (niektórzy twierdzą, że półtorej minuty, inni – że trzy)
Wszechświat ostygł do temperatury jednego miliarda stopni i zaczęła powstawać materia w znanej
nam postaci. Neutrony łączyły się w kazirodcze pary z protonami będącymi ich potomstwem, formując
w ten sposób pierwsze atomy stworzenia – ciężki wodór, znany również jako deuter. Deuter sklejał się
w hel, materia zaś zaczęła się różnicować.
Po upływie pół godziny Wszechświat miał nową postać: teraz składał się w trzech czwartych z
wodoru i w jednej czwartej z helu. Tempo zmian stało się wolniejsze. Minęło 700 tyś. lat, zanim
Wszechświat ostygł na tyle, by stać się przezroczysty dla światła. W tym czasie materia uformowała
się w niemal setkę różnych pierwiastków. Upłynęło 100 milionów lat, nim materia skupiła się w
galaktyki i zaświeciły pierwsze gwiazdy.
Zmarszczki na wczesnej tkaninie czasoprzestrzeni, wzmacniane na skutek nieubłaganych
szarpnięć grawitacji, nakładały się na siebie, zapadały pod własnym ciężarem, pozostawiając po sobie
wielkie, puste przestrzenie o średnicy setek milionów lat świetlnych – banki mydlane wypełniające
Wszechświat niczym piana. Na powierzchni tych baniek kondensowała materia, tworząc rozległe
płaszczyzny l wypustki. Jedna z takich struktur – nazwijmy ją Odległym Superatraktorem – dała o
sobie znać z odległości miliarda lat świetlnych, jako że jej przyciąganie grawitacyjne zasysało materię
do wnętrza. Struktura ta nie wyróżniała się niczym szczególnym spośród bilionów innych, równie
ogromnych skupisk materii.
Mniejsze – lecz nadal o średnicy wielu tysięcy lat świetlnych – było skupisko materii znane jako
Wielki Atraktor. Podobnie jak wszelka materia w obszarze przestrzeni o średnicy miliardów lat
świetlnych. Wielki Atraktor podążał w stronę Odległego Superatraktora. Wewnątrz i wokół Wielkiego
Atraktora materia układała się hierarchicznie, w coraz mniejsze skupiska, zasysane w stronę
Wielkiego Atraktora, zdążającego w kierunku Odległego Superatraktora. Jednym z tych skupisk była
Supergrupa Lokalna, czyli zespół dziesiątek tysięcy galaktyk pędzących razem w stronę konstelacji
Panny z prędkością 700 km/h. Supergrupa Lokalna składała się z ponad 100 grup galaktyk, z których
żadna nie wyróżniała się niczym specjalnym – grupa M101, grupa M81, grupa Panny, Grupa Lokalna...
Typowa grupa galaktyk ma średnicę kilku milionów lat świetlnych i obejmuje setki galaktyk;
pojedyncza galaktyka ma średnicę około kilkuset tysięcy lat świetlnych, jest to ogromny wir materii
wykonujący jeden obrót na ćwierć miliarda lat.
W Grupie Lokalnej były ze dwa tuziny galaktyk: Andromeda, M33 i jedna – nieróżniąca się bardzo
od pozostałych – znana po prostu jako Galaktyka. Jak większość galaktyk również i tę cechował
spiralny kształt, ale – co nietypowe – miała dwójkę mniejszych, bliskich towarzyszy, nazwanych
Wielkim i Małym Obłokiem Magellana. Podobnie jak w większości innych galaktyk jej spiralne ramiona
były falami gęstości – miejscami, w których atomy wpadały na siebie. Wzdłuż grzbietów tych fal
powstawało na tyle duże ciśnienie, że uruchamiały się reakcje jądrowe i rodziły gwiazdy.
W Galaktyce było ponad 10 miliardów gwiazd. Jedna z nich – niespecjalnie różniąca się od
pozostałych – miała typ widmowy G2, co oznacza, że jej temperatura powierzchniowa była bliska
wartości średniej (sześć tysięcy stopni), a wysyłane przez nią światło (również o średnim natężeniu)
wykazywało wyraźne ślady obecności wapnia. Jak wiele innych gwiazd była spowita chmurą
kosmicznych szczątków – pyłem gwiezdnym przenoszonym w przestrzeni przez fale uderzeniowe,
powstające na skutek wybuchów w rdzeniu Galaktyki. Znajdowały się tam wszystkie pierwiastki
chemiczne wytopione w jądrowych, gwiezdnych paleniskach – niektórych było dużo, inne występowały
zaledwie w śladowych ilościach. Między nimi zaś znajdował się węgiel, pierwiastek powołany do
istnienia dzięki zgodnemu rezonansowi wibracji jądrowych.
W miarę jak Wszechświat stawał się coraz starszy, zimniejszy i większy, owa chmura pyłu
gwiezdnego, podobnie jak wiele innych, zaczęła gęstnieć – jej ziarenka przyklejały się do siebie,
tworząc nieregularne grudki lodu metanowego, gęste chmury gazu i kawałki skał. Gęstniejąc, chmura
zapadała się i przybierała postać spłaszczonego dysku obracającego się wokół własnej osi; był to wir
stygnącej materii, która zderzała się, odbijała, rozpadała, po czym znów sklejała i skupiała. Z upływem
czasu, zaledwie po chwilce w skali kosmicznej, skupiska materii stawały się mniej liczne, za to
większe. Zgniatane pod działaniem własnej grawitacji tworzyły spłaszczone kule – planety. Gwiazda
G2 uzyskała Układ Słoneczny.
W tym wszystkim nie było nic szczególnego. Każda planeta, tworząc się w określonym miejscu,
nabrała cech będących naturalną konsekwencją sposobu jej powstawania, takich jak: skaliste jądro,
atmosfera złożona z metanu l wodoru, powierzchnia, po której spływał stopiony metal lub którą
pokrywały jeziora kwasu, krążący wokół towarzysze... Każda planeta zyskała własną tożsamość. Było
to prawdziwe zwłaszcza w odniesieniu do trzeciej planety w kolejności od gwiazdy centralnej. Dużą
część jej powierzchni pokrywała cienka warstwa wody. Planeta miała atmosferę, złożoną głównie z
azotu. Temperatura jej powierzchni mieściła się w granicach, w których woda zachowywała stan ciekły.
Mimo że żadna inna planeta w Układzie Słonecznym nie przypominała planety numer trzy, planeta owa
przypuszczalnie była bardzo podobna do wielu innych planet krążących wokół wielu innych gwiazd w
wielu Innych galaktykach.
Wszędzie, nawet w głębi przestrzeni międzygwiazdowej, atomy wpadały na siebie, przywierały i
tworzyły cząsteczki. Na trzeciej planecie zdarzało się to częściej niż w próżni między gwiazdami,
ponieważ było tam więcej atomów mogących się ze sobą zderzać. Indywidualne cechy tej planety
ograniczały typy powstających w taki sposób cząsteczek, wytwarzając struktury, które nie pojawiłyby
się w świecie metanowym lub na jakimś lodowym olbrzymie. W pewnym momencie powstał układ
replikujący się, czyli zbiór cząsteczek zdolny do wytwarzania swoich kopii. Być może powstał
zupełnie przypadkowo, w pierwotnej zupie oceanów, być może pomogły mu w tym chłonne
powierzchnie skał lub glin. Jakkolwiek się stało, replikator zrobił to, co robią replikatory – powielił się.
Potem znowu, i znowu. W dość krótkim czasie planeta stała się wyraźnie niezwykła, bo zachłanny
replikator zmienił i zreorganizował jej chemię. Replikator sporadycznie popełniał jakiś błąd, lecz
niektóre błędy również mogły się powielać, toteż wkrótce rozpętało się coś na kształt długotrwałej
wojny replikatorów, w której coraz bardziej wymyślne zbiorowiska cząsteczek walczyły o prawo do
dalszego powielania się.
Wszystko to stało się dość skomplikowane. Na przykład jedna z grup replikatorów posiadła
umiejętność przetwarzania światła gwiazdy w pożywienie.
Na przykład forma, która wcześnie odniosła sukces, bakteria – sinica, osiągnęła taką liczebność,
że jeden z ubocznych produktów jej metabolizmu, żrący gaz o nazwie tlen, zaczął stanowić Istotną
część planetarnej atmosfery.
Na przykład pewne grupy replikatorów rozwinęły w sobie zdolność umożliwiającą im opuszczanie
twardego lądu i unoszenie się w gazach atmosfery.
Na przykład 65 milionów lat temu na całej planecie wyginał pewien szczególnie dobrze radzący
sobie typ repllkatora. Przyczyną było uderzenie wielkiej skały. Inne małe, owłosione i stałocieplne
replikatory nagle stwierdziły, że ich główni konkurenci zniknęli z powierzchni planety numer trzy, toteż
szybko różnicujący się następcy tych replikatorów zalali kontynenty i oceany.
Na przykład obecnie dwóch następców tych małych stworzonek z zapałem nakreśla własną,
ograniczoną wersję tej całej historii za pomocą dziwacznych, kanciastych symboli geometrycznych,
odbijanych kontrastowym barwnikiem na płatach sprasowanej, białej substancji pochodzenia
roślinnego, żywiąc nadzieję, że inne istoty podobnego gatunku zbadają te płaty swymi wrażliwymi na
światło czujnikami, a następnie w jakiś niepojęty sposób przyswoją sobie Ich sens oraz zrobią z nich
część siebie. Jako typowi przedstawiciele tych replikatorów odkrywamy malutki kawałeczek
nieuchwytnego Wszechświata, podejmując cudowny, lecz zarazem beznadziejny wysiłek, by zawrzeć
tę zdumiewającą całość we własnej, tak znikomo małej formie, która w nieprawdopodobny sposób
wykorzystuje słabe impulsy elektryczne przebiegające po sieci bilionów cienkich włókien – sieci
wibrującej, żywej i jeszcze bardziej nieuchwytnej niż Wszechświat, który usiłuje ona ogarnąć.
Koło się zamyka.
Otwiera się tajemnica.
Wstecz / Spis Treści / Dalej
ROZDZIAŁ 1
POCZĄTKI ŻYCIA
Pewna kobieta naukowiec1 pracowała przez jakiś czas z szympansem. Uczyła go wykonywania
różnych zadań, jak otwieranie pudełka, i nagradzała zawsze jakimś owocem. Któregoś dnia, po sesji z
szympansem, przyszła do kafeterii na wpół płacząc, na wpół się śmiejąc – najwyraźniej bardzo
poruszona. Jej koledzy, nieco zaniepokojeni, w końcu zdołali z niej wyciągnąć, co się wydarzyło.
Okazało się, że kiedy postanowiła na chwilę opuścić laboratorium i otworzyła zamek w drzwiach –
szympans z powagą podał jej kawałek selera.
Nasz prolog to jeden ze sposobów, w jaki można opowiadać historię o tym, kim jesteśmy i jak się
tutaj znaleźliśmy. Taka opowieść ma kilka zalet: pokazuje, jak absolutnie niepojęty jest Wszechświat
w swej całości i jak trudnym zadaniem dla od niedawna inteligentnej, wyprostowanej małpy jest
zamknięcie myślowego koła w celu zawarcia ogromu Wszechświata we wnętrzu własnej, malutkiej
czaszki. To sprzyja pokorze. Przedstawiamy tę opowieść w wersji kosmologicznej; to najlepsza z
postawionych przez dzisiejszą naukę hipotez na temat przeszłości, do której nie możemy się cofnąć,
oraz odległości zbyt ogromnych, byśmy mogli je przebyć. Jest to historia tak dziwna, że możemy mieć
pokusę odrzucenia jej jako szalonej spekulacji, ale w ten sposób nie zniesiemy dziwności, ponieważ
jeśli ta opowieść jest fałszywa, to prawdziwa historia musi być jeszcze dziwniejsza. (Przyjmując, że
istnieje coś takiego, jak prawdziwa historia powstania Wszechświata, co jest dyskusyjne).
Niemniej z naszego punktu widzenia – tzn. z punktu widzenia gatunku ludzkiego, a nie Jacka
Cohena i lana Stewarta – jest to opowieść bezosobowa i snuta od końca. Zaczyna się od nicości, a
kończy tym, że każdy z nas jest jakimś przypadkowym i ubocznym produktem sił wymykających się
naszej najśmielszej wyobraźni. Ukazuje ona Wszechświat zasadniczo różniący się od tego, w którym
mieszkamy i który jest wszechświatem prywatnym, wypełnionym zupełnie innymi rzeczami, o
rozmiarach odpowiadających ludzkiej skali; są w nim przyjaciele, współmałżonkowie, dzieci, zwierzaki
domowe, rośliny, cegły i zaprawa murarska. Każdy z nas mieszka w takim osobistym wszechświecie;
w pewnym sensie każdy z nas jest osobistym wszechświatem – bo jeśli zginiemy, nasz osobisty
wszechświat zniknie wraz z nami. Wszechświat kosmologiczny jest zbudowany z cząstek
elementarnych, takich jak elektrony, i z promieniowania, takiego jak światło. Natomiast nasz prywatny
wszechświat jest zbudowany z czegoś zupełnie innego. Nie mamy na myśli tego, że naszych
własnych wszechświatów nie tworzy zwykła materia, lecz to, że owa materia jest zorganizowana
inaczej. Większość interesujących cech naszych osobistych wszechświatów to ludzie i ich działania –
przyjaciele i kochankowie, wrogowie i znajomi z pracy oraz życia towarzyskiego. Jako że większość z
nas mieszka w miastach, typowy osobisty wszechświat ma charakter miejski: składa się z budynków,
pokoi, podmiejskich centrów handlowych... W naszych codziennych myślach najwięcej miejsca
zajmują ludzie – wpływ, jaki wywierają na nas i my na nich. Trzeba załatwić opiekunkę do dziecka,
zamówić bilety do teatru, udobruchać szefa, przekonać bankowca, że pożyczka będzie dobrym
interesem...
Czasami wtrąca się zewnętrzny, "pozaludzki" świat, ale i to na ogół za pośrednictwem produktów
ludzkiej działalności: potrzebne są nowe opony do samochodu, trzeba skosić trawnik, w związku z
nagłym atakiem grypy konieczne jest lekarstwo. Zmiany zachodzące poza naszym własnym, ciasnym
kręgiem wpływają na nasze życie w sposób, który trudno przewidzieć i którego możemy nie aprobować
– nowe maszyny powodują, że nasza praca staje się zbędna, ustawy zapobiegające zanieczyszczaniu
środowiska zwiększają koszty prowadzenia interesów, nowa choroba infekuje dostawy żywności,
wandale przecięli nam druty telefoniczne albo ludzie z kraju oddalonego o tysiące kilometrów, w którym
nigdy nie byliśmy, zaczynają na nas zrzucać bomby. Kiedy świat zewnętrzny zaburza nasz osobisty
wszechświat, zaczynamy zdawać sobie sprawę z istnienia tej zewnętrzności, ale przeważnie
interpretujemy to zaburzenie w kategoriach osobistych. Szukamy nowej pracy, która odpowiada
naszym umiejętnościom; wynajmujemy prawnika, żeby uniknąć nowych, kosztownych zobowiązań
prawnych; na pewien czas przestajemy jeść hamburgery; wzywamy kogoś do naprawy telefonu;
budujemy schrony i gdy spadają bomby, siedzimy w nich, przeklinając wroga.
Jednak robimy coś jeszcze. Wiele innych stworzeń, spoglądając nocą na niebo, widzi gwiazdy, ale
my się w nie wpatrujemy. Zastanawiamy się, ile ich jest, jak są daleko, skąd się tam wzięły, z czego
są zbudowane. Zastanawiamy się – w istocie – dlaczego w ogóle tam są. Łączymy je w proste wzory i
snujemy na ich temat opowieści mające nam pomóc w racjonalnym uzasadnieniu ich istnienia oraz w
zapamiętaniu wzorów – Myśliwego, Bohatera, Księżniczki, Niedźwiedzicy, Łabędzia. Chociaż nie
potrafimy przeniknąć do wnętrza innych zwierząt, jednak nie znajdujemy żadnego dowodu na to, by
patrzyły one w podobny sposób jak my na zewnętrzne otoczenie swego osobistego wszechświata.
Może robią tak szympansy i delfiny, być może enigmatyczna i niekończąca się pleśń wieloryba jest
ćwiczeniem z podmorskiej filozofii – a może jest to tylko wieloryb! sposób powiedzenia: "Cześć, jest
tam kto? To ja".2 Szympansy, delfiny i wieloryby nie budują obserwatoriów astronomicznych, nie
tworzą kalendarzy, żeby przewidywać pory roku, nie wykuwają w skałach symbolicznych zapisów
swych myśli. Może są mądrzejsze od nas, bo świetnie się bawią, zamiast w mękach zastanawiać się
nad własnym miejscem w ogromnym i nieczułym Wszechświecie. Ale czy są mądrzejsze, czy nie, to
nawet te bystre zachowują się inaczej niż my.
Kiedy spoglądamy poza nasz osobisty wszechświat, stwierdzamy, że świat zewnętrzny jest
zorganizowany w sobie właściwy sposób. Istnieje w nim grawitacja, ekologia, dinozaury, E = mc2, kąty
trójkąta, których suma wynosi 180°, itd. Ma charakter bezosobowy: o ile zupełnie rozsądne jest
przekonywanie urzędniczki w banku, że powinna nam zwiększyć wielkość dopuszczalnego debetu na
koncie do kwoty przekraczającej 180 funtów, o tyle bezowocne jest przekonywanie trójkąta, by
powiększył sumę swych kątów do ponad 180°. Patrząc inaczej, stwierdzamy, że świat zewnętrzny
łączy się z naszym osobistym światem na bardzo wiele sposobów: kalorie w pożywieniu, muzyka
cyfrowa na płytach kompaktowych, pasażerskie odrzutowce, telewizja. Podstawą wszystkich tych
technologii jest nauka, ona zaś wydaje się najskuteczniejszym ze znanych nam sposobów na
zgłębianie budowy owego zewnętrznego, bezosobowego wszechświata. Telewizja wzmacnia związek
świata osobistego i bezosobowego, emitując programy naukowe na temat powstania bądź końca
świata, a poglądowo przedstawiona historia naturalna, w postaci naszych domowych zwierzaków i
akwariów, roślin domowych i ogrodów, tworzy subtelne ogniwa łączące nas z resztą żywej natury.
Znacznie bardziej jednak przejmujemy się tym, jak pasujemy do własnego kręgu przyjaciół, niż tym,
jak wszyscy pasujemy do złożonej ekologii naszej planety.
My, naukowcy, zachowujemy się w identyczny sposób, tyle że przywiązujemy do tego większą
wagę, ponieważ prawdziwym problemem jest dla nas zrozumienie, dlaczego tak robimy. Nasz
naukowy instynkt podpowiada nam, że ten prawdziwy Wszechświat jest w istocie znacznie ważniejszy
– w każdej znaczącej skali zdarzeń – niż to, czy Mary powiedziała swojej matce, że się odchudza... A
jednak, w jakiś sposób, zagadnienia odpowiadające swym poziomem odchudzaniu Mary zajmują
naukowcowi znacznie więcej czasu niż wszystkie "czemu" i "dlaczego" dotyczące supergrup
galaktycznych – nawet jeśli ten naukowiec jest kosmologiem.
Prowadzimy dwoiste życie – w przyrodzie, lecz nie z niej, nieprzerwanie reagujemy raczej na to, jak
oceniamy przyszłość świata, niż na świat teraźniejszy. Świat zewnętrzny odbijamy jak w zwierciadle w
innym świecie, istniejącym wewnątrz nas: w naszym postrzeganiu tego świata. Jest to krzywe
zwierciadło, obraz niedoskonały, jednak nam wydaje się rzeczywisty. W doprawdy śmieszny,
egocentryczny sposób widzimy samych siebie jako istniejących nieco na uboczu Wszechświata.
Kontrolujemy nasz własny świat: możemy wybierać, mamy umysły podejmujące lub zmieniające
decyzje. Cała reszta świata podąża za nieubłaganymi popędami natury. O amebie, lisie, dębie lub
dinozaurze myślimy jako o częściach przyrody. Ameba baraszkuje sobie, wystawiając nibynóżki
(pseudopodia) i pochłaniając cząsteczki pożywienia, to prawie wszystko. Lis biega po krzakach,
goniąc królika na kolację, a kiedy natknie się na grupę podludzi na koniach, jest zbyt zajęty ucieczką
przed psami, by zastanawiać się nad moralną stroną krwawych sportów. Dąb po prostu sobie stoi i
fotosyntetyzuje, czerpiąc wodę z gleby, a dwutlenek węgla z powietrza; jeśli czymkolwiek się martwi,
to najwyżej nadchodzącą zimą i zrzucaniem liści – na pewno nie tym, czy sąsiednie dęby uważają go
za nikczemnika, który wydaje na świat zbyt wiele żołędzi. Dinozaury postrzegamy jako twory
odżywiające się, oddychające, rozmnażające i ginące na tle wspaniałych dekoracji sił natury, takich
jak meteoryt K/T, który uderzył w Ziemię 65 milionów lat temu i wywołał katastrofę na całej planecie.
Ryciny Gary'ego Larsona z serii Far Sicie (Przeciwna strona) często przypisują zwierzętom ludzkie
motywacje, i właśnie dlatego są śmieszne; doskonale wiemy, że większość zwierząt wcale się nie
przejmuje swoim kręgiem przyjaciół.
I bardzo dobrze. Ale w jakiej mierze nasze przekonanie, że jesteśmy czymś szczególnym, opiera
się na faktach, a w jakiej jest jedynie miłym złudzeniem poczucia wyższości? Wiara w naszą
wyższość nad innymi zwierzętami to ludzka ocena wartościująca, która jako taka jest prawdopodobnie
stronnicza, na naszą korzyść, jednak nie ulega wątpliwości, że różnimy się – i to istotnie – od innych
zwierząt zamieszkujących naszą planetę. Musimy wytłumaczyć te różnice. Fakt, że istoty ludzkie nie
zawsze były takie jak teraz, utrudnia to wyjaśnienie, ale zarazem czyni je bardziej interesującym.
Bardzo nieliczni spośród nas wątpią, że powstaliśmy w wyniku ewolucji z istot, które, jak wszystkie
zwierzęta, należały do świata przyrody, a zatem żyły poza sferą tych wszystkich problemów
społecznych, jakie nam nie tylko zajmują każdą minutę na jawie, lecz również napastują nas we
snach.
Jak do tego doszło? Wokół niniejszego zagadnienia będzie się koncentrowała nasza opowieść. Co
takiego było w tym właśnie kawałku skały, w tym konkretnym spiralnym ramieniu tej nieszczególnie
wyróżniającej się galaktyki, iż sprawiło, że jesteśmy właśnie tacy? Jak to możliwe, że materia
nieożywiona przekształca się w takie skomplikowane istoty jak my, które mają swoje własne,
wewnętrzne światy umysłów i wyobraźni? Przy założeniu, że jest to możliwe – dlaczego tak się stało?
Dlaczego my?
Niektórzy przypisują wszystko Bogu i to Im wystarcza: nie mamy Im nic do powiedzenia. Inni –
jedynie nieubłaganym skutkom podstawowych praw fizyki: im też nie mamy nic do powiedzenia. Mamy
jednak coś do powiedzenia tym, którzy uznają, że obie te odpowiedzi są niekompletne, ludziom, którzy
uważają, że nasza obecność na tej planecie i dziwne umiejętności naszego umysłu zasługują na
wyczerpujące i poważne wyjaśnienie. W Wytworach rzeczywistości (o których dalej będziemy mówić
w skrócie Wytwory) staramy się wytłumaczyć ewolucję istot ludzkich w nowy, nieznany dotąd sposób.
Książka nasza znacząco się różni od zwykłej opowieści naukowej, chociaż ma z nią wiele wspólnego.
Mówiąc dokładniej, będziemy spoglądać na zagadnienia umysłu i kultury z dwóch, zasadniczo różnych
perspektyw, które raczej wzajemnie się uzupełniają, niż wykluczają. Jedną z nich jest konwencjonalny,
naukowy punkt widzenia: rozbierz w myśli układ na kawałki i zobacz, w jaki sposób te kawałki do
siebie pasują. Druga – mniej konwencjonalna, ale, według nas, równie ważna, polega na przyjrzeniu się
kontekstowi i sprawdzeniu, w jaki sposób dany układ jest ukształtowany przez to, co go otacza.
Po drodze będziemy zmuszeni poddać ponownej ocenie ortodoksyjne opowieści naukowe o
działaniu wszystkiego, z których wiele ma niemal charakter mitów. Nie uważamy, żeby z powodu
takiej powtórnej oceny te ortodoksyjne opowieści traciły "prawdziwość" (nieco później damy wyraz
niektórym z naszych przesądów na temat prawdy), a z całą pewnością nie sądzimy, by stawały się
mniej "naukowe". Chcemy pokazać, że jeśli rozpatruje się jakieś zagadnienie wieloaspektowo, to
można stwierdzić, że poszukuje się różnych rodzajów odpowiedzi. Na przykład odpowiedź "Bóg" może
zadowolić duchownego pytającego o cnotliwe życie, ale nie programistę poszukującego wirtualnej
rzeczywistości. Uważamy, że dzięki takim zmianom perspektywy zmniejsza się wrażenie
zagadkowoścl wielu zagadnień dotyczących ewolucji człowieka i rozwoju kultury. W szczególności
zmiany te pomogą nam opowiedzieć historię ludzkiego umysłu i kultury w przystępniejszy sposób, w
sposób, który wyjaśnia – a nie tylko określa – naukowe podstawy naszego świata i nas samych.
Przedstawimy poniżej zarys tej opowieści, który posłuży za "mapę drogową" dla reszty książki.
Najpierw spojrzymy na początki życia i jego ewolucję zarówno na Ziemi (opowieść o naszym
pojawieniu się), jak i gdzie indziej (historia o tym, co mogłoby się wydarzyć lub co może się dziać
teraz na jakiejś innej planecie krążącej wokół jakiegoś innego, odległego słońca). Opiszemy rozwój
zmysłów – zwłaszcza wzroku, słuchu i węchu – wyjaśniając, w jaki sposób wpłynęły one na ewolucję
sieci komórek nerwowych i doprowadziły do powstania najbardziej elastycznego i zadziwiającego ze
wszystkich narządów – mózgu. Pokażemy, że nasze zmysły, nie będące jedynie biernymi
obserwatorami rzeczywistości, rozwijają się i ulegają subtelnemu dostrajaniu, by wzmacniać te cechy,
którymi nasze mózgi są szczególnie zainteresowane. Manipulując cechami umysłowymi, tworzymy
"mapy pojęciowe" otaczającej rzeczywistości, które pozwalają nam na podejmowanie decyzji oraz
zmianę zdania w reakcji na skutki tych decyzji. Nie tyle obserwujemy rzeczywistość, co tworzymy
swój własny obraz tej rzeczywistości i właśnie na ten obraz patrzymy, ilekroć postrzegamy świat
zewnętrzny. Tą umiejętnością zarządza inteligencja – zdolność rozumowania, rozwiązywania
problemów – która nie jest wyłącznie cechą budowy dużych mózgów o skomplikowanych sieciach
nerwowych. Inteligencja powstaje w ścisłym związku z cudowną, niegenetyczną sztuczką stosowaną
przez rodziców w celu zapewnienia swemu potomstwu lepszego startu w życiu, sztuczką, którą
nazywamy "przywilejem". Przywilej zaczyna się od żółtka jaja i gniazda i osiąga szczytową postać –
przynajmniej dotychczas – w kulturze. Twierdzimy ponadto, że do powstania umysłu nie prowadzi
wyłącznie inteligencja lub tylko kultura, lecz obydwie – współdziałając ze sobą.
To język jest cechą naszych umysłów, często uważaną za najważniejszą, czyniącą nas istotami
jedynymi w swoim rodzaju, niepowtarzalnie ludzkimi. Niektórzy naukowcy traktują język jako
konieczny warunek wstępny powstania inteligencji, inni zaś sądzą, że to inteligencja warunkuje
powstanie języka. Naszym zdaniem obie strony mają rację – a zatem i obie się mylą, ponieważ każda
z nich sądzi, że to ta druga się myli; tym samym obie popełniają błąd, mówiąc o "koniecznym warunku
wstępnym". Język i inteligencja rozwijały się równocześnie i są tak samo nierozerwalnie związane z
kulturą.
Na zakończenie opowiemy o powstaniu ludzkiej kultury, o technikach, które kultury wykorzystują,
aby przetrwać w zmiennym świecie, i o skutkach różnic kulturowych w grupach etnicznych wyrwanych
ze swego środowiska: także o skutkach prowadzących do powstania społeczności wielokulturowych,
w których jednostki borykają się ze zmianami swej kulturowej tożsamości. Opowiemy o rozwoju
globalnych systemów komunikacji, które tak trwale ugruntowują wielokulturowość, że nie potrafimy
cofnąć się do poprzedniej sytuacji, nawet gdybyśmy chcieli. Rzucimy okiem na przyszłość ludzkiej
wielokultury. A potem wszystko razem zapakujemy i obwiążemy wstążką z piękną kokardą dzięki
unifikującemu pojęciu, eksteligencji, które stanowi kontekstowy i kulturowy odpowiednik osobistej,
wewnętrznej inteligencji.
Przed rozpoczęciem naszej opowieści zadamy pytanie "na rozgrzewkę": W jaki sposób z materii
nieożywionej rozwinęło się życie? W prologu opisaliśmy bieżący pogląd na powstanie Wszechświata,
teorię Wielkiego Wybuchu. Przestrzeń, czas i materia powstały z niczego; potem proste rodzaje
materii pierwotnej, istniejące w czasie panowania wysokiej temperatury, zaczęły się łączyć, tworząc
rozmaite pierwiastki chemiczne – wodór, hel, lit, beryl, bór, węgiel, azot, tlen... Następnie ich atomy
wiązały się ze sobą, dając związki chemiczne – dwa wodory plus jeden tlen tworzą wodę, jeden węgiel
i dwa tleny tworzą dwutlenek węgla. Ciała istot żywych są zbudowane z milionów różnych cząsteczek,
a wszystkie cząsteczki pochodzą z reakcji jądrowych zachodzących we wnętrzach gwiazd. Dosłownie
"jesteśmy gwiezdnym pyłem", jak śpiewała Joni Mitchell w Woodstock.3
Z cząstek powstają atomy, a z atomów cząsteczki – to potrafimy zrozumieć, to nam przypomina
budowanie domu z cegieł. Domy jednak nie rozwijają w sobie własnej woli, nie podnoszą się i nie
ruszają z miejsca. Tak postępują istoty żywe. Oto prawdziwa zagadka. W jaki sposób nieożywiona
chemia nieorganiczna zdołała wygenerować bogatą różnorodność życia? Jest jasne, że nie stało się to
od razu. Nie było żadnego cudownego, szczególnego i brzemiennego w skutki momentu, w którym
życie nagle pojawiło się na planecie. Raczej życie powstawało stopniowo z nieżycia. Pod tym
względem początki życia (jako takiego) nieco przypominają początek życia pojedynczej istoty. Był taki
okres, w którym Maureen nie istniała. Kiedy jajo, zarodek, płód, dziecko stały się Maureen? Kiedy to
nabrało człowieczeństwa? Z całą pewnością nie było konkretnego momentu "stania się" Maureen –
chociaż ludzie nieznający się na rzeczy opowiadają o "chwili zapłodnienia" – poza jej zaistnieniem w
sensie prawnym, podczas uroczystości nadania imienia. Każda osoba przypomina malowidło lub
książkę: powstaje stopniowo. Maureen zaczęła jako nieMaureen i stopniowo stawała się Maureen.
Podobnie było z początkami życia.
Nie możemy cofnąć się i sprawdzić, co naprawdę się wydarzyło, ale możemy się domyślać, jakiego
rodzaju gra chemiczna musiała się rozgrywać na pierwotnej Ziemi. W szczególności potrafimy
zrozumieć, że życie mogło się pojawić w racjonalnie wytłumaczalny sposób, stopniowo i
spontanicznie, na skutek zupełnie racjonalnych procesów chemicznych. Cztery miliardy lat temu
Ziemia była zupełnie innym miejscem. Jej powierzchnię tworzyły nagie skały, piaszczyste pustynie,
zbiorniki bulgoczące smołą i dymiące siarką. Jej oceany były wodnistymi warstwami substancji
chemicznych wypłukiwanych z rozpuszczanych skał i wstrzykiwanych przez podwodne wulkany w
oceaniczne głębie. Już wtedy istniały wszystkie dzisiejsze różnorodne pierwiastki chemiczne –
ponieważ, nie licząc ciągłego opadania pyłu meteorytów i powolnego wycieku lżejszych gazów, atomy
tworzące nasz świat są tymi samymi atomami, które istniały 4 miliardy lat wcześniej. Różnica między
Ziemią pradawną a tą, którą dziś zamieszkujemy, nie leży w jej atomach, lecz w cząsteczkach.
Obecnie cząsteczki są dużo bardziej zróżnicowane oraz – co rozstrzygające – zorganizowane w
sposób znacznie bardziej skomplikowany.
W podręcznikach czytamy, że cząsteczka jest zbiorem atomów połączonych przez siły
międzyatomowe – "wiązania". To prawda – na ile może być prawdziwe jakiekolwiek ludzkie twierdzenie
o przyrodzie – ale nie cała prawda. Druga część tej historii jest taka, że w odróżnieniu od atomów
cząsteczki mogą stawać się coraz bardziej złożone. Atomy pozostawione same sobie nie wytwarzają
atomów takiego rodzaju, jaki nigdy wcześniej nie istniał – chociaż niektóre z nich mogą się zmieniać
dzięki reakcjom jądrowym, na przykład uran przechodzi w ołów. Jednak atomy, łącząc się na nowe
sposoby, dość łatwo wytwarzają zupełnie nowe rodzaje cząsteczek, a te cząsteczki z kolei wytwarzają
nowe cząsteczki – jest to proces trwający po dziś dzień. Gdybyście znali jedynie katalog
występujących na Ziemi cząsteczek, nie wiedząc o niej nic więcej, wówczas moglibyście zauważyć
wyraźną różnicę między katalogiem dzisiejszym a tym sprzed 4 miliardów lat. Dzisiejszy katalog
zawierałby wiele olbrzymich cząsteczek, takich jak białka i DNA, których brakowałoby w wersji
wcześniejszej.
A zatem na przestrzeni miliardów lat cząsteczki stały się bardziej złożone i skomplikowane. Nie
wyjaśnia to jednak wszystkiego – dzieje się znacznie więcej, i nie tylko za sprawą złożoności. Taki
liczący 4 miliardy lat katalog cząsteczek zawierałby również pewne zdumiewająco skomplikowane
cząsteczki, na przykład niezliczone, niesamowite konglomeraty, tworzone w otchłaniach smoły.
Podobnie dzisiejszy katalog byłby zapełniony cząsteczkami przypominającymi toffi, bezładną masą
pojedynczych struktur, które są do siebie podobne pod tym względem, że każda z nich oddzielnie jest
wyjątkowo nieciekawa. Nie, najbardziej interesujące cząsteczki są nie tylko skomplikowane – one są
zorganizowane. Są to, w samej rzeczy, maszyny – pierwsze maszyny, które pojawiły się na Ziemi. To
oczywiste, że niezbyt przypominały maszyny, z którymi się oswoiliśmy – kosiarki, samochody,
samoloty – ale miały jedną cechę wspólną z tymi wszystkimi stworzonymi przez człowieka
urządzeniami. Były zdolne do wykonywania funkcji, co jest wymyślnym sposobem powiedzenia, że
robiły różne rzeczy. Funkcja to działanie, które – po dostarczeniu pewnych wielkości wejściowych
(początkowych) – w rzetelny sposób wytwarza różne wielkości wyjściowe (końcowe). Na przykład
najbardziej oczywistą funkcją kosiarki do trawy jest koszenie trawnika: w tym wypadku wielkością
wejściową jest duża ilość wyrośniętej trawy, a wyjściową – staranny pokos zieleni. Kosiarka wykonuje
też inne funkcje, na przykład nie pozwala na zamknięcie drzwi do szopy stojącej w ogrodzie albo
przytrzymuje na miejscu stertę worków plastikowych, kiedy wieje wiatr.
Również cząsteczki mogą wykonywać funkcje, gdyż oddziałują z innymi cząsteczkami. A
ponieważ cząsteczki mają określone kształty, dla różnych cząsteczek te oddziaływania są różne. Na
przykład cząsteczka A ma zagłębienie na powierzchni akurat o kształcie dopasowanym do wypustki
na cząsteczce B. Jeśli tak – i jeśli siły międzyatomowe są odpowiednie – to można oczekiwać, że
zobaczy się wiele cząsteczek utworzonych z połączenia cząsteczek A i B. Takie procesy budowania
cząsteczek – typu "wciśnij i graj dalej" – zachodzą bez przerwy. W pewnym stopniu przeciwdziała im
skłonność cząsteczek do rozpadania się, z różnych powodów, i dzięki temu nie dochodzi do związania
wszystkiego, co istnieje na Ziemi, w jedną gigantyczną supercząsteczkę.
Poza tym pewne cząsteczki mają części ruchome. Wiązania, które łączą ich atomy, mogą – w
ograniczonym zakresie – zginać się i skręcać, a czasami nawet atomy mogą obracać się wokół swych
wiązań niczym śmigła na osi. Ta giętkość daje wiele możliwości tworzenia maszyn chemicznych o
interesujących funkcjach. Niektóre cząsteczki potrafią łączyć inne cząsteczki bądź je rozrywać. Po
wykonaniu swej funkcji pozostają niezmienione i są gotowe do wykonania jej raz jeszcze, i jeszcze...
Takie cząsteczki nazywamy katalizatorami. Cząsteczki katalizujące działają jak linia produkcyjna: jeśli
tylko zapewni się im odpowiednie surowce, będą wytwarzały swoje ulubione cząsteczki jedną po
drugiej, w nieskończoność.
Wykonywanie funkcji jest czymś zupełnie innym niż posiadanie celu. Maszyny cząsteczkowe nie
wykonują swoich funkcji dlatego, że tak chcą: one je wykonują dlatego, że tak są zbudowane. W
istocie, nie mogą nie wykonywać swoich funkcji. Podobnie kamień wykonuje swą funkcję staczania się
po zboczu góry, ponieważ jest należycie zaokrąglony i ma dość masy, by uczepiła się go grawitacja.
Jednak nie ma owego zaokrąglonego kształtu po to, żeby się staczać z góry. Wspominamy o tym,
gdyż istoty ludzkie wykazują wrodzoną skłonność do mylenia funkcji z celami – a więc na przykład
stwierdzenie "słońce nas ogrzewa" przechodzi w "słońce zostało umieszczone na niebie po to, żeby
nas ogrzewać". Takie koncentrujące się na celach myślenie z łatwością może doprowadzić do
sytuacji, w której ludzie czczą słońcebóstwo, nie zdając sobie sprawy, że słońce pełni funkcję
zapewniania im ciepła, wcale tego nie chcąc ani nie żądając oddawania mu czci jako warunku
dalszego grzania.
W każdym razie 4 miliardy lat temu wokół znajdowały się właściwie te same atomy co teraz,
jednak nie w takich samych połączeniach i inaczej zorganizowane niż dzisiaj. Złożone cząsteczki
występujące
w żywych organizmach i pseudożywych bytach, takich jak wirusy, nazywamy cząsteczkami
organicznymi. Atomem umożliwiającym istnienie wszystkich cząsteczek organicznych jest węgiel:
atomy węgla mają zdolność łączenia się i tworzenia ogromnych, trwałych szkieletów, do których mogą
się przyczepiać inne atomy. Nawet węgiel jest zdolny do wykonywania tej funkcji zaledwie w wąskim
zakresie wartości temperatury, a inne atomy w ogóle nie mogą tego robić, poza – być może –
krzemem. Nie oznacza to, że węgiel jest niezbędny dla życia; znaczy tylko, że jest on niezbędny dla
naszego rodzaju życia, który jest jedynym rodzajem, o jakim wiemy, i który wydaje się całkiem
niezłym materiałem na życie w ogóle. Niemniej jednak ten rodzaj organizacji, który nazywamy życiem,
mógłby w zasadzie pojawić się na inne sposoby – w postaci cząsteczek opartych na krzemie,
oddziałujących ciągów elektronów w kryształach metalicznych, zderzających się wirów plazmy w
gwiezdnej koronie... Możliwość powstania cząsteczek złożonych jest istotna dlatego, że niektóre z
nich potrafią wykonywać zadania bardziej wyrafinowane niż cząsteczki proste. Od ich wykonywania
zależy ta osobliwa forma materii, określana jako życie. Organizmy to coś znacznie więcej niż
bezkształtne miski cząsteczkowej zupy: sposób ułożenia ich cząsteczek jest przynajmniej tak samo
ważny jak rodzaj cząsteczek. Jednak bez potencjalnej złożoności, którą zapewnia węgiel, nie mogłyby
istnieć cząsteczki na tyle skomplikowane, by się zorganizować w takie organizmy jak my.
Życie wydaje się czymś zupełnie innym niż materia nieorganiczna – może się poruszać zgodnie z
własną wolą, rozmnażać, pochłaniać inne substancje, reagować na bodźce środowiska. Zatem nie ma
w tym nic dziwnego, że niektórzy ludzie sądzą, iż materia ożywiona jest po prostu innym rodzajem
materiału niż materia nieożywiona. To przekonanie nazywamy wltalłzmem. Jego największa wada
polega na tym, że nie istnieją dowody na jego potwierdzenie: nigdy nie wydzielono nawet odrobiny
materiału tego innego rodzaju. Rozkładając na części dowolny organizm, aż do poziomu cząsteczek,
znajdziecie wyłącznie zwykłą materię organiczną. My, ludzie, jesteśmy zbudowani z takich samych
atomów jak skały, woda i otaczające nas powietrze. W ten sposób nieuchronnie dochodzimy do
wniosku, że to nie w składnikach kryje się różnica, a w sposobie ich zorganizowania. Żywe stworzenie
można zabić, uderzając w jego głowę kamieniem: trudno dostrzec, jak tak grubiański czyn mógłby
pozbawić żywotności ezoteryczną, niematerialną substancję owej istoty, jednak z łatwością widać, w
jaki sposób może on zniszczyć jej zorganizowanie.
Podobnie samochód składa się z tych samych atomów co metalowe blachy, worki sproszkowanego
aluminium i puszki polimerów, z których został złożony. Jego zdolność poruszania się nie bierze się
stąd, że powstał z innego rodzaju materii: zdolność ta jest jedynie wynikiem działania złożonej w
odpowiedni sposób materii. Inżynier samochodowy potrafi wytłumaczyć, na czym polega ten sposób
organizacji, i robi to na tyle szczegółowo, że każdy jego słuchacz na przyjęciu rusza czym prędzej na
poszukiwanie tacy z alkoholami. Natomiast nikt nigdy nie zbudował auta w ten sposób, że wyruszył na
poszukiwanie nowego rodzaju materii, która – po nalaniu do niej benzyny – miałaby zdolność
poruszania się.
Ta analogia do samochodu staje się ryzykowna, gdy w budowaniu jej posuniemy się za daleko.
Według niektórych organizacja wiąże się nieodłącznie z organizatorem, podobnie jak istnienie zegarka
oznacza istnienie zegarmistrza. Jest to kuszący sposób argumentacji, ale nie ma żadnego ważnego
powodu, aby go przyjąć. Jedną z najbardziej godnych uwagi cech materii organicznej – a także, co
sobie teraz uświadamiamy, również w odpowiednich warunkach materii nieorganicznej – jest jej
zdolność samoorganizacji. Zatem, pod pewnymi względami, lepsza od analogii do samochodu byłaby
analogia do wiru, tornado lub płomienia: struktury zorganizowanej, powstającej bez świadomej
ingerencji. Zjawisko samoorganizacji jest sprzeczne z naszą intuicją, przypuszczalnie dlatego, że
rzadko stykamy się z nim bezpośrednio: w naszym codziennym świecie doprowadzenie do powstania
organizacji wymaga zawsze wielkiego wysiłku. Mimo to jesteśmy otoczeni wysoce zorganizowaną
materią, z której również powstaliśmy, a więc materia ta w jakiś sposób musiała zostać doprowadzona
do tego stanu zorganizowania. Albo została zorganizowana przez twórcę organizmów, albo
zorganizowała się sama.
Od niepamiętnych czasów filozofowie i teolodzy roztrząsają kwestie związane z hipotezą "twórcy
organizmów". Jej oczywiste zalety ("rozwiązuje" problem w sposób zadowalający wiele osób) zderzają
się z równie oczywistymi wadami. Na przykład kto – czy co – zorganizował organizatora? I gdzie jest
sam organizator? Tym, którzy podzielają dążenie naukowca, by zrozumieć przyrodę, a nie tylko ją
zakładać, hipoteza samoorganizacji oferuje znacznie więcej. Jest to śmiała koncepcja, która nie
rozwiązuje zagadki, o ile nie wyjaśnimy, jak i dlaczego żywa materia się samoorganizuje. Stanie się
wtedy oczywiste, że nie ma żadnej wrodzonej, wewnętrznej sprzeczności w pomyśle, że organizacja
czasami pojawia się "za darmo". Również jasne stanie się to, że układy ograniczone do skali
laboratoryjnej i symulacje komputerowe pozwalają sobie na zachowania samoorganizacyjne znacznie
częściej, niż moglibyśmy przypuszczać. Nadal jeszcze nie mamy pewności dlaczego, ale wiemy, że
tak jest. Być może nasz Wszechświat jest pod tym względem szczególny; być może takie muszą być
wszystkie wszechświaty. Nie wiemy, jak jest naprawdę.
To, że życie jest zdolne do samoorganizacji, staje się wyraźne jedynie w długiej skali czasu:
porównajcie organizm, na przykład współcześnie żyjącą mysz, z kawałkiem skały sprzed 4 miliardów
lat. Jeden z najbardziej rzucających się w oczy "niezwykłych" przejawów życia można jednak
zauważyć w znacznie krótszej skali czasu: mianowicie jest nią zdolność rozmnażania. Życie tworzy
nowe – i właściwie takie samo – życie. Ludzie tworzą nowych ludzi, koty tworzą nowe koty, nicienie
tworzą nowe nicienie, a ameby – nowe ameby. To zdumiewająca zdolność i z całą pewnością nie
przypomina zwykłej chemii.
Mamy jednak skłonność do niedoceniania możliwości "niewspomaganej" chemii, a to zniekształca
nasz sąd o tym, jak bardzo zdumiewające i mało prawdopodobne jest życie. Trzydzieści lat temu
uważano, że biologia jest niezwykle skomplikowana, natomiast chemia – stosunkowo prosta.
Wydawało się, że chemiczna historia początków życia wymaga zbudowania myślowej piramidy,
złożonej z coraz bardziej skomplikowanych procesów. Jej podstawę tworzy przyziemna chemia z
probówek, wyniosły szczyt zaś – biologia. Dziś wiemy, że jest to obraz fałszywy. Sfera
niewspomaganej chemii (chemii, która działa, nie wymagając istnienia żywego organizmu) rozciąga się
do samej góry. Nawet prosta, niewspomagana chemia jest znacznie bardziej złożona niż to, do czego
chcą nas przekonać podręczniki. Na przykład, jeśli zapalić mieszaninę dwóch części wodoru i jednej
tlenu, to mieszanina ta wybuchnie i powstanie woda. Stare podręczniki traktują to jak prostą reakcję
chemiczną: 2H2 + O2 –> 2H2O. (Nie zapisujemy jej w pozornie prostszej postaci: H2 + O –> H2O,
ponieważ reakcje dotyczą cząsteczek, a cząsteczka tlenu to O2, a nie O). Z nowszych podręczników
dowiecie się, że w reakcji bierze udział, w charakterze pośredników, co najmniej dziesięć innych
cząsteczek, a im usilniej będziecie ją zgłębiać, tym więcej znajdziecie cząsteczek. W starych
podręcznikach pisze się, od czego zacząć i co z tego powstaje, ale nie wspomina o tym, co się dzieje
między początkiem a końcem. Skoro w tej podstawowej reakcji wszystko okazuje się tak złożone, to
nic dziwnego, że w wypadku bardziej "wyrafinowanych" reakcji chemicznych sprawy się jeszcze
bardziej komplikują. Ponadto, w miarę jak rosło nasze zrozumienie złożoności procesów chemicznych,
zaczęliśmy zdawać sobie sprawę, że biochemia jest znacznie bliższa niewspomaganej chemii, niż się
nam wydawało. W istocie, współczesne procesy przemysłowe, w których na szeroką skalę
wykorzystuje się katalizatory, znajdują się dokładnie na skrzyżowaniu chemii niewspomaganej i
związanej z nią biochemii.
Nad powstaniem życia z prostych związków chemicznych łamiemy sobie głowę także dlatego, że
obecnie na Ziemi bardzo trudno odnaleźć takie warunki chemiczne, które dawno, dawno temu dały
początek życiu. Dzieje się tak, ponieważ życie wdarło się we wszystkie możliwe siedliska owej chemii
– od głębi oceanów i wielokilometrowych szczelin w granicie po wysokie warstwy atmosfery – a więc
chemia tych wszystkich środowisk zmieniła się nie do poznania. Dobrym przykładem byłoby
rdzewienie, tylko że na Ziemi zachodzi ono zawsze "przy wsparciu" bakterii, pobierających dziesięcinę
w postaci energii. Zatem wyobraźmy sobie, że żelazo rdzewieje na powierzchni planety pozbawionej
życia. Przywołajmy pojęcie katalizy: cząsteczka jest katalizatorem, jeśli bierze udział w wytwarzaniu
innej cząsteczki lub cząsteczek, a w trakcie tego procesu sama się nie zużywa. Rdzewienie sterylne
zachodzi w ramach autokatalizy – jeśli na żelazie znajdzie się odrobina rdzy, to ta odrobina, jako
katalizator, wytworzy więcej rdzy. Jest to proces rekurencyjny, biorący sprawy w swoje ręce, toteż do
jego rozpoczęcia potrzeba trochę produktu końcowego. (Nie martwcie się: wcale nie powiedzieliśmy,
że ta pierwsza odrobina produktu powstała w tym samym procesie rekurencyjnym. Przekonacie się o
tym później).
W chemii rzeczywistej i technologii istnieje wiele procesów rekurencyjnych, ale na ogół nie mówi
się o nich na lekcjach chemii w szkołach, ponieważ procesy takie nie pasują do uproszczonych teorii,
jakich się tam uczy. Katalizator samochodowy, który utlenia substancje zanieczyszczające,
wykorzystuje taki właśnie układ. Powierzchnia katalizująca wykonuje swoje zadanie w serii coraz
szerszych pierścieni, podobnie jak to się dzieje w najlepszym przykładzie takiej reakcji chemicznej,
czyli w reakcji BiełousowaŻabotyńskiego, przedstawionej na rycinie l. Jest to niezwykle fotogeniczny
przypadek rekurencyjnej reakcji chemicznej, w której na rdzawoczerwonym tle powstają rozszerzające
się, niebieskie pierścienie. Przez 40 lat od momentu, gdy po raz pierwszy opisano takie układy,
większość chemików nie wierzyła, że mogą one działać: wydawały się sprzeczne z najsłynniejszym –
i źle rozumianym – prawem nauki, mianowicie z drugą zasadą termodynamiki.
Ryc. 1. Typowe wzory "tarczowe" w reakcji BiełousowaŻabotyńskiego.
Z upływem czasu pierścienie się rozszerzają.
A nie są, podobnie zresztą jak i życie.
Dzięki epokowym badaniom – które w latach pięćdziesiątych prowadzili Maurice Wilkes, Rosalind
Franklin, Francis Crick i James Watson – wiemy, że u podstaw niemal wszelkiego ziemskiego życia
znajduje się jedna godna uwagi cząsteczka, a właściwie rodzina bardzo podobnych do siebie
cząsteczek. Cząsteczką tą jest DNA, czyli kwas deoksyrybonukleinowy (skrót DNA pochodzi od
pierwszych liter słów tworzących jego angielską nazwę). DNA tworzy materiał genetyczny niemal
wszystkich organizmów. Kilka wirusów wykorzystuje RNA, kwas rybonukleinowy, ale DNA i RNA
pochodzą z tej samej cząsteczkowej stajni. Cząsteczka DNA ma prostą, lecz zmyślną budowę, w
której dwie bliźniacze nici tworzą coś w rodzaju spiralnych schodów – podwójną helisę. Te nici są
zbudowane z czterech rodzajów cząsteczek nazywanych zasadami, trzymających się razem dzięki
szkieletowi utworzonemu z cukrów i grup fosforanowych. Taka struktura umożliwia cząsteczce DNA
wykonywanie dwóch ważnych zadań: kodowania informacji i kopiowania (replikacji). Informacja jest
zakodowana w postaci sekwencji zasad DNA i dotyczy między innymi struktury istotnych białek, bez
których nie można zbudować organizmów, a także sekwencji określających, kiedy będą one tworzone.
DNA kopiuje się w ten sposób, że rozdziela się na dwie nici zawierające komplementarne zasady, a
potem dla każdej nici odtwarza nić do niej pasującą, produkując dwie kopie informacji genetycznej z
jednego oryginału. (Opis ten, chociaż standardowy, jest nadmiernym uproszczeniem, ale
wystarczająco dokładnym na nasze obecne potrzeby). W całym tekście Wytworów będziemy
odróżniać replikację, czyli tworzenie dokładnych lub nominalnie dokładnych kopii, od rozmnażania,
czyli tworzenia kopii podobnych – w szczególności na tyle podobnych, że same również mogą się
namnażać. DNA się replikuje, ale jeśli podczas replikacji wkradnie się jakiś błąd – czyli dojdzie do
mutacji – to należy raczej mówić, że cząsteczka uległa namnożeniu.
DNA często opisuje się jako cząsteczkę samoreplikującą, co nie jest zgodne z prawdą: jeśli
pozostawimy DNA w naczyniu, wcale go nie przybędzie. DNA replikuje się jedynie dzięki pomocy wielu
innych cząsteczek – enzymów, na przykład polimerazie DNA. Wspominamy o nich tylko po to, żeby
uwypuklić, iż DNA do replikacji potrzebuje całego "zespołu wspomagającego": nie może wytwarzać
własnych kopii – podobnie jest z fotokopiarką. Ponadto fakt, że DNA zawiera "informację", jest
znacznie mniej istotny od fizycznej (tzn. chemicznej!) postaci, jaką ta informacja przybiera. Wszystkie
cząsteczki zawierają jakąś Informację – na przykład położenia ich atomów to pewien rodzaj informacji,
o czym szybko się przekonacie, budując modele cząsteczek. Informacja w DNA jest użyteczna nie
dlatego, że jest informacją, ale dlatego, że jest to informacja przechowywana w postaci możliwej do
wykorzystania przez inne maszyny chemiczne. Analogicznie, w położeniach włókien celulozy
tworzących tę kartkę jest zakodowana ogromna ilość informacji, ale jeśli przeczytacie tę stronę, to za
jedyną pożyteczną – dla was – informację uznacie tę, która pochodzi z wydrukowanych na niej liter.
Proces umożliwiający replikację DNA jest kolejnym autokatalitycznym cyklem rekurencyjnym, z
tym że tutaj katalizuje się zbiór cząsteczek. DNA zawiera informacje definiujące, przeznaczone dla
cząsteczek z zespołu wspomagającego. Zespół wspomagający pomaga DNA w replikacji, a DNA
bierze udział w replikowaniu własnego zespołu wspomagającego. Rekurencja często budzi niepokój,
ale jak inaczej mógłby przebiegać proces replikacji? To, co sprawia, że procesy rekurencyjne wydają
się niepokojące, to wrażenie, iż procesy takie nigdy nie mogą się rozpocząć – jest to typ zagadnienia:
"jajo i kura". W rzeczywistości nie jest to wcale poważny problem, a jedynie przypadek nieporządnego
rozumowania, polegający na błędnym ekstrapolowaniu procesu wstecz. Rozpoczęcie procesu replikacji
jest stosunkowo proste. Jedyne, czego zrobić nie można, bez zniszczenia samego procesu, to go
zatrzymać. Żeby rozpocząć proces jajoikura, trzeba stworzyć odpowiednią konfigurację początkową;
taką, która stanowi część procesu tylko w pierwszym okrążeniu. Na przykład, można namówić nie
kurę na złożenie jaja, z którego rozwinie się kura; jaja również zamienią się w kury i tak dalej, bez
końca. To jasne, że nie można zrobić tej sztuczki, jeśli się zaczyna od idealnie replikującej się nie
kury, a z jajkiem nie stanie się nic niefortunnego; jednak jeśli jest to reprodukująca się niekura,
podlegająca zmianom, które nie wpływają na zdolność rozmnażania się jej potomstwa, to nie istnieje
żaden problem pojęciowy – a jedynie techniczny, dotyczący faktycznego "udania się" naszej sztuczki.
Wówczas odpowiedź na wiekową zagadkę filozoficzną staje się zaledwie kwestią definicji. Czy jajo
kury to jajo złożone przez kurę, czy też jest to jajo, z którego wyrasta kura? W pierwszym przypadku
najpierw była kura (z jaja niekury); w drugim – jajo (złożone przez niekurę).
Są też inne sposoby na uruchomienie układu replikacji lub reprodukcji. Jeden polega na jeżdżeniu
"na barana"4 na istniejących wcześniej układach podlegających replikacji lub reprodukcji. Tak są
powielane (replikowane) dokumenty: jadą na barana na kopiarkach, które są powielane przez ludzi
pracujących w fabrykach. Z kolei kopiarki jadą na barana na procesie reprodukcji ludzi. Oczywiście nie
jest możliwe, aby każdy proces replikacji/reprodukcji jechał na barana na procesie, który go
poprzedza, bo w przeciwnym razie zaistniałby prawdziwy problem jajoikura i wtedy przynajmniej jeden
proces musiałby się zaczynać w jakiś inny sposób (będąc konfiguracją początkową dla wszystkiego,
co potem pojedzie na nim na barana). Ten inny sposób najlepiej określić jako "rusztowanie": zanim
zamknie się pętla replikacji, proces jest wspomagany przez coś innego, co na zawsze wypada z tej
pętli po jej zamknięciu. Gdy układ raz osiągnie zdolność replikacji, zaczyna się szybko
rozprzestrzeniać i przechwytuje wszelkie wolne substraty.
Mimo że pętla utworzona przez DNA i jego zespół wspomagający w zasadzie jest zdolna do
replikacji, w praktyce wykazuje "jedynie" zdolność namnażania. Procedura jest tak złożona, że rzadko
przebiega bezbłędnie. Co więcej, w organizmach rozmnażających się płciowo tok procesu
rozmnażania wprowadza modyfikacje typu "zmieszaj i dopasuj". Nie należy o tym myśleć w
kategoriach defektu. Układy rozmnażające się (reprodukujące) są znacznie ciekawsze niż układy,
które jedynie się replikują, i to właśnie dlatego, że mogą się zmieniać. Replikacja jest zawsze tym
samym, powtarzającym się w nieskończoność. W namnażaniu pozostaje miejsce na elastyczność – w
ten sposób z niekurzego jaja można wyprodukować kurę.
Ta możliwość prowadzi do ewolucji, która, w różnych ujęciach, stanowi przedmiot rozważań
zamieszczonych w następnych trzech rozdziałach. Zanim przystąpimy do tak subtelnego tematu,
zastanowimy się nad bardziej przyziemnym pytaniem: W jaki sposób rozpoczęła się replikacja DNA?
Ten proces wydaje się zbyt złożony, by mógł się pojawić dzięki surowym rusztowaniom:
najprawdopodobniej przyjechał na barana. Istnieją pewne wskazówki co do możliwych prekursorów
samego procesu replikacji DNA. Od lat podawano wiele różnych propozycji, a wspominamy tu o nich,
aby pokazać, że istnieje kilka pozornie prawdopodobnych rozwiązań zagadnienia dotyczącego
sposobu, w jaki życie rozpoczęło wędrówkę po swej reprodukcyjnej ścieżce.
Jednym z tych rozwiązań jest "świat RNA"; drugim, według Grahama CairnsaSmitha – glina;
trzecim zaś – pochodząca od Stuarta Kauffmana koncepcja autokatalitycznej sieci cząsteczek. Świat
RNA to hipotetyczny okres ewolucji, w którym DNA nie odgrywał jeszcze roli w procesie replikacji form
protożywych: na scenie królowała prostsza cząsteczka RNA i reprodukowała się bez pomocy bandy
cząsteczek asystujących DNA. W latach pięćdziesiątych Stanley Miller, uczeń Harolda Ureya,
przeprowadził doświadczenia pokazujące, w jaki sposób aminokwasy – klocki, z których są
zbudowane białka – pojawiły się spontanicznie w warunkach symulujących pierwotny skład chemiczny
Ziemi. Różne odmiany tego układu dostarczyły wszystkich surowców niezbędnych do powstania życia
opartego albo na DNA, albo na RNA. Możliwość istnienia świata RNA, poprzedzającego dzisiejszą
kombinację DNA/RNA, po raz pierwszy objawiła się w latach osiemdziesiątych, kiedy Tom Cech i
Sydney Altman5 odkryli specjalne cząsteczki RNA, obecnie nazywane rybozymami. Cząsteczki te
działały jak katalizatory reakcji, która wycinała ich kawałki – jeden z elementów procesu
rekurencyjnego, potrzebnego do zajścia replikacji. Potem Jack Szostak wykorzystał laboratoryjną
wersję ewolucji cząsteczek do wytworzenia sprawniejszych rybozymów, które potrafiły kopiować długie
sekwencje RNA. W 1996 roku David Bartel znalazł rybozymy równie wydajne jak niektóre nowoczesne
enzymy białkowe. Nie doprowadzono jeszcze do samoreplikacji RNA – wykorzystującej cząsteczki
asystujące, a nie DNA – jednak możliwość ta wydaje się znacznie bardziej prawdopodobna.
W maju 1996 roku chemik Jim Ferris odkrył sposób, w jaki w pierwotnym środowisku mogły zostać
uformowane długie nici RNA (z 1015 zasad). Gdy do mieszaniny chemicznej dodał montmorylonit –
rodzaj gliny – na powierzchni gliny powstawały długie łańcuchy RNA. Było to szczególnie interesujące
w świetle wcześniejszych spekulacji CairnsaSmitha o tym, że glina może dostarczyć replikowalnej
struktury, na której na barana może wjechać RNA; toteż opiszemy w skrócie, co CairnsSmith miał na
myśli. Glina jest skomplikowanym połączeniem glinu, krzemu, tlenu, magnezu, wapnia, żelaza i wielu
innych pierwiastków. Gliny mogą się rozpuszczać w wodzie i ponownie z niej wytrącać. Ich formy
krystaliczne wykorzystują rzadsze pierwiastki do nadawania sobie egzotycznych kształtów: zwojów,
zakrętasów, spiral. Jak większość kryształów, kształty te mogą pełnić funkcję szablonów do
wytwarzania większej liczby kształtów tego samego rodzaju, nadbudowywanych na nich. Gdy jakieś
zewnętrzne zdarzenie powoduje rozpad kryształu, to każdy jego kawałek może stać się szablonem do
dalszego wzrostu, a więc owe formy gliny mogą podlegać replikacji – a właściwie mogą się
reprodukować (ryc. 2). Mogą nawet konkurować ze sobą, ponieważ niektóre z tych kształtów lepiej
wyciągają z roztworu pewne konkretne substancje. Gliny są prawdopodobnie ze wszystkiego na Ziemi
najbliższe formie życia opartej na krzemie, a więc temu układowi replikacyjnemu, na którym inne mogą
wjechać na barana. Jak sobie uświadomił CairnsSmith, związki węgla w naturalny sposób przywierają
do powierzchni kryształów gliny i katalizują reakcje organiczne. W szczególności związki te katalizują
procesy polimeryzacji, w których cząsteczki tego samego rodzaju, dodając się do siebie, tworzą długie
łańcuchy i inne struktury. Dzięki takiemu procesowi aminokwasy mogły stać się białkami, a proste
zasady mogły się łączyć, tworząc RNA i DNA. Ferris wykazał, że chemiczna intuicja CairnsaSmitha
ma uzasadnienie, co przydało wagi poglądowi, że nasz rodzaj życia był poprzedzony znacznie bardziej
prymitywnym typem życia glinianego; CairnsSmith nazwał swoją opowieść "genetycznym przejęciem
kontroli". Jest to historia gładkiego przejścia od chemii nieorganicznej do naszego rodzaju życia, które
doprowadziło do pojawienia się istot zorganizowanych mniej więcej tak jak bakterie, bez jądra
komórkowego – nazywanych przez biologów prokariontami. Teraz i wilk jest syty, i owca cała: być
może DNA jechał na barana na RNA, a RNA na glinie.
Ryc. 2. Mutacja i replikacja w stosach płytek gliny.
Koncepcja sieci autokatalitycznej jest trochę inna: przedstawia zbiór warunków, w jakich powstanie
rusztowania będzie niemal nieuniknione, nie jest zaś jedynie wygodnym zbiegiem okoliczności. Zdolna
do replikacji cząsteczka będzie tą cząsteczką, która miałaby się sama katalizować, ale to chyba
sytuacja odrobinę zbyt wygodna i przypuszczalnie nie dzieje się tak w naturze. (Rdzy nie można
podać jako przykład, bo potrzebuje żelaza, wody i jeszcze tlenu, nie wspominając o bakteriach).
Natomiast znacznie łatwiej jest pomyśleć o takim zespole wspomagającym cząsteczek, w którym
każdy członek zespołu katalizuje pozostałych. Taki zespół "zamyka się" w autokatalityczną sieć,
jeżeli każdy jego członek jest katalizowany przez jakąś inną kombinację cząsteczek należących do
zespołu. W ten sposób cały zespół zyskuje zdolność replikacji.6
Z analizy sieci autokatalitycznych dowiadujemy się w szczególności, jak bardzo niewspomagana
chemia może się zbliżyć do prawdziwego życia. Przypuśćmy, że możemy takiej sieci przydać jeszcze
jedną cechę: jej własną "tożsamość", tak żeby mogła istnieć – i podlegać replikacji – jako dobrze
określony byt, a nie rozpraszać się w wielkim, chemicznym oceanie. Otrzymalibyśmy wówczas
elementarną, chemiczną "formę życia". Jest to możliwy scenariusz, jakiś czas temu zaproponowany
przez Alexandra Oparina: rzeczywiste zdarzenia prawdopodobnie były bardziej skomplikowane i
pewnie zupełnie inne. Istnieją cząsteczki, znane jako lipidy – tłuszcze – które wyglądają jak kijanki.
Cząsteczki wody przyciągają ich głowy, ale odpychają ogony. Co więcej, lipidy chętnie przylegają do
siebie. Zatem w środowisku wodnym – takim jak pierwotny ocean – lipidy naturalnie układają się w
dwie warstwy, w których wszystkie głowy są zwrócone w stronę wody, a ogony do siebie. W efekcie
pojawia się układ warstwowy: głowy – ogony – ogony – głowy. Z tych warstw zostały utworzone błony
biologiczne, a ich najistotniejsza właściwość polegała na oddzielaniu od siebie odrębnych obszarów.
We wprowadzonej wyżej terminologii są one powstającymi naturalnie chemicznymi "maszynami",
których funkcją jest rozdzielanie wód oceanów na odrębne strefy. (Rzeczywiste błony biologiczne
składają się z dwóch warstw, których cząsteczki ustawiają się ogonami do siebie, głowy zaś mają na
obu powierzchniach "zewnętrznych"). Doron Lancet zasugerował, że takie błony mogą również się
zamykać, tworząc maleńkie kapsułki, a inne cząsteczki mogą dyfundować do ich wnętrza bądź na
zewnątrz. Przypuśćmy – powiada Lancet – że cząsteczki uwięzione wewnątrz takiej kapsułki w czasie
jej pierwszego uformowania, zupełnie przypadkowo, należą do sieci autokatalitycznej. Wówczas sieć –
zasilana surowcami dyfundującymi do środka ze zróżnicowanego, lecz nieuporządkowanego
pierwotnego oceanu – będzie się replikować. Przypuśćmy dalej, że lipidy, których cząsteczki tworzą
kapsułkę, również są częścią tej autokatalitycznej sieci. Wówczas, w miarę replikacji swej zawartości,
kapsułka będzie się powiększać, aż osiągnie rozmiary powodujące jej niestabilność w tym sensie, że
będzie miała skłonność do rozpadania się na mniejsze kapsułki, z których każda zawiera chemiczny
zespół wspomagający, konieczny do podtrzymywania procesu. Proces taki nie ma wyraźnie
zaznaczonego końca: otrzymujemy w rezultacie prototyp komórki, która pobiera substancje odżywcze,
rośnie i dzieli się na komórki tego samego rodzaju. A zatem, w warunkach spokojnego morza i
sprzyjającego wiatru, sieci autokatalityczne w istocie mogą tak zorganizować własną geometrię
przestrzenną, by utworzyć replikujące się organizmy – a przynajmniej protoorganizmy. Teraz bardziej
złożone replikujące się cząsteczki mają na czym jechać na barana.
To, co opisaliśmy powyżej, nie jest pewne. Chodziło nam o pokazanie, z jaką łatwością życie może
się pojawić jako wynik naturalnych połączeń zwykłych cech fizycznych i chemicznych świata
nieorganicznego. A co się wydarzyło naprawdę? W rozdziale 4 przyjrzymy się, jak i dlaczego takie
jeżdżenie na barana doprowadziło w końcu do powstania życia, które znamy. Procesem napędzającym
to wszystko, była – rzecz jasna – ewolucja. Na razie przygotujemy scenerię, pomijając element
ewolucyjny i opisując to, co – jak się wydaje – zaszło, lecz nie pytając: dlaczego.
Kapsułki lipidowe, wypełnione autokatalizującymi sieciami substancji chemicznych, stanowią na
tyle dobre przybliżenie prawdziwych organizmów o stopniu złożoności odpowiadającym bakteriom –
prokariontom – że możemy sobie łatwo wyobrazić, jak mogły powstać organizmy prokariotyczne,
mimo że najbardziej prawdopodobne teorie ich pochodzenia nie są aż tak proste – o czym wkrótce się
przekonamy. W każdym razie, w jakikolwiek sposób one powstały, wiemy na pewno, że się pojawiły,
rozmnożyły, rozwinęły i zajęły powierzchnię Ziemi wkrótce po zaistnieniu ciekłego morza. Wiemy też,
że stało się to bardzo szybko, chociaż nie możemy być pewni, czy zaraz, czy też kilka milionów lat
po pojawieniu się wody w stanie ciekłym. Na geologicznej skali czasu ta różnica jest nieistotna; w
każdym razie wszystko wydarzyło się tak prędko, że sam proces musiał być chemicznie i fizycznie
"łatwy", i to dla całej planety, która stygła po bombardowaniu przez meteoryty. Istotnie, pewne rodzaje
meteorytów zawierają składniki organiczne, a więc niewykluczone, że początkowym rusztowaniem
były cząsteczki z przestrzeni kosmicznej, jak to wiele lat temu zasugerowali Fred Hoyle i Chandra
Wickramasinghe.7
Bardziej złożone formy rozwinęły się po 3 miliardach lat panowania w morzach życia
prokariotycznego. W tym czasie wiele różnych organizmów "wynalazło" fotosyntezę, metodę zasilania
zachodzących w nich rekurencyjnych procesów chemicznych energią pobieraną ze światła
słonecznego. Przy okazji wydalały substancję będącą bardzo toksycznym odpadem, mianowicie tlen.
W owym okresie nieliczne, jeśli w ogóle jakieś, organizmy wykorzystywały tlen, który jest silnie
reagującą substancją chemiczną: tlen do dziś przysparza nam kłopotów, umożliwiając zapalanie się
różnych rzeczy. Nagromadzony wówczas tlen całkowicie odmienił naszą atmosferę; do tego stopnia,
że jest ona daleka od równowagi chemicznej – oznacza, to, że gdyby nie było życia, poziom tlenu
znacząco by się obniżył, w miarę jak pierwiastek ten reagowałby z różnymi minerałami i je utleniał.
Życie nie zatrzymuje owych reakcji, ale dostarcza tlen szybciej, niż zużywa go niewspomagana
chemia.
Około 1,5 miliarda lat temu pojawiły się nowe formy życia, ze znacznie bardziej złożonymi
rekurencyjnymi procesami chemicznymi, które wykorzystywały nowe reakcje, zachodzące dzięki
obecności tlenu. Były to eukarionty (organizmy eukariotyczne), wyróżniające się obecnością jądra
komórkowego. Ludzie często mówią o bakteriach, że są "jednokomórkowe", a o istotach podobnych do
nas, że są "wielokomórkowe", zupełnie jakby człowieka można było utworzyć z połączenia wielu
bakterii – Jest to obraz całkowicie fałszywy. Komórki bakterii są wprawdzie organizmami
jednokomórkowymi, ale ich budowa znacznie odbiega od budowy najprostszych komórek
eukariotycznych tworzących organizm eukariontów.
Eukarionty mogą być jednokomórkowe – dobrze znanym przykładem jest ameba (Amoeba) – ale
mogą być również wielokomórkowe. Komórka eukariotyczna znacząco różni się od bakterii. Jest
większa – z reguły ma około 10 000 razy większą objętość. Nawet w jednokomórkowym organizmie
eukariotycznym komórka ma zestaw organelli, podjednostek składowych, pełniących pewne
szczególne funkcje – jądro komórkowe zawiera większość DNA komórki, a mitochondria wykorzystują
tlen i dostarczają komórce energię. Według obecnie uznawanej teorii,8 która pojawiła się w
początkowej postaci co najmniej sto lat temu i została podjęta na nowo w 1967 roku przez Lynn
Margulis, komórka powstała z różnego rodzaju niezależnych bakterii w procesie symbiozy, którego
początkiem mogło być pasożytnictwo. Proste, lecz mylące jest stwierdzenie, że różne bakterie
"zeszły się razem", aby utworzyć komórkę. W precyzyjniejszym ujęciu komórki eukariotyczne wyłoniły
się na skutek wspólnej ewolucji różnych komórek prokarłotycznych. Nie mamy na myśli tylko tego, że
się "pojawiły"; stwierdzenie to należy rozpatrywać w znaczeniu zjawiska emergentnego. Powyższe
określenie pochodzi z filozofii i jest stosowane w sytuacji, gdy zachowanie jakiegoś układu wydaje się
wykraczać poza wszystko, co tkwi w jego składnikach, kiedy całość zdaje się "większa niż suma jej
wszystkich części". Chodzi nam w uproszczeniu o to, że jeśli zbierzecie razem mnóstwo różnych
komórek prokariotycznych i odpowiednio długo poczekacie, to stworzą one komórkę eukariotyczna
jako odpowiedni sposób zadbania o własne interesy.
Mamy jeszcze wiele do powiedzenia o emergencji.
Organizmy wielokomórkowe powstały, jak sądzimy, nie wskutek łączenia się oddzielnych komórek
w kolonię, ale zaczynając od pojedynczej komórki przez jej wielokrotne dzielenie się – rozmnażanie
przez podział. W ten sposób początkowo pojedyncza komórka stawała się skupiskiem komórek
potomnych z tym samym DNA, identycznych pod względem genetycznym i podlegających ewolucji.
Teraz każda z podjednostek (komórka) mogła swobodnie podlegać specjalizacji, o ile jej wynik
pomagał w podtrzymaniu cyklu życiowego organizmu. Tak więc eukarionty rozwinęły rozmaite typy
komórek, o zróżnicowanych budowie i funkcji. Podobnie jak cząsteczki wprowadziły całkowicie nowe
wymiary złożoności do atomów, tak komórki eukariotyczne dodały zupełnie nowe wymiary złożoności
organizmom. Nowa atmosfera Ziemi otworzyła drzwi przed organizmami oddychającymi tlenem i
cechującymi się szybszym metabolizmem; życie zaczęło wyprawiać dzikie harce autokomplikacji.
Czasami pozornie drobna zmiana ma ogromne konsekwencje, i to w skali globalnej. W pewnej
chwili jakieś odmiany morskich organizmów przestały usuwać wydaliny w postaci płynnej lub
półpłynnej, a zaczęły je produkować w formie stałej. Przypuszczalnie pierwszym takim zwierzęciem
był pływający "miękki" robak, ale mógł to również być "opancerzony" trylobit – czas się zgadza, ale
dowody nie są przekonujące. Ta niewielka zmiana w zawartości wody wywołała ogromną zmianę, jako
że stałe odchody opadały na dno płytkich mórz, tworząc beztlenową warstwę, na której mogły się
"paść" organizmy o miękkich ciałach. Odchody jednego zwierzęcia stały się podstawą życia innego –
zupełnie tak samo, jak zdarzyło się wcześniej z toksycznym tlenem wydalanym przez bakterie.
W 1909 roku w Parku Narodowym Yoho w kanadyjskiej części Gór Skalistych znaleziono bardzo
istotne dowody dotyczące jednego z dziwniejszych etapów ewolucji. Charles Walcott, sekretarz
Instytutu Smithsona, a zarazem wybitny amerykański paleontolog, odkrył dużą liczbę niezwykłych
skamieniałości w formacji skalnej na przełęczy Burgess (łupki z Burgess). Historię tę opisał Stephen
Jay Gould we wciągającej książce Wonderful Life (Wspaniale życie). Skamieniałości były niezwykłe
dlatego, że zostały utworzone z organizmów o miękkich ciałach. Zazwyczaj części miękkie się nie
zachowują, ale w tym wypadku zbiornik wodny, w którym żyły owe istoty, został zalany przez błotną
lawinę. Po pobieżnym obejrzeniu skamieniałości Walcott zaliczył je do rozmaitych znanych grup
organizmów, a następnie włożył skamieniałości do szuflady i o nich zapomniał. W 1971 roku Harry
Whittington z Uniwersytetu w Cambridge zauważył, że organizmy z Burgess są znacznie bardziej
interesujące, niż wydawało się Walcottowi. Stanowiły one dowód na wczesny wybuch życia
wielokomórkowego: różnorodność anatomiczna w obrębie tego jednego niewielkiego zbiornika wodnego
była znacznie większa niż w całym dzisiejszym globalnym ekosystemie. Nie w kategoriach liczby
gatunków, ale liczby podtypów. Podtyp to jedna z najszerszych kategorii w klasyfikacji organizmów.
Na przykład dzisiejsze stawonogi (Arthropoda) to przedstawiciele trzech podtypów: skorupiaków
Crustacea – (na przykład krewetki i im podobne), szczękoczułkowców Chelicerata (pająki, skorpiony i
ich krewni) oraz jednogałęziowców Uniramia (owady i wiele innych), a wszystkie one rozwinęły się z
trzech grup organizmów obecnych w Burgess. W skamieniałościach z Burgess znajduje się jednak
ponad 20 innych, całkowicie odmiennych form stawonogów, z których tylko jedna – wymarłe już
trylobity – odegrała większą rolę. Niedawno kilku paleontologów zasugerowało, że różnorodność
organizmów z Burgess nie jest aż tak duża, jak się początkowo wydawało, jednak nie ma wątpliwości,
iż tworzą one niesamowitą i zróżnicowaną grupę: na przykład na rycinie 3 pokazano segmentowany
organizm o nazwie Opabinia, wyposażony z przodu w narząd przypominający dyszę, z tyłu – w pazur,
pięcioro oczu, skrzela leżące po bokach ciała oraz trójczłonowy ogon.
Ryc. 3. Opabinia, organizm ze skamieniałości z Burgess, rysunek autorstwa Marianne Collins.
Tylko jedno ze stworzeń z Burgess stało się częścią ewolucyjnego drzewa genealogicznego, które
prowadzi do człowieka. Ponieważ większość tych stworzeń szybko wyginęła bez wyraźnych przyczyn
związanych z ich budową, Gould wydedukował, że przeżycie wybranych organizmów było w dużej
mierze kwestią szczęśliwego przypadku, i stąd wyciągnął wniosek, że ludzką obecność na Ziemi
zawdzięczamy raczej losowi niż "dobremu projektowi". Czy naprawdę tak jest? Naszą odpowiedź
podajemy w rozdziale 5. Jednak jakkolwiek to interpretować, skamieniałości z Burgess wskazują, że
około 570 milionów lat temu, na początku okresu kambryjskiego, życie stało się nagle ogromnie
różnorodne. Owa gwałtowna w skali geologicznej zmiana jest nazywana eksplozją kambryjską.
Łupki z Burgess stanowią wymowną ilustrację tego, że ewolucja może prowadzić do zmian
zachodzących szybko i mających dalekosiężne skutki. Ale co właściwie napędza ewolucję? Istoty
ludzkie, świadome własnej śmiertelności, mają swoistą obsesję na punkcie Ponurego Kosiarza,
choćby dlatego, że mgliście dostrzegają Jego nadejście, co nie bardzo się im podoba. Ponury Kosiarz
odgrywa więc główną rolę w powszechnej opowieści o ewolucji, która jest "naturą o czerwonych kłach i
pazurach", gdzie jedne stworzenia dążą do zdobycia przewagi nad innymi w desperackiej, prowadzonej
bez żadnych zahamowań walce o przetrwanie. Uważa się, że jedynie zwycięzcy tych bitew mają
szansę na podtrzymanie swojego gatunku: przegrani po prostu giną i w ten sposób organizmy o
"dobrych genach" rozmnażają się kosztem wszystkich pozostałych. Ten prosty i przekonujący obraz
jest, jak się wydaje, wytłumaczeniem ogólnego wzrostu złożoności form życia. Tymczasem już
wkrótce przekonamy się, że właśnie ten obraz ewolucji jest błędny, nawet w odniesieniu do prostych
organizmów.
W rzeczywistości w ewolucji zarówno organizmów złożonych, jak i umysłu główną rolę odgrywa nie
Ponury Kosiarz, lecz Ponury Siewca, który rozpoczyna swoją pracę od miliardów sztuk, toteż prawie
wszystkie organizmy muszą zginąć jeszcze przed osiągnięciem dojrzałości. Niezwykle sentymentalnie
postrzegamy "naturalne" życie zwierząt – jako idyllę, choć w rzeczywistości jest zupełnie odwrotnie.
Niemal wszystkie dzikie stworzenia umierają bez wydania potomstwa. Na przykład z 10 tysięcy jaj
składanych przez samicę żaby podczas jej całego życia średnio ginie 9998 – tylko z dwóch jaj rozwiną
się nowe osobniki, które zastąpią swych rodziców i wydadzą potomstwo. Krańcowy jest przypadek
dorsza: jedna samica składa 40 milionów jaj, z których ginie 39 999 998. Te dwa przeżywające dadzą
początek następnym pokoleniom. Produkcja ogromnej liczby jaj to strategia, która rozpoczęła się od
wielokomórkowych eukariontów, czyniąc zarazem śmierć niezbędnym składnikiem systemu życia.
Ponury Siewca rozsiewa życie na drodze z zakrętem w stronę samokomplikacji, co wydaje się nieco
sprzeczne z intuicją. Przestańmy jednak myśleć o "marnotrawstwie" związanym z nadprodukcją 39
999 998 jaj dorsza. Układ rozrodczy samicy jest układem produkcyjnym i może tę liczbę jaj
wyprodukować z taką samą łatwością, z jaką produkuje dwa jaja. Choć to nie dziewiętnastowieczna
fabryka, której właściciel traci pieniądze przy każdej odrzuconej sztuce, samica ma pewną cechę
wspólną z właścicielem fabryki: jeśli koszt konserwacji jest duży lub trudno zdobyć surowce, nie
można sobie pozwalać na takie niedbalstwo. Na początek więc rozważymy organizmy, które niewiele
inwestują albo w jakość produkcji, albo w opiekę nad poszczególnymi potomkami. Ponury Siewca
zbiera tutaj prawdziwe żniwo, gdyż szalenie korzystne jest wytwarzanie ogromnie licznego
jednorodnego potomstwa z ewentualną utratą jego większości. Korzyść wynika z tego, że można
potem dokonywać selekcji zachowanych egzemplarzy. Zamiast inwestować w linię produkcyjną
wysokiej jakości, wytwarzającą doskonałe, wypieszczone artykuły, można tanio wytwarzać wielkie
ilości byle czego, a następnie przesiewać produkty w poszukiwaniu rzadkiego dobrego egzemplarza.
W istocie, można wyprodukować parę artykułów wysokiej jakości nawet wtedy, gdy w ogóle nie istnieje
technologia konieczna do ich niezawodnego wytwarzania w tysiącach sztuk.
Kiedy życie prostych organizmów eukariotycznych stawało się coraz bardziej intensywne,
korzystne okazało się posiadanie układów zmysłowych i przekaźnikowych – w ten sposób rozwinęły
się komórki nerwowe. Jeśli jesteś drapieżcą, a twoje ofiary pracowicie rozwijają układ nerwowy, o ile
nie dotrzymasz im kroku, nie czeka cię świetlana przyszłość. To stwierdzenie pozostaje prawdziwe
także po zamianie ról, dlatego też wkrótce doszło do ewolucyjnego "wyścigu zbrojeń", pchającego
wszystkie organizmy w stronę coraz bardziej wyrafinowanej maszynerii nerwowej. Ten wyścig zbrojeń
na razie dotarł do etapu "wyprodukowania" mózgu – kto wie, do czego jeszcze doprowadzi? – chociaż
pewne organizmy wielokomórkowe, takie jak szkarłupnie (Echinodermata), czyli rozgwiazdy i ich
krewni, świetnie sobie radzą bez wykształconego mózgu.
Zwierzęta o najlepiej na całej planecie rozwiniętych mózgach – delfiny, goryle, szympansy i ludzie –
to ssaki. Historia ssaków była burzliwa, co, być może, stało się powodem rozwoju tak sprawnych
mózgów. Eksplozja kambryjska, zachowana dla potomności w łupkach z Burgess, nie jest jedynym
gwałtownym wybuchem różnorodności przechowanym w skamielinach. Kolejny wybuch, zasadniczy
dla ewolucji ssaczych mózgów, zdarzył się wkrótce po wyginięciu dinozaurów – zabitych, jak obecnie
zdają się świadczyć dowody, przez umiarkowanej wielkości meteoryt, który uderzył w Ziemię tuż koło
meksykańskiego wybrzeża Jukatanu. Dinozaury były zbyt wyspecjalizowane, by sobie poradzić ze
zmianami klimatu wywołanymi owym zderzeniem, mającym energię kilkaset razy większą niż energia
bomby atomowej zrzuconej na Hiroszimę. Uważa się, że zniknięcie dinozaurów uwolniło spod ich
jarzma liczne malutkie "kosmate stworzonka": ssaki. Ssaki przez dziesiątki milionów lat istniały
równolegle z dinozaurami, ale mogły zajmować jedynie nisze odpowiednie dla drobnych zwierząt.
Według jednej z teorii, którą zawdzięczamy Harry'emu Jerisonowi9, pierwotnie wszystkie ssaki
prowadziły dzienny tryb życia, polegając na wzroku jako na głównym ze swych zmysłów; jednak kiedy
dinozaury stały się wszechobecne, ssaki zostały zmuszone do przejścia na nocny tryb życia i
kierowania się początkowo słabo rozwiniętym zmysłem słuchu, który zaczęły doskonalić. Kiedy
dinozaury zeszły im z drogi, okazało się, że ssaki potrafią szalenie skutecznie wykorzystywać oba
zmysły, to zaś zapewniło im przewagę ewolucyjną i było początkiem radiacji adaptatywnej. Teraz
ssaki oddziaływały między sobą i ze wszystkim, co je otaczało, a w związku z tym cały ożywiony
układ przybierał coraz bardziej złożone formy, aż w końcu pojawił się umysł.
Wiele zwierząt ma mózg, ale wydaje się, że niewiele z nich ma umysł. Umysł to wyższy poziom z
organizowania, pozostający z mózgiem w takiej samej relacji Jak antylopa z amebą. Główne pytanie,
na które poszukujemy odpowiedzi w Wytworach, brzmi: "Skąd się wziął umysł?". Przyznajemy, że
ważną część tej odpowiedzi stanowi Ponury Siewca. Jest On odpowiedzialny za przejście nie tylko od
organizmów prostych do złożonych, ale i od mózgu do umysłu. Podamy teraz szkic argumentacji; w
rozdziale 6 podejmiemy ten wątek ponownie.
Przejście od mózgu do umysłu można prześledzić, cofając się do czasów, gdy zwierzęta miały
opanowane niegenetyczne sposoby ochrony potomstwa. Jest to sztuczka korzystna dla zwierząt
bardziej złożonych, jako że one w większym stopniu przypominają dziewiętnastowiecznego właściciela
fabryki i "nie stać" ich na tak skrajne poddawanie się działaniom Ponurego Siewcy, jak to jest w
wypadku dorsza. Pewne zwierzęta, spośród których dla naszych celów najlepszym przykładem są
ssaki, rozwinęły umiejętność opieki nad potomstwem, dzięki czemu mogły produkować go mniej.
Wśród "wynalazków", które umożliwiły tę sztuczkę, były: macica, czyli pozostające pod kontrolą
środowisko rozwijającego się zarodka, oraz mleko – sposób na natychmiastowe dostarczanie
młodemu zwierzęciu pożywienia. Takie młode były zatem "uprzywilejowane" – miały zapewnioną
szczególną opiekę kosztem własnych rodziców. Ponieważ potomstwo rozwijało się pod opieką matki,
można było polegać na bardziej złożonych drogach rozwoju – matka zapewniała bowiem mechanizmy
kontrolne niezbędne do właściwego rozwoju dziecka. Potrafiła to robić w niezawodny sposób dlatego,
że jej matka postępowała tak samo w stosunku do niej itd. (Jeśli się zastanawiacie, jak się to
wszystko zaczęło, to znaczy że nie przyswoiliście sobie lekcji o jajku i kurze: nie pamiętacie o pojęciu
rusztowania).
Dzięki całej serii stopniowych przystosowań, obecnie dość dobrze przez nas rozumianych,
przywilej rodzicielski doprowadził do powstania zupełnie nowego rodzaju inteligencji, która
wykorzystuje sztuczki polegające na uczeniu się i nauczaniu. Rodzice stali się częścią kontekstu
zachowań swego potomstwa. Nie jest to jednak typowe dla wszystkich inteligentnych zwierząt; na
przykład ośmiornice i rawka wieszcza (Squilla mantis) również wykształciły bardzo wszechstronne
mózgi – inteligencję – ale działające na zasadzie połączeń wewnętrznych, które umożliwiają uczenie
się bez udziału rodziców. Natomiast u ssaków i niektórych ptaków rola rodziców staje się częścią
kontekstu inteligencji. Szczury, wilki, koty i delfiny rodzą się w środowisku rodzicielskim i jeszcze "w
gnieździe" podchwytują nowe sztuczki – nowe okrzyki ostrzegawcze, nowe sposoby chwytania ryb i
wyłudzania pożywienia od ludzi.
Oto moment, kiedy na scenie pojawia się umysł. Będziemy przekonywać, że właśnie tego rodzaju
przekaz kulturowy specjalnych form zachowań wpłynął na rozwój umysłu właściwego człowiekowi.
Umysł nie jest po prostu kwestią wyrafinowanej budowy mózgu; to coś, co pojawiło się za
pośrednictwem kulturowej sztuczki przekazywania zachowań przez nauczanie i uczenie się.
Kontekstualność odgrywa tutaj zasadniczą rolę: umysł nie może pojawić się w izolacji.
Tak samo jak życie nie pojawiło się od razu w pełni uformowane, ale stopniowo powstawało z nie
życia, nasze umysły kształtowały się krok po kroku wśród organizmów, które przekazywały coraz
więcej zachowań przez uczenie się, a nie w formie natychmiast przyswajalnych, odziedziczonych
programów. Głównym celem Wytworów jest pokazanie, że: 1) unikatowe (w oczywisty sposób) cechy
ludzkiej wyobraźni, ludzkiej kreatywności i ludzkiej moralności są emergentnymi cechami procesów
tak złożonych jak ewolucja i kultura oraz nie powstawały stopniowo z niepozornych początków; 2) nie
można rozsądnie wskazać poprzedników wielu istotnych cech. Najistotniejszą sztuczką było to, że
rozwinęliśmy specyficzne kulturowe zestawy "zrób człowieka", dzięki którym dzieci przechodzą przez
ciąg doświadczeń i za ich sprawą stają się dorosłymi, a oni następnie wspomagają społeczność
produkującą taki sam rodzaj istot ludzkich.
Rzecz jasna, jest to proces rekurencyjny.
Mamy jeszcze do omówienia wiele spraw, szczególnie kwestię przyszłości naszego coraz bardziej
wielokulturowego świata. Nie możemy jednak zdradzić całej fabuły na samym początku. Mamy
nadzieję, że osiągnęliśmy już cele rozdziału wprowadzającego – stworzyliśmy solidną podstawę,
przedstawiliśmy główne tematy, które zostaną rozwinięte w dalszym ciągu książki, podaliśmy "mapę
drogową" terenu, w który się wybieramy. Nie mamy wszak najmniejszego zamiaru wyjawić teraz
wszystkiego, co napotkamy w czasie dalszej podróży.
Ten pierwszy rozdział musi spełnić jeszcze jedno zadanie, a mianowicie "wprowadzić obcych". W
książce The Collapse of Chaos (Załamanie chaosu; w dalszym ciągu w skrócie nazywanej po prostu
Collapse) stwierdziliśmy, że naszą wyobraźnię – i mamy nadzieję, że również Waszą – można
uruchomić dzięki posiadaniu jakiegoś standardowego mechanizmu do oddawania się dzikiej, niczym
nieokiełznanej spekulacji, bez potrzeby ciągłego przypominania, że "z punktu widzenia nauki ta akurat
kwestia nie jest faktem, a znalazła się tu po to, by sprowokować do równoległego, pełnego wyobraźni
myślenia". Osiągamy to dzięki literackiemu pomysłowi wprowadzenia dramatycznych interludiów,
zapisanych w formie scenariusza, którego głównymi postaciami są niesamowici obcy przybysze z
planety Zaratustra, przypominający puchate, żółte strusie, ale o znacznie dziwniejszych obyczajach.
Musimy was przestrzec, że Zaratustranie mają kulturową obsesję na punkcie cyfry osiem, co
zdradzają ich wypowiedzi, obficie kraszone sylabą "okt". Na przykład wszyscy są wiecznymi
oktymistami – jeśli nie liczyć paru heretyków septymistów [od greckiego słowa okta, oznaczającego
osiem. Określenia "oktymista" i "septymista" żartobliwie wykorzystują podobieństwo fonetyczne do
swych standardowych pierwowzorów, a także przedrostki "okt" i "sept", oznaczające osiem i siedem.
Oktuplet: zbiór ośmioelementowy (przyp. tłum.)]. Ponadto lubią/nie lubią (niepotrzebne skreślić)
pytania/pytań i odpowiedzi związane/związanych z wyborem spośród wielu możliwości. I na ogół
odnajdujemy ich w towarzystwie "Regulacji", czyli dużego, przypominającego różowego robaka,
złożonego biurokraty roju.
Obcy wrócili.
Pojazd pasażerski Obserwator Księżyców, ze standardową oktupletową załogą Zaratustran, mija
zapadłe, lecz zwyczajne spiralne ramię ich zapadłej, lecz zwyczajnej galaktyki. Podróż do tej pory
przebiegała bez niespodzianek – przynajmniej na tyle, na ile to możliwe w wypadku wszelkiej podróży
odbywanej przez dowolną ósemkę Zaratustran – jednak teraz czujniki pojazdu zaalarmowały załogę o
niespodziewanym odkryciu.
Dla uproszczenia będziemy identyfikować obcych za pomocą ról, jakie odgrywają w oktuplecie, a
nie za pomocą imion. Tak chyba jest lepiej, jako że ich typowe imiona brzmią mniej więcej tak:
"NifflepuffltrentlebofflePufflex z Linii Trzeciej". Określenia ich ról, raz wprowadzone, będziemy
następnie oznaczać skrótami. "Niszczyciel faktów" w tym oktuplecie powiadamia "Mistrza areny" o
zaskakującym odkryciu. Niszczyciel faktów to w języku Zaratustran naukowiec: określenie to nie ma
negatywnego podtekstu.
Niszczyciel faktów [Uprzejmie]: Zlokalizowaliśmy planetę tlenowowęglową, Mistrzu. [Jest to
alternatywne/nieoficjalne określenie Mistrza areny, używane przez członków tego samego oktupletu,
jeśli jawnie nie występują przy tym istoty pozaoktupletowe.]
Mistrz: Wspaniale. Od wieków nie jadłem świeżej zupy bakteryjnej! Rozkaż naszemu "Rębaczowi
drewna", by wysłał czerpak...
Nf: Ewolucja posunęła się nieco dalej, poza etap pierwotnej zupy, Mistrzu. Doszła co najmniej do
wyścigu zbrojeń między roślino i mięsożercami. Zaobserwowałem liczne ruchome rośliny drapieżne.
Są też mięsożerni metadrapieżcy, polujący na roślinożerców pojedynczo lub w małych gromadach.
M: Wszyscy, rzecz jasna, rozmnażają się oktalnie.
Nf: Nie, są dwójkowi.
M: Dwójkowi? Jak niesłychanie nieoktymistycznie! Chyba Arystoteles udowodnił logiczną wyższość
reprodukcji oktalnej na długo przed... och, nieważne – środowisko już i tak zostało nieodwracalnie
skażone. Będę musiał zaczekać do końca naszej kadencji w służbie publicznej z ruszeniem na
bakteryjną hulankę w którejś z farm odosobnienia...
Okłamujący dzieci [Wpada podekscytowany. "Okłamujący dzieci", bardzo szacowna rola, jest
odpowiednikiem naszego nauczyciela]: Mistrzu, z tej planety są wysyłane sygnały radiowe!
M: Ależ każda cywilizacja rozwinięta na tyle, by wysyłać fale radiowe, umiałaby je powstrzymać ze
względu na bezpieczeństwo.
Nf: Niewątpliwie, Mistrzu – tylko że ta tego nie robi.
M: To godne uwagi/śmieszne (niepotrzebne skreślić). Mam nadzieję, że nie okaże się to dziką
pogonią za głuszcem [z ang. wild goose chase. Aluzyjna zabawa słowna wykorzystująca idiomatyczne
wyrażenie "pogoń za dziką gęsią", które oznacza postępowanie głupie, bezowocne lub beznadziejne,
opierająca się na podobieństwie fonetycznym słów: goose, czyli gęś, oraz groose i grouse, które
oznaczają głuszca (przyp. tłum.)] [Pogoń za głuszcem jest starym Zaratustrańskim rytuałem, podczas
którego dzieci uczą się panowania nad sobą, tropiąc i podchodząc, bardzo powoli i po cichutku,
całkowicie nieszkodliwego głuszca. Ćwiczenie to uznaje się za nieudane, jeśli głuszec zauważy, że
jest tropiony. Aby pogoń za głuszcem zakończyła się sukcesem, nie może się odbywać w sposób
dziki]
Nf: Popatrz na tę rekonstrukcję. [Rzutnik obrazów holowizualnych pokazuje krótki fragment bardzo
zniekształconych, migoczących form. Dziwna istota mająca dwie kończyny, luźną, powiewającą i
wielobarwną skórę oraz duże, niezgrabne kopyta przystrojone w supełkowe wypustki stoi przed
płaskim ekranem, na którym są umieszczone rozmaite symbole. Tłumacz statku – urządzenie
elektroniczne znajdujące się na wszystkich zaratustrańskich pojazdach – nauczył się już języka.
Oświadcza, że istoty te nazywają siebie "ludźmi", a ich planeta to "Ziemia".]
Nf [Z wahaniem]: Nie jestem pewien, jak to powiedzieć, ale na podstawie struktury lingwistycznej
może się wydawać, że ci "ludzie" nie dzielą się swymi umysłami oktalnie.
M: Co takiego? Dwójmyślenie? Ależ to prawie niesłychane.
Nf: Nie. Jednomyślenie [z ang. singleminds. Kolejna nieprzetłumaczalna gra słów oparta na
określeniach duolminded i singleminded oznaczających dosłownie umysł podwójny i pojedynczy,
potocznie zaś kogoś niezdecydowanego i mającego wyłącznie jeden cel (przyp. tłum.)].
M [Zaszokowany]: To zupełnie niesłychane.
Tłumacz: "A oto pogoda na dziś, 24 września 2359 roku. Deszcz z przelotnymi ulewami na
północy, ulewy z przelotnym deszczem na południowym wschodzie. Gwałtowne burze nadciągają z
zachodu. Mówił Trent Severn ze Słonecznego Kanału: wszystkim przemiłym słuchaczom – dobrej
nocy!". [Obraz na ekranie zmienia się, przechodzi w serię niezrozumiałych obrazów, które Niszczyciel
faktów wstępnie identyfikuje jako stwierdzenia na temat zalet aromatycznego środka tłumiącego
wytwarzanie feromonów, o nazwie "BanishforMen". Na ekranie pojawiają się częściowo
rozpoznawalne obrazy, kończące się prymitywnym, lecz żywym przedstawieniem samej planety na tle
sztucznych gwiazd, a w poprzek łańcuch kanciastych, obcych symboli: WYTWORY
RZECZYWISTOŚCI, CZĘŚĆ 17 Z 932.]
M [Zwraca się do Okłamującego dzieci]: Co to jest?
Od: Jakaś ciągła opowieść edukacyjna, Mistrzu. Oparta na szacownym/wyklętym (niepotrzebne
skreślić) starożytnym tekście. [Obserwuje ekran i tłumaczy rozwijającą się opowieść – długą i
dramatyczną historię o eksplodującym Wszechświecie; pierwiastkach rodzących się w gwiazdach;
złożonych, opartych na węglu maszynach molekularnych; podwójnie spiralnej cząsteczce genetycznej;
początkach życia i ewolucji, narządach zmysłów, mózgach, umysłach oraz inteligencji.]
M: Cóż za fascynująca opowieść.
Od: A jaka przekonująca.
Nf: Jaki w niej rozmach i siła! Jakże spójna i głęboka naukowa wiedza!
M: Żadnego zbędnego słowa, żadnych niedokończonych wątków – zdumiewające!
[Wszyscy patrzą po sobie, a potem jednocześnie mówią:]
Wszyscy [Chórem]: Więc nie może być prawdą!
M [Tłumacząc to wspólne stwierdzenie tak, by było zrozumiałe dla jego towarzyszy]: Każda,
prawdziwa historia ma pełno niedokończonych wątków.
Nf: Chodzi nie tyle o niedokończone wątki, Mistrzu, co o otoczkę.
Brak tu elementu kontekstualnego. Nie ma badania scenariuszy alternatywnych, a jedynie goły,
liniowy rozwój wydarzeń. Każda część jest logiczna, ale w żadnym przypadku nie bada się
dodatkowych możliwości, które istnieją w otoczeniu. A czy dostrzegliście największą wadę, na samym
końcu?
M: Zauważyłem. Oczywiście. Hm – wyjaśnij ją pozostałym.
Nf: Chodzi o to wspaniale/żałośnie ułomne (niepotrzebne skreślić) wyjaśnienie pochodzenia
inteligencji.
M: Z pewnością było to... [Jego glos cichnie.]
Nf: Oczywiście: ludzkiej inteligencji. [Przybiera znaczącą pozę.} Ci obcy nie uznają żadnej innej.
[Gestem podkreśla sens stów.] Inteligencji wśród tych dwójkowych, jednoumysłowych ludzi.
M [Jak zawsze, dociera to do niego powoli, ale wreszcie chwyta]: Ach, rozumiem. Oczywiście
zawsze rozumiałem, teraz objaśniłeś mi to tak obrazowo. Poinformuję Okłamującego dzieci, żeby on
też to zrozumiał. [Odwraca się.] Okłamujący: liniowa logika obcych prowadzi do wyjaśnienia
pochodzenia inteligencji w gatunkach dwupłciowych, w których każdy z członków ma swój własny,
izolowany umysł.
Od: Żadnej wzmianki o oktualności?
M: Żadnej.
Od: Żadnej inteligencji grupowej?
M: Żadnej.
Od: W takim razie ta ludzka opowieść jest niekompletna. Nie wyjaśnia nas.
M: Właśnie. Ci ludzie wydają się nieświadomi ogromnej przestrzenitegocomożliwe, która otacza
każdą bieżącą chwilę. Ich jednomyślenie przejawia się nie tylko w umysłowości, ale i w uwadze.
Od: Jak to możliwe? Skoro każde ich działanie jest otoczone przestrzenłątegocomożliwe, jak
mogą nie wyczuwać jej obecności?
Nf: Wydaje mi się, że są w sytuacji analogicznej do sytuacji ciężkiego chrząszcza łoniastego,
który jest tak zajęty poszukiwaniem idealnego korzenia ikrowego, że nie dostrzega skradania się
włochatego zadusiciela...
Od: I zamiast być rozmnożonym – zostaje zaduszony?
Nf: Właśnie. Mistrzu? Ustępuję miejsca twej mądrości w celu podsumowania, które zostanie
zagraffitowane na Regulacjach.
M [Zastanawia się przez chwilę, po czym ulega]: Ludzie nie wykryli, że otacza ich przestrzeńtego
comożliwe, ponieważ nie popatrzyli w tamtą stronę.
Wstecz / Spis Treści / Dalej
ROZDZIAŁ 2
KOSZMAR REDUKCJONISTY
Zgodnie z pierwszym akapitem książki Stephena Hawkinga Krótka historia czasu pewien sławny
uczony – być może Bertrand Russell – wygłaszał kiedyś popularny wykład z astronomii. Opisał
budowę Układu Słonecznego i jego umiejscowienie w Galaktyce. Pod koniec odczytu siedząca z tyłu,
drobna, starsza pani wstała i stwierdziła z pretensją, że ten wykład to wierutne bzdury. Jak
powiedziała, świat jest płaskim dyskiem spoczywającym na grzbietach czterech słoni, które z kolei
stoją na grzbiecie żółwia.
– Ale na czym opiera się żółw? – zaprotestował uczony z pełnym wyższości uśmiechem.
– Bardzo z pana sprytny młodzieniec, ale mnie pan nie oszuka. To jest żółw na żółwiu, i tak do
samego końca! – oświadczyła kobieta. (W rzeczywistości w anegdotce Hawkinga pojawia się tortoise,
czyli żółw lądowy lub słodkowodny, a my wstawiliśmy tu turtle, czyli żółwia morskiego; ponadto z
niewyjaśnionych powodów Hawking pomija słonie. My zmieniliśmy nieco tę opowiastkę, żeby oddać
należyty szacunek Wielkiemu A'Tuinowi – w którym oczywiście rozpoznajecie żółwia morskiego
podtrzymującego Dysk Świata – z serii książek fantastycznych autorstwa Terry'ego Pratchetta).
Wielu ludziom nauka jawi się jako źródło pewności, szkatułka pełna wyjaśnień, które wyciągamy,
chcąc odpowiedzieć na stawiane przez życie pytania. Większość naukowców jednak widzi przedmiot
swych badań w zupełnie innym świetle: jako metodę skutecznego poruszania się po niepewnym
świecie. Czymkolwiek może być nauka, nie jest po prostu kwestią zbierania faktów. Świat zewnętrzny
rzadko ofiarowuje nam niedwuznaczne fakty: raczej dostarcza rozmaitych wskazówek, których
interpretacja zwykle podlega dyskusji. Czy świat staje się coraz cieplejszy na skutek działalności
człowieka? Czy liczba plemników w ludzkiej spermie spada? Czy emisje gazów spalinowych z
samochodów powodują ataki astmy? Czy choroba szalonych krów może się przenosić na ludzi? W
świecie faktów na każde z tych pytań istniałaby prosta odpowiedź typu: tak/nie. W rzeczywistym
świecie, gdzie fakty są zastąpione interpretacjami dowodów, takie pytania stanowią źródło
prawdziwych sporów, w których sprzeczne punkty widzenia często odwołują się do prawidłowo
dokonanych obserwacji.
Tym, co naprawdę nauka nam proponuje, nie są fakty, lecz zrozumienie, nie odpowiedzi, lecz plany
na nieprzewidziane okoliczności. Cała nasza wiedza o świecie opiera się na założeniach, że nasze
zmysły nas nie oszukują, że aparatura działa zawsze tak samo niezależnie, gdzie się znajduje, że
wzorce naszych zachowań, ustalone na podstawie ograniczonej liczby doświadczeń, są powszechnie
obowiązujące itd. Nauka bada konsekwencje takich założeń, poddaje je próbom i odrzuca te
wszystkie, które mają wady. Jej celem jest określenie spójnych punktów widzenia, które będzie można
wykorzystać do zrozumienia, jak funkcjonuje otaczający nas świat.
W tym rozdziale krótko opiszemy, czym jest naukowe wnioskowanie, wyjaśnianie i zrozumienie.
Omówimy naturę teorii naukowych oraz przedstawimy pewne wyobrażenia i koncepcje, które są nam
potrzebne po to, by Wytwory ruszyły z miejsca. W szczególności zwrócimy uwagę na dwa sposoby
myślenia o zjawiskach przyrody. Jeden z nich, znany pod nazwą redukcjonizmu, wyjaśnia, jak
funkcjonuje dany system, na podstawie jego części składowych i sposobu, w jaki są one złożone w
całość. Drugi, z braku lepszego określenia nazwany kontekstualizmem, tłumaczy działanie układu,
odwołując się do okoliczności, w których ten układ pracuje bądź powstał. Redukcjonizm zagląda do
"wnętrza" rzeczy, a kontekstualizm patrzy na to, co jest "na zewnątrz" – w pojęciowym, a nie
dosłownym znaczeniu.
Omawiając takie zagadnienia, będziemy ponownie radośnie odkrywać filozoficzne koła w nadziei,
że ich dętki nie zostały już dawno temu nieodwracalnie przebite. To znaczy, nie będziemy podawać
dokładnych odnośników i wskazywać, kto po raz pierwszy wpadł na jakiś pomysł czy na mglistą
koncepcję, która mogła stać się jego zalążkiem, oraz przekopywać się przez literaturę w poszukiwaniu
miażdżących kontrargumentów. Będziemy raczej podążać za tokiem myśli, wychodząc z założenia,
że tak czy owak, sposób rozumowania jest bardziej interesujący niż konkretne wnioski. Ciągnąc dalej
metaforę kół, będziemy przekonywać, że często koło musi zostać ponownie wynalezione. Michelin i
Dunlop [Michelin i Dunlop to znane firmy produkujące opony (przyp. tłum.)] zarabiają w ten sposób
dużo pieniędzy. Widzicie: stare koła były kołami do fur i powozów nienadającymi się na dzisiejsze
empiryczne drogi; potrzebujemy nowych kół, dostosowanych do współczesnej techniki i nauki.
Pomysł, by rozpatrywany układ osadzić w jego otoczeniu – a zatem badać nie tylko to, jak działa,
ale i jak mógłby działać w nieco zmienionych okolicznościach – otwiera przed nami zupełnie nowe
www.kippin.prv.pl PRZEDRUK IAN STEWART, JACK COHEN WYTWORY RZECZYWISTOŚCI. EWOLUCJA UMYSŁU CIEKAWEGO (Figments of reality. The evolution of the curious mind / wyd. orygin.: 1997) ZARATUSTRAŃSKA TEORIA WSZYSTKIEGO: E=8 SPIS TREŚCI: Przedmowa Prolog 1. Początki życia 2. Koszmar redukcjonisty 3. Kraina Mrówek 4. Sposoby wygrywania 5. Sprawy uniwersalne i parafialne 6. Siedliska neuronów 7. Cechy wielkie i małe 8. Jak to jest być człowiekiem? 9. Jeden rozdział chcieliśmy poświęcić wolnej woli, ale postanowiliśmy tego nie robić, więc oto i on 10. Eksteligencja 11. Simpleks, kompleks i multipleks Epilog Przypisy i źródła rycin
Spis Treści / Dalej PRZEDMOWA Czy to nie dziwne, że zwierzę, którym byliśmy niegdyś, zamieniło się w istotę, jaką jesteśmy obecnie? Jak – i dlaczego – rozwinęły się ludzka inteligencja i kultura? Jak rozwijały się umysły, filozofie i technologie? Teraz, gdy już je mamy, dokąd nas prowadzą? Szukanie ortodoksyjnej odpowiedzi na te pytania polega na zajrzeniu w głąb naszych mózgów i sprawdzeniu, z czego są zbudowane i jak działają Ich różne części. To prowadzi do opowieści o chemii DNA, ewolucji komórek nerwowych jako dróg przekazywania informacji zmysłowych oraz o ich zorganizowaniu w skomplikowane sieci – mózgi – które potrafią się posługiwać neuronowymi modelami różnych naturalnych obiektów i procesów. Umysł jest postrzegany jako właściwość niezwykłego mózgu – wystarczająco złożonego, by wytworzyć kulturę – ale w tym miejscu opowieść "redukcjonisty" traci swój wątek. Wiele osób uważa umysł za coś, co całkowicie wykracza poza zwykłą materię. Filozofowie zamartwiają się, że otaczający nas Wszechświat może być tylko wytworem naszej wyobraźni. W Wytworach rzeczywistości badamy zupełnie inną, choć komplementarną teorię, według której umysły i kultura współewoluowały w pewnym szerszym kontekście. Otoczenie, w którym żyjemy, wpływa na każdy etap naszego rozwoju. Korzenie naszych umysłów tkwią w zwyczajnej materii; w naszych materialnych mózgach zachodzą skomplikowane procesy – lub kompleksy procesów. Nasze mózgi łączą się z rzeczywistością za pośrednictwem cząsteczek. Jednak łączą się z nią również na innym poziomie, dzięki zdolności kształtowania rzeczywistości, której są częścią. Powiązania te były niezwykle istotne dla ewolucji mózgu i umysłu. Na przykład nawet nasze narządy zmysłów nie zostały uprzednio całkowicie zaprogramowane: wcale nie. Raczej w miarę dorastania nasze zmysły "dostrajają się", by wykrywać konkretne cechy naszego otoczenia. Umysł nie jest niematerialną transcendencją: jest odpowiedzią rozwijającego się mózgu na konieczność przetrwania w złożonym środowisku. A wraz z ewolucją kultury to środowisko samo się zmienia i jest dla siebie odniesieniem; podobnie dzieje się z ludzkimi mózgami. Ewolucja i dostrajaine zmysły doprowadziły do powstania umysłów, które potrafią sobie radzić z rzeczywistością za pomocą cech, czyli struktur i procesów wyższego rzędu umiejscowionych w mózgu i odpowiadającym regularnościom o dużej skali, występującym w naszym otoczeniu. Na przykład koza zjada liście dlatego, że wyglądają jak liście, a nie dlatego, że jej komórki nerwowe cechuje chemiczne pokrewieństwo z chlorofilem. Gdyby rośliny rozwinęły się w inny sposób, wykorzystując do fotosyntezy fioletowy związek chemiczny, to kozy poszukiwałyby fioletowych liści; ale poza tym byłyby bardzo podobne do naszych dzisiejszych kóz. Sprawdzimy, w jaki sposób umysł bada własny "pejzaż umysłowy" i jak wykorzystuje cechy, które w nim znajduje. Prowadzi to do nowej teorii opisującej związek pojedynczych umysłów z ludzką kulturą, która jest ich właściwym środowiskiem. Jest to inny punkt widzenia niż przyjmowany we współczesnej fizyce, która – na przykład – zgodnie z teorią atomową uznaje stół za "przeważnie pustą przestrzeń", co odwraca naszą uwagę od ważnych w ludzkiej skali cech, takich jak "drewniany", "twardy", "brązowy". Takie "zdroworozsądkowe" cechy były bardzo ważne dla ewolucji i są istotne dla zrozumienia wielu obszarów nauki. Na przykład ewolucja kozy jako sprawnego roślinożercy zależała, od koziej zdolności postrzegania liści, a nie od jej rozumienia biochemii. W jaki sposób może się rozwijać świadomy, inteligentny umysł? Zamiast udzielać redukcjonistycznej odpowiedzi, która odwołuje się do jego wewnętrznej, subtelnej struktury, przyjmiemy zewnętrzny, kontekstowy punkt widzenia. Spojrzymy na wiedzę gromadzoną przez pokolenia istot inteligentnych jako na twór, czy też proces, o sobie właściwej, charakterystycznej strukturze i zachowaniu: nazwiemy go eksteligencją [z ang. extelligence. Nieprzetłumaczalna gra słów wykorzystująca słowo "Inteligencja" oraz przedrostki in (wewnętrzny) i ex (zewnętrzny; przyp. tłum.)]. Eksteligencja sama nieustannie się zmienia i organizuje w trakcie ciągłych oddziaływań z niezliczonymi indywidualnościami. Wciąż się więc powiększa, staje się trwalsza i znacznie sprawniejsza niż wszelka "pojedyncza" inteligencja. Jednak eksteligencją nie ma sensu bez inteligencji, z którą może oddziaływać: obie współdziałają ze sobą. Rozwijający się umysł każdego dziecka oddziałuje z eksteligencją za pomocą Języka, ten zaś dwukierunkowy przepływ między jednostkami a otaczającą je kulturą wpływa na obie strony. Inteligencja rozwija się w dziecku, a eksteligencją w kulturze. Zatem ewolucji i budowy mózgu nie można oddzielić od ewolucji i struktury
ludzkiej społeczności oraz jej środowiska, czyli Wszechświata. Nasze umysły ewoluują wspólnie ze wszystkim, co na nie wpływa. Umysły są wytworami rzeczywistości, procesami zachodzącymi w strukturach zbudowanych ze zwykłej materii, których właściwości rozwinęły się w celu naśladowania, kształtowania i wykorzystywania procesów naturalnych. To tłumaczy, dlaczego są tak "nierozsądnie skuteczne" w postrzeganiu i reorganizowaniu swego środowiska. Los człowieka jest określony przez współoddziaływanie kultury i poszczególnych umysłów, które zarazem wzajemnie się kształtują. Kultura zależy od komunikowania się, a komunikujemy się za pomocą języka. To język, będący pierwszym etapem rozwoju eksteligencji, ukształtował się wraz z mózgami; dzięki niemu powstały umysły, we współdziałaniu z naszymi dłońmi i techniką oraz odkryciami prawidłowości i zasad. Umysł wyposażony przez język w rekurencyjny (tzn. odwołujący się do samego siebie) układ wykrywania cech umie myśleć jedynie o umyśle. Natychmiast pojawia się samoświadomość, właściwość zasadniczo trywialna, ponieważ własna jaźń również jest cechą. Istnienie cech umożliwia korzystanie z map myślowych bez odwoływania się do rzeczywistego obszaru. Najistotniejszym momentem w ewolucji organicznej było skupienie się różnych bakterii, dzięki czemu powstała komórka mająca jądro. Podobnie w naszej ewolucji kulturalnej najważniejsza była koncentracja różnych kultur, prowadząca do powstania wielokultury. Istnieje bardzo dużo rodzajów wielokultur, od związków wielonarodowych po wielkie miasta, takie jak Nowy Jork. Jednak autokomplikacja ludzkiej kultury na tym się nie zakończy, ponieważ jest to samonapędzający się proces. Dzisiejsze wielokultury przypominają mniej czy bardziej odizolowane istoty z jakiejś kolonii, które ze sobą współegzystują. Wielokultury jutra będą bardziej zbliżone do prawdziwych organizmów wielokomórkowych. Eksteligencja będzie w nich podlegała specjalizacji podobnej do specjalizacji tkanek w ciele złożonego zwierzęcia. Nasze nowe techniki komunikacyjne zaczynają zszywać wszystkie wielokultury w nową całość, w superkulturę: to ludzkość. I o tym właśnie będzie nasza opowieść. Pragniemy podziękować wszystkim, którzy się do jej powstania przyczynili. Jack Cohen jest wdzięczny za gościnność Uniwersytetowi Warwick, który zapewnił mu miejsce i warunki do pracy, Ian Stewart też miał takie warunki, ale w końcu on tam pracuje. Różne osoby krytycznie przeczytały rękopis Wytworów rzeczywistości. Wszystkim jesteśmy wdzięczni za rzetelność i wkład pracy, dzięki którym książka wiele zyskała. Oczywiście bierzemy pełną odpowiedzialność za pozostałe w niej błędy i niezręczności (chyba że pojawiły się z winy tego drugiego autora). Nasi wydawcy z Cambridge University Press, Tim Benton i Barnaby Willitts, zasługują na specjalną wzmiankę, ponieważ byli narażeni na obcowanie z kilkoma wersjami rękopisu. Przeczytali go także, w porządku alfabetycznym: Daniel Goldenberg, Steve Gould, Mac Hanson, rabin dr Margaret Jacobi, Mike Leci, Mai Leicester, Christine McNulty, Alan Moore, Alan Newell, David Poyser, Terry Pratchett, Helen i Gareth Rees, Lena Sarah, Paulo Sousa, Heather Spears, Colin Touchin i Elizabeth Viau. A teraz kilka słów o krótkich opowiastkach rozpoczynających każdy rozdział. Zamieściliśmy je, ponieważ naświetlają, choć może nie wprost, główne tematy danego rozdziału. Wedle naszego rozeznania wszystkie te historyjki są prawdziwe. (Poza jedną, którą wymyśliliśmy, mając ku temu istotne powody – okazała się zresztą bliższa prawdy, niż sądziliśmy. W odpowiednim rozdziale przyznajemy się dość szybko do tego zmyślenia i zaraz potem wskazujemy na zawarte w nim nieoczekiwanie ziarno prawdy). Niektórzy z naszych czytelników skarżyli się, że jedna czy dwie z tych opowiastek nie są "politycznie poprawne". Mimo to pozostawiliśmy je bez zmian, ponieważ uważamy, że polityczna poprawność nie powinna mieć pierwszeństwa przed prawdą. Podkreślamy, że naszym zamierzeniem nie było przytoczenie historyjek poniżających czy obraźliwych, jeśli jednak uważacie, że któraś z nich taka właśnie jest, to znaczy, iż odczytujecie w niej treści, których nie chcieliśmy tam zawrzeć. Między innymi wspominamy o emocjonalnej reakcji kobiety naukowca. Obsadziliśmy w tej roli kobietę, ponieważ tak się złożyło, że była to kobieta. Według nas emocja jest pozytywną i konieczną cechą tej opowiastki, gdyby zaś to samo przydarzyło się mężczyźnie, zachowałby się równie emocjonalnie, a my opowiedzielibyśmy o tym w taki sam sposób. Kilka z tych historyjek obraca się wokół ludzkich słabostek czy dziwactw, ale nikogo w ten sposób nie ośmieszamy. Ich celem jest pokazanie, jak dziwnymi, lecz cudownymi zwierzętami jesteśmy my, ludzie. Wytwory powstawały w rozmaitych miejscach – w pociągach kursujących między Coventry i Euston w Londynie, na ławkach w St. James Park w Londynie i bulwarach nad Tamizą – a czasem nawet przy biurku. Niejednokrotnie także w samolotach: linia Ryanair z Birmingham do Dublina, American Airlines z Chicago do San Francisco, Delta Airlines z Salt Lakę City do Cincinnati... Ironią tego złożonego świata końca XX wieku jest to, że najlepsze miejsca, gdzie można znaleźć samotność
i spokój umożliwiające pisanie, znajdują się 10 500 m w górze i poruszają się z prędkością 880 km/h. Obawiamy się, że i to nie potrwa długo: już teraz na oparciach foteli samolotowych coraz częściej znajdują się telefony. Wygodniej byłoby na jakiejś tropikalnej wyspie, ale wygody nie sprzyjają wydajności układania słów. Siedząc na takiej wyspie, człowiek przez cały dzień oddawałby się konsumpcji kokosów i napoju rumowego, zupełnie nie odczuwając potrzeby przyłożenia pióra do papieru. Siedząc zaś w Boeingu 767 podczas nocnego lotu, z perspektywą spędzenia ośmiu godzin na przestrzeni około 0,28 m3, ewentualnie w towarzystwie zestawu miniaturowych buteleczek z dżinem i puszki toniku, znacznie silniej odczuwa się pokusę, by schronić się w świecie wyobraźni. Wszystko, co do tego jest potrzebne, to blok papieru i pióro, a w wypadku technowariatów – laptop. Wykorzystywaliśmy jedno i drugie. Nie jesteśmy wybredni i szybko piszemy na maszynie. IS i JC Coventry, 28 września 1996 roku.
Wstecz / Spis Treści / Dalej PROLOG Piętnaście miliardów lat temu Wszechświat nie był większy od kropki stojącej na końcu tego zdania. O malutki, malusieńki, naprawdę maciupeńki ułamek sekundy wcześniej – ale ten ułamek sekundy wcześniej nie istniał. Zanim zaczął się Wszechświat – nie było czasu, a bez czasu nie może być "wcześniej". (Równie dobrze można spytać, co znajduje się na północ od bieguna północnego1). Nie było ani przestrzeni, ani czasu, ani materii. Jednak gdy przestrzeń współistniejąca z Wszechświatem powiększyła się do rozmiarów kropki, czas zaczął już biec. Temperatura w obrębie kropki była stanowczo za wysoka, by mogła istnieć materia, ale pełno było tego, co konieczne do stworzenia materii: promieniowania. Pierwotna kropka kipiała promienistą energią. Po pierwszych 1039 sekundy istnienia czasu Wszechświat był "fałszywą próżnią", stanem o ujemnym ciśnieniu, w którym wszystkie fragmenty przestrzeni nawzajem się odpychały. Przestrzeń eksplodowała wykładniczo i w tej niemal nieskończenie małej chwili Wszechświat od rozmiarów malutkiej kropeczki rozdał się w kulę o średnicy wielu lat świetlnych, jego ujemne ciśnienie zaś niemal rozerwało go na kawałki. Wraz ze spadkiem temperatury fałszywa próżnia przeszła w próżnię prawdziwą, w stan o zerowym ciśnieniu, i tak zakończyła się era inflacji. Wszechświat – na tyle już duży, aby był interesujący – nadal rozszerzał się pod wpływem własnego rozpędu, ale już dostojniej, w tempie kilku tysięcy kilometrów na sekundę. Kiedy wiek czasu wynosił jedną dziesięcłotysięczną sekundy, temperatura Wszechświata spadła do biliona stopni. Pary cząstek (cząstka materii i antymaterii) pojawiały się i znikały, rodząc się i umierając jako fluktuacje energii promienistej. Materia i promieniowanie istniały w idealnej równowadze. Równowaga między materią i antymaterią nie była jednak doskonała. Na każde 999 999 999 antyprotonów przypadało 1 000 000 000 protonów. Z tego zaburzenia równowagi powstało wszystko to, co znamy. Gdy czas osiągnął wspaniały wiek jednej sekundy, temperatura nowo narodzonego Wszechświata spadła do wartości zaledwie dziesięciu miliardów stopni. Elektrony l antyelektrony, zderzając się parami, wypełniły Wszechświat salwami neutrin i antyneutrin. Neutrony, które przestały już być cząstkami trwałymi, rozpadały się na protony i elektrony. Dwie minuty po rozpoczęciu odliczania czasu (niektórzy twierdzą, że półtorej minuty, inni – że trzy) Wszechświat ostygł do temperatury jednego miliarda stopni i zaczęła powstawać materia w znanej nam postaci. Neutrony łączyły się w kazirodcze pary z protonami będącymi ich potomstwem, formując w ten sposób pierwsze atomy stworzenia – ciężki wodór, znany również jako deuter. Deuter sklejał się w hel, materia zaś zaczęła się różnicować. Po upływie pół godziny Wszechświat miał nową postać: teraz składał się w trzech czwartych z wodoru i w jednej czwartej z helu. Tempo zmian stało się wolniejsze. Minęło 700 tyś. lat, zanim Wszechświat ostygł na tyle, by stać się przezroczysty dla światła. W tym czasie materia uformowała się w niemal setkę różnych pierwiastków. Upłynęło 100 milionów lat, nim materia skupiła się w galaktyki i zaświeciły pierwsze gwiazdy. Zmarszczki na wczesnej tkaninie czasoprzestrzeni, wzmacniane na skutek nieubłaganych szarpnięć grawitacji, nakładały się na siebie, zapadały pod własnym ciężarem, pozostawiając po sobie wielkie, puste przestrzenie o średnicy setek milionów lat świetlnych – banki mydlane wypełniające Wszechświat niczym piana. Na powierzchni tych baniek kondensowała materia, tworząc rozległe płaszczyzny l wypustki. Jedna z takich struktur – nazwijmy ją Odległym Superatraktorem – dała o sobie znać z odległości miliarda lat świetlnych, jako że jej przyciąganie grawitacyjne zasysało materię do wnętrza. Struktura ta nie wyróżniała się niczym szczególnym spośród bilionów innych, równie ogromnych skupisk materii. Mniejsze – lecz nadal o średnicy wielu tysięcy lat świetlnych – było skupisko materii znane jako Wielki Atraktor. Podobnie jak wszelka materia w obszarze przestrzeni o średnicy miliardów lat świetlnych. Wielki Atraktor podążał w stronę Odległego Superatraktora. Wewnątrz i wokół Wielkiego Atraktora materia układała się hierarchicznie, w coraz mniejsze skupiska, zasysane w stronę Wielkiego Atraktora, zdążającego w kierunku Odległego Superatraktora. Jednym z tych skupisk była Supergrupa Lokalna, czyli zespół dziesiątek tysięcy galaktyk pędzących razem w stronę konstelacji Panny z prędkością 700 km/h. Supergrupa Lokalna składała się z ponad 100 grup galaktyk, z których
żadna nie wyróżniała się niczym specjalnym – grupa M101, grupa M81, grupa Panny, Grupa Lokalna... Typowa grupa galaktyk ma średnicę kilku milionów lat świetlnych i obejmuje setki galaktyk; pojedyncza galaktyka ma średnicę około kilkuset tysięcy lat świetlnych, jest to ogromny wir materii wykonujący jeden obrót na ćwierć miliarda lat. W Grupie Lokalnej były ze dwa tuziny galaktyk: Andromeda, M33 i jedna – nieróżniąca się bardzo od pozostałych – znana po prostu jako Galaktyka. Jak większość galaktyk również i tę cechował spiralny kształt, ale – co nietypowe – miała dwójkę mniejszych, bliskich towarzyszy, nazwanych Wielkim i Małym Obłokiem Magellana. Podobnie jak w większości innych galaktyk jej spiralne ramiona były falami gęstości – miejscami, w których atomy wpadały na siebie. Wzdłuż grzbietów tych fal powstawało na tyle duże ciśnienie, że uruchamiały się reakcje jądrowe i rodziły gwiazdy. W Galaktyce było ponad 10 miliardów gwiazd. Jedna z nich – niespecjalnie różniąca się od pozostałych – miała typ widmowy G2, co oznacza, że jej temperatura powierzchniowa była bliska wartości średniej (sześć tysięcy stopni), a wysyłane przez nią światło (również o średnim natężeniu) wykazywało wyraźne ślady obecności wapnia. Jak wiele innych gwiazd była spowita chmurą kosmicznych szczątków – pyłem gwiezdnym przenoszonym w przestrzeni przez fale uderzeniowe, powstające na skutek wybuchów w rdzeniu Galaktyki. Znajdowały się tam wszystkie pierwiastki chemiczne wytopione w jądrowych, gwiezdnych paleniskach – niektórych było dużo, inne występowały zaledwie w śladowych ilościach. Między nimi zaś znajdował się węgiel, pierwiastek powołany do istnienia dzięki zgodnemu rezonansowi wibracji jądrowych. W miarę jak Wszechświat stawał się coraz starszy, zimniejszy i większy, owa chmura pyłu gwiezdnego, podobnie jak wiele innych, zaczęła gęstnieć – jej ziarenka przyklejały się do siebie, tworząc nieregularne grudki lodu metanowego, gęste chmury gazu i kawałki skał. Gęstniejąc, chmura zapadała się i przybierała postać spłaszczonego dysku obracającego się wokół własnej osi; był to wir stygnącej materii, która zderzała się, odbijała, rozpadała, po czym znów sklejała i skupiała. Z upływem czasu, zaledwie po chwilce w skali kosmicznej, skupiska materii stawały się mniej liczne, za to większe. Zgniatane pod działaniem własnej grawitacji tworzyły spłaszczone kule – planety. Gwiazda G2 uzyskała Układ Słoneczny. W tym wszystkim nie było nic szczególnego. Każda planeta, tworząc się w określonym miejscu, nabrała cech będących naturalną konsekwencją sposobu jej powstawania, takich jak: skaliste jądro, atmosfera złożona z metanu l wodoru, powierzchnia, po której spływał stopiony metal lub którą pokrywały jeziora kwasu, krążący wokół towarzysze... Każda planeta zyskała własną tożsamość. Było to prawdziwe zwłaszcza w odniesieniu do trzeciej planety w kolejności od gwiazdy centralnej. Dużą część jej powierzchni pokrywała cienka warstwa wody. Planeta miała atmosferę, złożoną głównie z azotu. Temperatura jej powierzchni mieściła się w granicach, w których woda zachowywała stan ciekły. Mimo że żadna inna planeta w Układzie Słonecznym nie przypominała planety numer trzy, planeta owa przypuszczalnie była bardzo podobna do wielu innych planet krążących wokół wielu innych gwiazd w wielu Innych galaktykach. Wszędzie, nawet w głębi przestrzeni międzygwiazdowej, atomy wpadały na siebie, przywierały i tworzyły cząsteczki. Na trzeciej planecie zdarzało się to częściej niż w próżni między gwiazdami, ponieważ było tam więcej atomów mogących się ze sobą zderzać. Indywidualne cechy tej planety ograniczały typy powstających w taki sposób cząsteczek, wytwarzając struktury, które nie pojawiłyby się w świecie metanowym lub na jakimś lodowym olbrzymie. W pewnym momencie powstał układ replikujący się, czyli zbiór cząsteczek zdolny do wytwarzania swoich kopii. Być może powstał zupełnie przypadkowo, w pierwotnej zupie oceanów, być może pomogły mu w tym chłonne powierzchnie skał lub glin. Jakkolwiek się stało, replikator zrobił to, co robią replikatory – powielił się. Potem znowu, i znowu. W dość krótkim czasie planeta stała się wyraźnie niezwykła, bo zachłanny replikator zmienił i zreorganizował jej chemię. Replikator sporadycznie popełniał jakiś błąd, lecz niektóre błędy również mogły się powielać, toteż wkrótce rozpętało się coś na kształt długotrwałej wojny replikatorów, w której coraz bardziej wymyślne zbiorowiska cząsteczek walczyły o prawo do dalszego powielania się. Wszystko to stało się dość skomplikowane. Na przykład jedna z grup replikatorów posiadła umiejętność przetwarzania światła gwiazdy w pożywienie. Na przykład forma, która wcześnie odniosła sukces, bakteria – sinica, osiągnęła taką liczebność, że jeden z ubocznych produktów jej metabolizmu, żrący gaz o nazwie tlen, zaczął stanowić Istotną część planetarnej atmosfery. Na przykład pewne grupy replikatorów rozwinęły w sobie zdolność umożliwiającą im opuszczanie
twardego lądu i unoszenie się w gazach atmosfery. Na przykład 65 milionów lat temu na całej planecie wyginał pewien szczególnie dobrze radzący sobie typ repllkatora. Przyczyną było uderzenie wielkiej skały. Inne małe, owłosione i stałocieplne replikatory nagle stwierdziły, że ich główni konkurenci zniknęli z powierzchni planety numer trzy, toteż szybko różnicujący się następcy tych replikatorów zalali kontynenty i oceany. Na przykład obecnie dwóch następców tych małych stworzonek z zapałem nakreśla własną, ograniczoną wersję tej całej historii za pomocą dziwacznych, kanciastych symboli geometrycznych, odbijanych kontrastowym barwnikiem na płatach sprasowanej, białej substancji pochodzenia roślinnego, żywiąc nadzieję, że inne istoty podobnego gatunku zbadają te płaty swymi wrażliwymi na światło czujnikami, a następnie w jakiś niepojęty sposób przyswoją sobie Ich sens oraz zrobią z nich część siebie. Jako typowi przedstawiciele tych replikatorów odkrywamy malutki kawałeczek nieuchwytnego Wszechświata, podejmując cudowny, lecz zarazem beznadziejny wysiłek, by zawrzeć tę zdumiewającą całość we własnej, tak znikomo małej formie, która w nieprawdopodobny sposób wykorzystuje słabe impulsy elektryczne przebiegające po sieci bilionów cienkich włókien – sieci wibrującej, żywej i jeszcze bardziej nieuchwytnej niż Wszechświat, który usiłuje ona ogarnąć. Koło się zamyka. Otwiera się tajemnica.
Wstecz / Spis Treści / Dalej ROZDZIAŁ 1 POCZĄTKI ŻYCIA Pewna kobieta naukowiec1 pracowała przez jakiś czas z szympansem. Uczyła go wykonywania różnych zadań, jak otwieranie pudełka, i nagradzała zawsze jakimś owocem. Któregoś dnia, po sesji z szympansem, przyszła do kafeterii na wpół płacząc, na wpół się śmiejąc – najwyraźniej bardzo poruszona. Jej koledzy, nieco zaniepokojeni, w końcu zdołali z niej wyciągnąć, co się wydarzyło. Okazało się, że kiedy postanowiła na chwilę opuścić laboratorium i otworzyła zamek w drzwiach – szympans z powagą podał jej kawałek selera. Nasz prolog to jeden ze sposobów, w jaki można opowiadać historię o tym, kim jesteśmy i jak się tutaj znaleźliśmy. Taka opowieść ma kilka zalet: pokazuje, jak absolutnie niepojęty jest Wszechświat w swej całości i jak trudnym zadaniem dla od niedawna inteligentnej, wyprostowanej małpy jest zamknięcie myślowego koła w celu zawarcia ogromu Wszechświata we wnętrzu własnej, malutkiej czaszki. To sprzyja pokorze. Przedstawiamy tę opowieść w wersji kosmologicznej; to najlepsza z postawionych przez dzisiejszą naukę hipotez na temat przeszłości, do której nie możemy się cofnąć, oraz odległości zbyt ogromnych, byśmy mogli je przebyć. Jest to historia tak dziwna, że możemy mieć pokusę odrzucenia jej jako szalonej spekulacji, ale w ten sposób nie zniesiemy dziwności, ponieważ jeśli ta opowieść jest fałszywa, to prawdziwa historia musi być jeszcze dziwniejsza. (Przyjmując, że istnieje coś takiego, jak prawdziwa historia powstania Wszechświata, co jest dyskusyjne). Niemniej z naszego punktu widzenia – tzn. z punktu widzenia gatunku ludzkiego, a nie Jacka Cohena i lana Stewarta – jest to opowieść bezosobowa i snuta od końca. Zaczyna się od nicości, a kończy tym, że każdy z nas jest jakimś przypadkowym i ubocznym produktem sił wymykających się naszej najśmielszej wyobraźni. Ukazuje ona Wszechświat zasadniczo różniący się od tego, w którym mieszkamy i który jest wszechświatem prywatnym, wypełnionym zupełnie innymi rzeczami, o rozmiarach odpowiadających ludzkiej skali; są w nim przyjaciele, współmałżonkowie, dzieci, zwierzaki domowe, rośliny, cegły i zaprawa murarska. Każdy z nas mieszka w takim osobistym wszechświecie; w pewnym sensie każdy z nas jest osobistym wszechświatem – bo jeśli zginiemy, nasz osobisty wszechświat zniknie wraz z nami. Wszechświat kosmologiczny jest zbudowany z cząstek elementarnych, takich jak elektrony, i z promieniowania, takiego jak światło. Natomiast nasz prywatny wszechświat jest zbudowany z czegoś zupełnie innego. Nie mamy na myśli tego, że naszych własnych wszechświatów nie tworzy zwykła materia, lecz to, że owa materia jest zorganizowana inaczej. Większość interesujących cech naszych osobistych wszechświatów to ludzie i ich działania – przyjaciele i kochankowie, wrogowie i znajomi z pracy oraz życia towarzyskiego. Jako że większość z nas mieszka w miastach, typowy osobisty wszechświat ma charakter miejski: składa się z budynków, pokoi, podmiejskich centrów handlowych... W naszych codziennych myślach najwięcej miejsca zajmują ludzie – wpływ, jaki wywierają na nas i my na nich. Trzeba załatwić opiekunkę do dziecka, zamówić bilety do teatru, udobruchać szefa, przekonać bankowca, że pożyczka będzie dobrym interesem... Czasami wtrąca się zewnętrzny, "pozaludzki" świat, ale i to na ogół za pośrednictwem produktów ludzkiej działalności: potrzebne są nowe opony do samochodu, trzeba skosić trawnik, w związku z nagłym atakiem grypy konieczne jest lekarstwo. Zmiany zachodzące poza naszym własnym, ciasnym kręgiem wpływają na nasze życie w sposób, który trudno przewidzieć i którego możemy nie aprobować – nowe maszyny powodują, że nasza praca staje się zbędna, ustawy zapobiegające zanieczyszczaniu środowiska zwiększają koszty prowadzenia interesów, nowa choroba infekuje dostawy żywności, wandale przecięli nam druty telefoniczne albo ludzie z kraju oddalonego o tysiące kilometrów, w którym nigdy nie byliśmy, zaczynają na nas zrzucać bomby. Kiedy świat zewnętrzny zaburza nasz osobisty wszechświat, zaczynamy zdawać sobie sprawę z istnienia tej zewnętrzności, ale przeważnie interpretujemy to zaburzenie w kategoriach osobistych. Szukamy nowej pracy, która odpowiada naszym umiejętnościom; wynajmujemy prawnika, żeby uniknąć nowych, kosztownych zobowiązań prawnych; na pewien czas przestajemy jeść hamburgery; wzywamy kogoś do naprawy telefonu; budujemy schrony i gdy spadają bomby, siedzimy w nich, przeklinając wroga. Jednak robimy coś jeszcze. Wiele innych stworzeń, spoglądając nocą na niebo, widzi gwiazdy, ale my się w nie wpatrujemy. Zastanawiamy się, ile ich jest, jak są daleko, skąd się tam wzięły, z czego są zbudowane. Zastanawiamy się – w istocie – dlaczego w ogóle tam są. Łączymy je w proste wzory i snujemy na ich temat opowieści mające nam pomóc w racjonalnym uzasadnieniu ich istnienia oraz w zapamiętaniu wzorów – Myśliwego, Bohatera, Księżniczki, Niedźwiedzicy, Łabędzia. Chociaż nie
potrafimy przeniknąć do wnętrza innych zwierząt, jednak nie znajdujemy żadnego dowodu na to, by patrzyły one w podobny sposób jak my na zewnętrzne otoczenie swego osobistego wszechświata. Może robią tak szympansy i delfiny, być może enigmatyczna i niekończąca się pleśń wieloryba jest ćwiczeniem z podmorskiej filozofii – a może jest to tylko wieloryb! sposób powiedzenia: "Cześć, jest tam kto? To ja".2 Szympansy, delfiny i wieloryby nie budują obserwatoriów astronomicznych, nie tworzą kalendarzy, żeby przewidywać pory roku, nie wykuwają w skałach symbolicznych zapisów swych myśli. Może są mądrzejsze od nas, bo świetnie się bawią, zamiast w mękach zastanawiać się nad własnym miejscem w ogromnym i nieczułym Wszechświecie. Ale czy są mądrzejsze, czy nie, to nawet te bystre zachowują się inaczej niż my. Kiedy spoglądamy poza nasz osobisty wszechświat, stwierdzamy, że świat zewnętrzny jest zorganizowany w sobie właściwy sposób. Istnieje w nim grawitacja, ekologia, dinozaury, E = mc2, kąty trójkąta, których suma wynosi 180°, itd. Ma charakter bezosobowy: o ile zupełnie rozsądne jest przekonywanie urzędniczki w banku, że powinna nam zwiększyć wielkość dopuszczalnego debetu na koncie do kwoty przekraczającej 180 funtów, o tyle bezowocne jest przekonywanie trójkąta, by powiększył sumę swych kątów do ponad 180°. Patrząc inaczej, stwierdzamy, że świat zewnętrzny łączy się z naszym osobistym światem na bardzo wiele sposobów: kalorie w pożywieniu, muzyka cyfrowa na płytach kompaktowych, pasażerskie odrzutowce, telewizja. Podstawą wszystkich tych technologii jest nauka, ona zaś wydaje się najskuteczniejszym ze znanych nam sposobów na zgłębianie budowy owego zewnętrznego, bezosobowego wszechświata. Telewizja wzmacnia związek świata osobistego i bezosobowego, emitując programy naukowe na temat powstania bądź końca świata, a poglądowo przedstawiona historia naturalna, w postaci naszych domowych zwierzaków i akwariów, roślin domowych i ogrodów, tworzy subtelne ogniwa łączące nas z resztą żywej natury. Znacznie bardziej jednak przejmujemy się tym, jak pasujemy do własnego kręgu przyjaciół, niż tym, jak wszyscy pasujemy do złożonej ekologii naszej planety. My, naukowcy, zachowujemy się w identyczny sposób, tyle że przywiązujemy do tego większą wagę, ponieważ prawdziwym problemem jest dla nas zrozumienie, dlaczego tak robimy. Nasz naukowy instynkt podpowiada nam, że ten prawdziwy Wszechświat jest w istocie znacznie ważniejszy – w każdej znaczącej skali zdarzeń – niż to, czy Mary powiedziała swojej matce, że się odchudza... A jednak, w jakiś sposób, zagadnienia odpowiadające swym poziomem odchudzaniu Mary zajmują naukowcowi znacznie więcej czasu niż wszystkie "czemu" i "dlaczego" dotyczące supergrup galaktycznych – nawet jeśli ten naukowiec jest kosmologiem. Prowadzimy dwoiste życie – w przyrodzie, lecz nie z niej, nieprzerwanie reagujemy raczej na to, jak oceniamy przyszłość świata, niż na świat teraźniejszy. Świat zewnętrzny odbijamy jak w zwierciadle w innym świecie, istniejącym wewnątrz nas: w naszym postrzeganiu tego świata. Jest to krzywe zwierciadło, obraz niedoskonały, jednak nam wydaje się rzeczywisty. W doprawdy śmieszny, egocentryczny sposób widzimy samych siebie jako istniejących nieco na uboczu Wszechświata. Kontrolujemy nasz własny świat: możemy wybierać, mamy umysły podejmujące lub zmieniające decyzje. Cała reszta świata podąża za nieubłaganymi popędami natury. O amebie, lisie, dębie lub dinozaurze myślimy jako o częściach przyrody. Ameba baraszkuje sobie, wystawiając nibynóżki (pseudopodia) i pochłaniając cząsteczki pożywienia, to prawie wszystko. Lis biega po krzakach, goniąc królika na kolację, a kiedy natknie się na grupę podludzi na koniach, jest zbyt zajęty ucieczką przed psami, by zastanawiać się nad moralną stroną krwawych sportów. Dąb po prostu sobie stoi i fotosyntetyzuje, czerpiąc wodę z gleby, a dwutlenek węgla z powietrza; jeśli czymkolwiek się martwi, to najwyżej nadchodzącą zimą i zrzucaniem liści – na pewno nie tym, czy sąsiednie dęby uważają go za nikczemnika, który wydaje na świat zbyt wiele żołędzi. Dinozaury postrzegamy jako twory odżywiające się, oddychające, rozmnażające i ginące na tle wspaniałych dekoracji sił natury, takich jak meteoryt K/T, który uderzył w Ziemię 65 milionów lat temu i wywołał katastrofę na całej planecie. Ryciny Gary'ego Larsona z serii Far Sicie (Przeciwna strona) często przypisują zwierzętom ludzkie motywacje, i właśnie dlatego są śmieszne; doskonale wiemy, że większość zwierząt wcale się nie przejmuje swoim kręgiem przyjaciół. I bardzo dobrze. Ale w jakiej mierze nasze przekonanie, że jesteśmy czymś szczególnym, opiera się na faktach, a w jakiej jest jedynie miłym złudzeniem poczucia wyższości? Wiara w naszą wyższość nad innymi zwierzętami to ludzka ocena wartościująca, która jako taka jest prawdopodobnie stronnicza, na naszą korzyść, jednak nie ulega wątpliwości, że różnimy się – i to istotnie – od innych zwierząt zamieszkujących naszą planetę. Musimy wytłumaczyć te różnice. Fakt, że istoty ludzkie nie zawsze były takie jak teraz, utrudnia to wyjaśnienie, ale zarazem czyni je bardziej interesującym. Bardzo nieliczni spośród nas wątpią, że powstaliśmy w wyniku ewolucji z istot, które, jak wszystkie zwierzęta, należały do świata przyrody, a zatem żyły poza sferą tych wszystkich problemów
społecznych, jakie nam nie tylko zajmują każdą minutę na jawie, lecz również napastują nas we snach. Jak do tego doszło? Wokół niniejszego zagadnienia będzie się koncentrowała nasza opowieść. Co takiego było w tym właśnie kawałku skały, w tym konkretnym spiralnym ramieniu tej nieszczególnie wyróżniającej się galaktyki, iż sprawiło, że jesteśmy właśnie tacy? Jak to możliwe, że materia nieożywiona przekształca się w takie skomplikowane istoty jak my, które mają swoje własne, wewnętrzne światy umysłów i wyobraźni? Przy założeniu, że jest to możliwe – dlaczego tak się stało? Dlaczego my? Niektórzy przypisują wszystko Bogu i to Im wystarcza: nie mamy Im nic do powiedzenia. Inni – jedynie nieubłaganym skutkom podstawowych praw fizyki: im też nie mamy nic do powiedzenia. Mamy jednak coś do powiedzenia tym, którzy uznają, że obie te odpowiedzi są niekompletne, ludziom, którzy uważają, że nasza obecność na tej planecie i dziwne umiejętności naszego umysłu zasługują na wyczerpujące i poważne wyjaśnienie. W Wytworach rzeczywistości (o których dalej będziemy mówić w skrócie Wytwory) staramy się wytłumaczyć ewolucję istot ludzkich w nowy, nieznany dotąd sposób. Książka nasza znacząco się różni od zwykłej opowieści naukowej, chociaż ma z nią wiele wspólnego. Mówiąc dokładniej, będziemy spoglądać na zagadnienia umysłu i kultury z dwóch, zasadniczo różnych perspektyw, które raczej wzajemnie się uzupełniają, niż wykluczają. Jedną z nich jest konwencjonalny, naukowy punkt widzenia: rozbierz w myśli układ na kawałki i zobacz, w jaki sposób te kawałki do siebie pasują. Druga – mniej konwencjonalna, ale, według nas, równie ważna, polega na przyjrzeniu się kontekstowi i sprawdzeniu, w jaki sposób dany układ jest ukształtowany przez to, co go otacza. Po drodze będziemy zmuszeni poddać ponownej ocenie ortodoksyjne opowieści naukowe o działaniu wszystkiego, z których wiele ma niemal charakter mitów. Nie uważamy, żeby z powodu takiej powtórnej oceny te ortodoksyjne opowieści traciły "prawdziwość" (nieco później damy wyraz niektórym z naszych przesądów na temat prawdy), a z całą pewnością nie sądzimy, by stawały się mniej "naukowe". Chcemy pokazać, że jeśli rozpatruje się jakieś zagadnienie wieloaspektowo, to można stwierdzić, że poszukuje się różnych rodzajów odpowiedzi. Na przykład odpowiedź "Bóg" może zadowolić duchownego pytającego o cnotliwe życie, ale nie programistę poszukującego wirtualnej rzeczywistości. Uważamy, że dzięki takim zmianom perspektywy zmniejsza się wrażenie zagadkowoścl wielu zagadnień dotyczących ewolucji człowieka i rozwoju kultury. W szczególności zmiany te pomogą nam opowiedzieć historię ludzkiego umysłu i kultury w przystępniejszy sposób, w sposób, który wyjaśnia – a nie tylko określa – naukowe podstawy naszego świata i nas samych. Przedstawimy poniżej zarys tej opowieści, który posłuży za "mapę drogową" dla reszty książki. Najpierw spojrzymy na początki życia i jego ewolucję zarówno na Ziemi (opowieść o naszym pojawieniu się), jak i gdzie indziej (historia o tym, co mogłoby się wydarzyć lub co może się dziać teraz na jakiejś innej planecie krążącej wokół jakiegoś innego, odległego słońca). Opiszemy rozwój zmysłów – zwłaszcza wzroku, słuchu i węchu – wyjaśniając, w jaki sposób wpłynęły one na ewolucję sieci komórek nerwowych i doprowadziły do powstania najbardziej elastycznego i zadziwiającego ze wszystkich narządów – mózgu. Pokażemy, że nasze zmysły, nie będące jedynie biernymi obserwatorami rzeczywistości, rozwijają się i ulegają subtelnemu dostrajaniu, by wzmacniać te cechy, którymi nasze mózgi są szczególnie zainteresowane. Manipulując cechami umysłowymi, tworzymy "mapy pojęciowe" otaczającej rzeczywistości, które pozwalają nam na podejmowanie decyzji oraz zmianę zdania w reakcji na skutki tych decyzji. Nie tyle obserwujemy rzeczywistość, co tworzymy swój własny obraz tej rzeczywistości i właśnie na ten obraz patrzymy, ilekroć postrzegamy świat zewnętrzny. Tą umiejętnością zarządza inteligencja – zdolność rozumowania, rozwiązywania problemów – która nie jest wyłącznie cechą budowy dużych mózgów o skomplikowanych sieciach nerwowych. Inteligencja powstaje w ścisłym związku z cudowną, niegenetyczną sztuczką stosowaną przez rodziców w celu zapewnienia swemu potomstwu lepszego startu w życiu, sztuczką, którą nazywamy "przywilejem". Przywilej zaczyna się od żółtka jaja i gniazda i osiąga szczytową postać – przynajmniej dotychczas – w kulturze. Twierdzimy ponadto, że do powstania umysłu nie prowadzi wyłącznie inteligencja lub tylko kultura, lecz obydwie – współdziałając ze sobą. To język jest cechą naszych umysłów, często uważaną za najważniejszą, czyniącą nas istotami jedynymi w swoim rodzaju, niepowtarzalnie ludzkimi. Niektórzy naukowcy traktują język jako konieczny warunek wstępny powstania inteligencji, inni zaś sądzą, że to inteligencja warunkuje powstanie języka. Naszym zdaniem obie strony mają rację – a zatem i obie się mylą, ponieważ każda z nich sądzi, że to ta druga się myli; tym samym obie popełniają błąd, mówiąc o "koniecznym warunku wstępnym". Język i inteligencja rozwijały się równocześnie i są tak samo nierozerwalnie związane z kulturą.
Na zakończenie opowiemy o powstaniu ludzkiej kultury, o technikach, które kultury wykorzystują, aby przetrwać w zmiennym świecie, i o skutkach różnic kulturowych w grupach etnicznych wyrwanych ze swego środowiska: także o skutkach prowadzących do powstania społeczności wielokulturowych, w których jednostki borykają się ze zmianami swej kulturowej tożsamości. Opowiemy o rozwoju globalnych systemów komunikacji, które tak trwale ugruntowują wielokulturowość, że nie potrafimy cofnąć się do poprzedniej sytuacji, nawet gdybyśmy chcieli. Rzucimy okiem na przyszłość ludzkiej wielokultury. A potem wszystko razem zapakujemy i obwiążemy wstążką z piękną kokardą dzięki unifikującemu pojęciu, eksteligencji, które stanowi kontekstowy i kulturowy odpowiednik osobistej, wewnętrznej inteligencji. Przed rozpoczęciem naszej opowieści zadamy pytanie "na rozgrzewkę": W jaki sposób z materii nieożywionej rozwinęło się życie? W prologu opisaliśmy bieżący pogląd na powstanie Wszechświata, teorię Wielkiego Wybuchu. Przestrzeń, czas i materia powstały z niczego; potem proste rodzaje materii pierwotnej, istniejące w czasie panowania wysokiej temperatury, zaczęły się łączyć, tworząc rozmaite pierwiastki chemiczne – wodór, hel, lit, beryl, bór, węgiel, azot, tlen... Następnie ich atomy wiązały się ze sobą, dając związki chemiczne – dwa wodory plus jeden tlen tworzą wodę, jeden węgiel i dwa tleny tworzą dwutlenek węgla. Ciała istot żywych są zbudowane z milionów różnych cząsteczek, a wszystkie cząsteczki pochodzą z reakcji jądrowych zachodzących we wnętrzach gwiazd. Dosłownie "jesteśmy gwiezdnym pyłem", jak śpiewała Joni Mitchell w Woodstock.3 Z cząstek powstają atomy, a z atomów cząsteczki – to potrafimy zrozumieć, to nam przypomina budowanie domu z cegieł. Domy jednak nie rozwijają w sobie własnej woli, nie podnoszą się i nie ruszają z miejsca. Tak postępują istoty żywe. Oto prawdziwa zagadka. W jaki sposób nieożywiona chemia nieorganiczna zdołała wygenerować bogatą różnorodność życia? Jest jasne, że nie stało się to od razu. Nie było żadnego cudownego, szczególnego i brzemiennego w skutki momentu, w którym życie nagle pojawiło się na planecie. Raczej życie powstawało stopniowo z nieżycia. Pod tym względem początki życia (jako takiego) nieco przypominają początek życia pojedynczej istoty. Był taki okres, w którym Maureen nie istniała. Kiedy jajo, zarodek, płód, dziecko stały się Maureen? Kiedy to nabrało człowieczeństwa? Z całą pewnością nie było konkretnego momentu "stania się" Maureen – chociaż ludzie nieznający się na rzeczy opowiadają o "chwili zapłodnienia" – poza jej zaistnieniem w sensie prawnym, podczas uroczystości nadania imienia. Każda osoba przypomina malowidło lub książkę: powstaje stopniowo. Maureen zaczęła jako nieMaureen i stopniowo stawała się Maureen. Podobnie było z początkami życia. Nie możemy cofnąć się i sprawdzić, co naprawdę się wydarzyło, ale możemy się domyślać, jakiego rodzaju gra chemiczna musiała się rozgrywać na pierwotnej Ziemi. W szczególności potrafimy zrozumieć, że życie mogło się pojawić w racjonalnie wytłumaczalny sposób, stopniowo i spontanicznie, na skutek zupełnie racjonalnych procesów chemicznych. Cztery miliardy lat temu Ziemia była zupełnie innym miejscem. Jej powierzchnię tworzyły nagie skały, piaszczyste pustynie, zbiorniki bulgoczące smołą i dymiące siarką. Jej oceany były wodnistymi warstwami substancji chemicznych wypłukiwanych z rozpuszczanych skał i wstrzykiwanych przez podwodne wulkany w oceaniczne głębie. Już wtedy istniały wszystkie dzisiejsze różnorodne pierwiastki chemiczne – ponieważ, nie licząc ciągłego opadania pyłu meteorytów i powolnego wycieku lżejszych gazów, atomy tworzące nasz świat są tymi samymi atomami, które istniały 4 miliardy lat wcześniej. Różnica między Ziemią pradawną a tą, którą dziś zamieszkujemy, nie leży w jej atomach, lecz w cząsteczkach. Obecnie cząsteczki są dużo bardziej zróżnicowane oraz – co rozstrzygające – zorganizowane w sposób znacznie bardziej skomplikowany. W podręcznikach czytamy, że cząsteczka jest zbiorem atomów połączonych przez siły międzyatomowe – "wiązania". To prawda – na ile może być prawdziwe jakiekolwiek ludzkie twierdzenie o przyrodzie – ale nie cała prawda. Druga część tej historii jest taka, że w odróżnieniu od atomów cząsteczki mogą stawać się coraz bardziej złożone. Atomy pozostawione same sobie nie wytwarzają atomów takiego rodzaju, jaki nigdy wcześniej nie istniał – chociaż niektóre z nich mogą się zmieniać dzięki reakcjom jądrowym, na przykład uran przechodzi w ołów. Jednak atomy, łącząc się na nowe sposoby, dość łatwo wytwarzają zupełnie nowe rodzaje cząsteczek, a te cząsteczki z kolei wytwarzają nowe cząsteczki – jest to proces trwający po dziś dzień. Gdybyście znali jedynie katalog występujących na Ziemi cząsteczek, nie wiedząc o niej nic więcej, wówczas moglibyście zauważyć wyraźną różnicę między katalogiem dzisiejszym a tym sprzed 4 miliardów lat. Dzisiejszy katalog zawierałby wiele olbrzymich cząsteczek, takich jak białka i DNA, których brakowałoby w wersji wcześniejszej. A zatem na przestrzeni miliardów lat cząsteczki stały się bardziej złożone i skomplikowane. Nie wyjaśnia to jednak wszystkiego – dzieje się znacznie więcej, i nie tylko za sprawą złożoności. Taki
liczący 4 miliardy lat katalog cząsteczek zawierałby również pewne zdumiewająco skomplikowane cząsteczki, na przykład niezliczone, niesamowite konglomeraty, tworzone w otchłaniach smoły. Podobnie dzisiejszy katalog byłby zapełniony cząsteczkami przypominającymi toffi, bezładną masą pojedynczych struktur, które są do siebie podobne pod tym względem, że każda z nich oddzielnie jest wyjątkowo nieciekawa. Nie, najbardziej interesujące cząsteczki są nie tylko skomplikowane – one są zorganizowane. Są to, w samej rzeczy, maszyny – pierwsze maszyny, które pojawiły się na Ziemi. To oczywiste, że niezbyt przypominały maszyny, z którymi się oswoiliśmy – kosiarki, samochody, samoloty – ale miały jedną cechę wspólną z tymi wszystkimi stworzonymi przez człowieka urządzeniami. Były zdolne do wykonywania funkcji, co jest wymyślnym sposobem powiedzenia, że robiły różne rzeczy. Funkcja to działanie, które – po dostarczeniu pewnych wielkości wejściowych (początkowych) – w rzetelny sposób wytwarza różne wielkości wyjściowe (końcowe). Na przykład najbardziej oczywistą funkcją kosiarki do trawy jest koszenie trawnika: w tym wypadku wielkością wejściową jest duża ilość wyrośniętej trawy, a wyjściową – staranny pokos zieleni. Kosiarka wykonuje też inne funkcje, na przykład nie pozwala na zamknięcie drzwi do szopy stojącej w ogrodzie albo przytrzymuje na miejscu stertę worków plastikowych, kiedy wieje wiatr. Również cząsteczki mogą wykonywać funkcje, gdyż oddziałują z innymi cząsteczkami. A ponieważ cząsteczki mają określone kształty, dla różnych cząsteczek te oddziaływania są różne. Na przykład cząsteczka A ma zagłębienie na powierzchni akurat o kształcie dopasowanym do wypustki na cząsteczce B. Jeśli tak – i jeśli siły międzyatomowe są odpowiednie – to można oczekiwać, że zobaczy się wiele cząsteczek utworzonych z połączenia cząsteczek A i B. Takie procesy budowania cząsteczek – typu "wciśnij i graj dalej" – zachodzą bez przerwy. W pewnym stopniu przeciwdziała im skłonność cząsteczek do rozpadania się, z różnych powodów, i dzięki temu nie dochodzi do związania wszystkiego, co istnieje na Ziemi, w jedną gigantyczną supercząsteczkę. Poza tym pewne cząsteczki mają części ruchome. Wiązania, które łączą ich atomy, mogą – w ograniczonym zakresie – zginać się i skręcać, a czasami nawet atomy mogą obracać się wokół swych wiązań niczym śmigła na osi. Ta giętkość daje wiele możliwości tworzenia maszyn chemicznych o interesujących funkcjach. Niektóre cząsteczki potrafią łączyć inne cząsteczki bądź je rozrywać. Po wykonaniu swej funkcji pozostają niezmienione i są gotowe do wykonania jej raz jeszcze, i jeszcze... Takie cząsteczki nazywamy katalizatorami. Cząsteczki katalizujące działają jak linia produkcyjna: jeśli tylko zapewni się im odpowiednie surowce, będą wytwarzały swoje ulubione cząsteczki jedną po drugiej, w nieskończoność. Wykonywanie funkcji jest czymś zupełnie innym niż posiadanie celu. Maszyny cząsteczkowe nie wykonują swoich funkcji dlatego, że tak chcą: one je wykonują dlatego, że tak są zbudowane. W istocie, nie mogą nie wykonywać swoich funkcji. Podobnie kamień wykonuje swą funkcję staczania się po zboczu góry, ponieważ jest należycie zaokrąglony i ma dość masy, by uczepiła się go grawitacja. Jednak nie ma owego zaokrąglonego kształtu po to, żeby się staczać z góry. Wspominamy o tym, gdyż istoty ludzkie wykazują wrodzoną skłonność do mylenia funkcji z celami – a więc na przykład stwierdzenie "słońce nas ogrzewa" przechodzi w "słońce zostało umieszczone na niebie po to, żeby nas ogrzewać". Takie koncentrujące się na celach myślenie z łatwością może doprowadzić do sytuacji, w której ludzie czczą słońcebóstwo, nie zdając sobie sprawy, że słońce pełni funkcję zapewniania im ciepła, wcale tego nie chcąc ani nie żądając oddawania mu czci jako warunku dalszego grzania. W każdym razie 4 miliardy lat temu wokół znajdowały się właściwie te same atomy co teraz, jednak nie w takich samych połączeniach i inaczej zorganizowane niż dzisiaj. Złożone cząsteczki występujące w żywych organizmach i pseudożywych bytach, takich jak wirusy, nazywamy cząsteczkami organicznymi. Atomem umożliwiającym istnienie wszystkich cząsteczek organicznych jest węgiel: atomy węgla mają zdolność łączenia się i tworzenia ogromnych, trwałych szkieletów, do których mogą się przyczepiać inne atomy. Nawet węgiel jest zdolny do wykonywania tej funkcji zaledwie w wąskim zakresie wartości temperatury, a inne atomy w ogóle nie mogą tego robić, poza – być może – krzemem. Nie oznacza to, że węgiel jest niezbędny dla życia; znaczy tylko, że jest on niezbędny dla naszego rodzaju życia, który jest jedynym rodzajem, o jakim wiemy, i który wydaje się całkiem niezłym materiałem na życie w ogóle. Niemniej jednak ten rodzaj organizacji, który nazywamy życiem, mógłby w zasadzie pojawić się na inne sposoby – w postaci cząsteczek opartych na krzemie, oddziałujących ciągów elektronów w kryształach metalicznych, zderzających się wirów plazmy w gwiezdnej koronie... Możliwość powstania cząsteczek złożonych jest istotna dlatego, że niektóre z nich potrafią wykonywać zadania bardziej wyrafinowane niż cząsteczki proste. Od ich wykonywania zależy ta osobliwa forma materii, określana jako życie. Organizmy to coś znacznie więcej niż
bezkształtne miski cząsteczkowej zupy: sposób ułożenia ich cząsteczek jest przynajmniej tak samo ważny jak rodzaj cząsteczek. Jednak bez potencjalnej złożoności, którą zapewnia węgiel, nie mogłyby istnieć cząsteczki na tyle skomplikowane, by się zorganizować w takie organizmy jak my. Życie wydaje się czymś zupełnie innym niż materia nieorganiczna – może się poruszać zgodnie z własną wolą, rozmnażać, pochłaniać inne substancje, reagować na bodźce środowiska. Zatem nie ma w tym nic dziwnego, że niektórzy ludzie sądzą, iż materia ożywiona jest po prostu innym rodzajem materiału niż materia nieożywiona. To przekonanie nazywamy wltalłzmem. Jego największa wada polega na tym, że nie istnieją dowody na jego potwierdzenie: nigdy nie wydzielono nawet odrobiny materiału tego innego rodzaju. Rozkładając na części dowolny organizm, aż do poziomu cząsteczek, znajdziecie wyłącznie zwykłą materię organiczną. My, ludzie, jesteśmy zbudowani z takich samych atomów jak skały, woda i otaczające nas powietrze. W ten sposób nieuchronnie dochodzimy do wniosku, że to nie w składnikach kryje się różnica, a w sposobie ich zorganizowania. Żywe stworzenie można zabić, uderzając w jego głowę kamieniem: trudno dostrzec, jak tak grubiański czyn mógłby pozbawić żywotności ezoteryczną, niematerialną substancję owej istoty, jednak z łatwością widać, w jaki sposób może on zniszczyć jej zorganizowanie. Podobnie samochód składa się z tych samych atomów co metalowe blachy, worki sproszkowanego aluminium i puszki polimerów, z których został złożony. Jego zdolność poruszania się nie bierze się stąd, że powstał z innego rodzaju materii: zdolność ta jest jedynie wynikiem działania złożonej w odpowiedni sposób materii. Inżynier samochodowy potrafi wytłumaczyć, na czym polega ten sposób organizacji, i robi to na tyle szczegółowo, że każdy jego słuchacz na przyjęciu rusza czym prędzej na poszukiwanie tacy z alkoholami. Natomiast nikt nigdy nie zbudował auta w ten sposób, że wyruszył na poszukiwanie nowego rodzaju materii, która – po nalaniu do niej benzyny – miałaby zdolność poruszania się. Ta analogia do samochodu staje się ryzykowna, gdy w budowaniu jej posuniemy się za daleko. Według niektórych organizacja wiąże się nieodłącznie z organizatorem, podobnie jak istnienie zegarka oznacza istnienie zegarmistrza. Jest to kuszący sposób argumentacji, ale nie ma żadnego ważnego powodu, aby go przyjąć. Jedną z najbardziej godnych uwagi cech materii organicznej – a także, co sobie teraz uświadamiamy, również w odpowiednich warunkach materii nieorganicznej – jest jej zdolność samoorganizacji. Zatem, pod pewnymi względami, lepsza od analogii do samochodu byłaby analogia do wiru, tornado lub płomienia: struktury zorganizowanej, powstającej bez świadomej ingerencji. Zjawisko samoorganizacji jest sprzeczne z naszą intuicją, przypuszczalnie dlatego, że rzadko stykamy się z nim bezpośrednio: w naszym codziennym świecie doprowadzenie do powstania organizacji wymaga zawsze wielkiego wysiłku. Mimo to jesteśmy otoczeni wysoce zorganizowaną materią, z której również powstaliśmy, a więc materia ta w jakiś sposób musiała zostać doprowadzona do tego stanu zorganizowania. Albo została zorganizowana przez twórcę organizmów, albo zorganizowała się sama. Od niepamiętnych czasów filozofowie i teolodzy roztrząsają kwestie związane z hipotezą "twórcy organizmów". Jej oczywiste zalety ("rozwiązuje" problem w sposób zadowalający wiele osób) zderzają się z równie oczywistymi wadami. Na przykład kto – czy co – zorganizował organizatora? I gdzie jest sam organizator? Tym, którzy podzielają dążenie naukowca, by zrozumieć przyrodę, a nie tylko ją zakładać, hipoteza samoorganizacji oferuje znacznie więcej. Jest to śmiała koncepcja, która nie rozwiązuje zagadki, o ile nie wyjaśnimy, jak i dlaczego żywa materia się samoorganizuje. Stanie się wtedy oczywiste, że nie ma żadnej wrodzonej, wewnętrznej sprzeczności w pomyśle, że organizacja czasami pojawia się "za darmo". Również jasne stanie się to, że układy ograniczone do skali laboratoryjnej i symulacje komputerowe pozwalają sobie na zachowania samoorganizacyjne znacznie częściej, niż moglibyśmy przypuszczać. Nadal jeszcze nie mamy pewności dlaczego, ale wiemy, że tak jest. Być może nasz Wszechświat jest pod tym względem szczególny; być może takie muszą być wszystkie wszechświaty. Nie wiemy, jak jest naprawdę. To, że życie jest zdolne do samoorganizacji, staje się wyraźne jedynie w długiej skali czasu: porównajcie organizm, na przykład współcześnie żyjącą mysz, z kawałkiem skały sprzed 4 miliardów lat. Jeden z najbardziej rzucających się w oczy "niezwykłych" przejawów życia można jednak zauważyć w znacznie krótszej skali czasu: mianowicie jest nią zdolność rozmnażania. Życie tworzy nowe – i właściwie takie samo – życie. Ludzie tworzą nowych ludzi, koty tworzą nowe koty, nicienie tworzą nowe nicienie, a ameby – nowe ameby. To zdumiewająca zdolność i z całą pewnością nie przypomina zwykłej chemii. Mamy jednak skłonność do niedoceniania możliwości "niewspomaganej" chemii, a to zniekształca nasz sąd o tym, jak bardzo zdumiewające i mało prawdopodobne jest życie. Trzydzieści lat temu
uważano, że biologia jest niezwykle skomplikowana, natomiast chemia – stosunkowo prosta. Wydawało się, że chemiczna historia początków życia wymaga zbudowania myślowej piramidy, złożonej z coraz bardziej skomplikowanych procesów. Jej podstawę tworzy przyziemna chemia z probówek, wyniosły szczyt zaś – biologia. Dziś wiemy, że jest to obraz fałszywy. Sfera niewspomaganej chemii (chemii, która działa, nie wymagając istnienia żywego organizmu) rozciąga się do samej góry. Nawet prosta, niewspomagana chemia jest znacznie bardziej złożona niż to, do czego chcą nas przekonać podręczniki. Na przykład, jeśli zapalić mieszaninę dwóch części wodoru i jednej tlenu, to mieszanina ta wybuchnie i powstanie woda. Stare podręczniki traktują to jak prostą reakcję chemiczną: 2H2 + O2 –> 2H2O. (Nie zapisujemy jej w pozornie prostszej postaci: H2 + O –> H2O, ponieważ reakcje dotyczą cząsteczek, a cząsteczka tlenu to O2, a nie O). Z nowszych podręczników dowiecie się, że w reakcji bierze udział, w charakterze pośredników, co najmniej dziesięć innych cząsteczek, a im usilniej będziecie ją zgłębiać, tym więcej znajdziecie cząsteczek. W starych podręcznikach pisze się, od czego zacząć i co z tego powstaje, ale nie wspomina o tym, co się dzieje między początkiem a końcem. Skoro w tej podstawowej reakcji wszystko okazuje się tak złożone, to nic dziwnego, że w wypadku bardziej "wyrafinowanych" reakcji chemicznych sprawy się jeszcze bardziej komplikują. Ponadto, w miarę jak rosło nasze zrozumienie złożoności procesów chemicznych, zaczęliśmy zdawać sobie sprawę, że biochemia jest znacznie bliższa niewspomaganej chemii, niż się nam wydawało. W istocie, współczesne procesy przemysłowe, w których na szeroką skalę wykorzystuje się katalizatory, znajdują się dokładnie na skrzyżowaniu chemii niewspomaganej i związanej z nią biochemii. Nad powstaniem życia z prostych związków chemicznych łamiemy sobie głowę także dlatego, że obecnie na Ziemi bardzo trudno odnaleźć takie warunki chemiczne, które dawno, dawno temu dały początek życiu. Dzieje się tak, ponieważ życie wdarło się we wszystkie możliwe siedliska owej chemii – od głębi oceanów i wielokilometrowych szczelin w granicie po wysokie warstwy atmosfery – a więc chemia tych wszystkich środowisk zmieniła się nie do poznania. Dobrym przykładem byłoby rdzewienie, tylko że na Ziemi zachodzi ono zawsze "przy wsparciu" bakterii, pobierających dziesięcinę w postaci energii. Zatem wyobraźmy sobie, że żelazo rdzewieje na powierzchni planety pozbawionej życia. Przywołajmy pojęcie katalizy: cząsteczka jest katalizatorem, jeśli bierze udział w wytwarzaniu innej cząsteczki lub cząsteczek, a w trakcie tego procesu sama się nie zużywa. Rdzewienie sterylne zachodzi w ramach autokatalizy – jeśli na żelazie znajdzie się odrobina rdzy, to ta odrobina, jako katalizator, wytworzy więcej rdzy. Jest to proces rekurencyjny, biorący sprawy w swoje ręce, toteż do jego rozpoczęcia potrzeba trochę produktu końcowego. (Nie martwcie się: wcale nie powiedzieliśmy, że ta pierwsza odrobina produktu powstała w tym samym procesie rekurencyjnym. Przekonacie się o tym później). W chemii rzeczywistej i technologii istnieje wiele procesów rekurencyjnych, ale na ogół nie mówi się o nich na lekcjach chemii w szkołach, ponieważ procesy takie nie pasują do uproszczonych teorii, jakich się tam uczy. Katalizator samochodowy, który utlenia substancje zanieczyszczające, wykorzystuje taki właśnie układ. Powierzchnia katalizująca wykonuje swoje zadanie w serii coraz szerszych pierścieni, podobnie jak to się dzieje w najlepszym przykładzie takiej reakcji chemicznej, czyli w reakcji BiełousowaŻabotyńskiego, przedstawionej na rycinie l. Jest to niezwykle fotogeniczny przypadek rekurencyjnej reakcji chemicznej, w której na rdzawoczerwonym tle powstają rozszerzające się, niebieskie pierścienie. Przez 40 lat od momentu, gdy po raz pierwszy opisano takie układy, większość chemików nie wierzyła, że mogą one działać: wydawały się sprzeczne z najsłynniejszym – i źle rozumianym – prawem nauki, mianowicie z drugą zasadą termodynamiki.
Ryc. 1. Typowe wzory "tarczowe" w reakcji BiełousowaŻabotyńskiego. Z upływem czasu pierścienie się rozszerzają. A nie są, podobnie zresztą jak i życie. Dzięki epokowym badaniom – które w latach pięćdziesiątych prowadzili Maurice Wilkes, Rosalind Franklin, Francis Crick i James Watson – wiemy, że u podstaw niemal wszelkiego ziemskiego życia znajduje się jedna godna uwagi cząsteczka, a właściwie rodzina bardzo podobnych do siebie cząsteczek. Cząsteczką tą jest DNA, czyli kwas deoksyrybonukleinowy (skrót DNA pochodzi od pierwszych liter słów tworzących jego angielską nazwę). DNA tworzy materiał genetyczny niemal wszystkich organizmów. Kilka wirusów wykorzystuje RNA, kwas rybonukleinowy, ale DNA i RNA pochodzą z tej samej cząsteczkowej stajni. Cząsteczka DNA ma prostą, lecz zmyślną budowę, w której dwie bliźniacze nici tworzą coś w rodzaju spiralnych schodów – podwójną helisę. Te nici są zbudowane z czterech rodzajów cząsteczek nazywanych zasadami, trzymających się razem dzięki szkieletowi utworzonemu z cukrów i grup fosforanowych. Taka struktura umożliwia cząsteczce DNA wykonywanie dwóch ważnych zadań: kodowania informacji i kopiowania (replikacji). Informacja jest zakodowana w postaci sekwencji zasad DNA i dotyczy między innymi struktury istotnych białek, bez których nie można zbudować organizmów, a także sekwencji określających, kiedy będą one tworzone. DNA kopiuje się w ten sposób, że rozdziela się na dwie nici zawierające komplementarne zasady, a potem dla każdej nici odtwarza nić do niej pasującą, produkując dwie kopie informacji genetycznej z jednego oryginału. (Opis ten, chociaż standardowy, jest nadmiernym uproszczeniem, ale wystarczająco dokładnym na nasze obecne potrzeby). W całym tekście Wytworów będziemy odróżniać replikację, czyli tworzenie dokładnych lub nominalnie dokładnych kopii, od rozmnażania, czyli tworzenia kopii podobnych – w szczególności na tyle podobnych, że same również mogą się namnażać. DNA się replikuje, ale jeśli podczas replikacji wkradnie się jakiś błąd – czyli dojdzie do mutacji – to należy raczej mówić, że cząsteczka uległa namnożeniu. DNA często opisuje się jako cząsteczkę samoreplikującą, co nie jest zgodne z prawdą: jeśli pozostawimy DNA w naczyniu, wcale go nie przybędzie. DNA replikuje się jedynie dzięki pomocy wielu innych cząsteczek – enzymów, na przykład polimerazie DNA. Wspominamy o nich tylko po to, żeby uwypuklić, iż DNA do replikacji potrzebuje całego "zespołu wspomagającego": nie może wytwarzać własnych kopii – podobnie jest z fotokopiarką. Ponadto fakt, że DNA zawiera "informację", jest znacznie mniej istotny od fizycznej (tzn. chemicznej!) postaci, jaką ta informacja przybiera. Wszystkie cząsteczki zawierają jakąś Informację – na przykład położenia ich atomów to pewien rodzaj informacji, o czym szybko się przekonacie, budując modele cząsteczek. Informacja w DNA jest użyteczna nie dlatego, że jest informacją, ale dlatego, że jest to informacja przechowywana w postaci możliwej do wykorzystania przez inne maszyny chemiczne. Analogicznie, w położeniach włókien celulozy tworzących tę kartkę jest zakodowana ogromna ilość informacji, ale jeśli przeczytacie tę stronę, to za jedyną pożyteczną – dla was – informację uznacie tę, która pochodzi z wydrukowanych na niej liter. Proces umożliwiający replikację DNA jest kolejnym autokatalitycznym cyklem rekurencyjnym, z tym że tutaj katalizuje się zbiór cząsteczek. DNA zawiera informacje definiujące, przeznaczone dla cząsteczek z zespołu wspomagającego. Zespół wspomagający pomaga DNA w replikacji, a DNA bierze udział w replikowaniu własnego zespołu wspomagającego. Rekurencja często budzi niepokój, ale jak inaczej mógłby przebiegać proces replikacji? To, co sprawia, że procesy rekurencyjne wydają się niepokojące, to wrażenie, iż procesy takie nigdy nie mogą się rozpocząć – jest to typ zagadnienia:
"jajo i kura". W rzeczywistości nie jest to wcale poważny problem, a jedynie przypadek nieporządnego rozumowania, polegający na błędnym ekstrapolowaniu procesu wstecz. Rozpoczęcie procesu replikacji jest stosunkowo proste. Jedyne, czego zrobić nie można, bez zniszczenia samego procesu, to go zatrzymać. Żeby rozpocząć proces jajoikura, trzeba stworzyć odpowiednią konfigurację początkową; taką, która stanowi część procesu tylko w pierwszym okrążeniu. Na przykład, można namówić nie kurę na złożenie jaja, z którego rozwinie się kura; jaja również zamienią się w kury i tak dalej, bez końca. To jasne, że nie można zrobić tej sztuczki, jeśli się zaczyna od idealnie replikującej się nie kury, a z jajkiem nie stanie się nic niefortunnego; jednak jeśli jest to reprodukująca się niekura, podlegająca zmianom, które nie wpływają na zdolność rozmnażania się jej potomstwa, to nie istnieje żaden problem pojęciowy – a jedynie techniczny, dotyczący faktycznego "udania się" naszej sztuczki. Wówczas odpowiedź na wiekową zagadkę filozoficzną staje się zaledwie kwestią definicji. Czy jajo kury to jajo złożone przez kurę, czy też jest to jajo, z którego wyrasta kura? W pierwszym przypadku najpierw była kura (z jaja niekury); w drugim – jajo (złożone przez niekurę). Są też inne sposoby na uruchomienie układu replikacji lub reprodukcji. Jeden polega na jeżdżeniu "na barana"4 na istniejących wcześniej układach podlegających replikacji lub reprodukcji. Tak są powielane (replikowane) dokumenty: jadą na barana na kopiarkach, które są powielane przez ludzi pracujących w fabrykach. Z kolei kopiarki jadą na barana na procesie reprodukcji ludzi. Oczywiście nie jest możliwe, aby każdy proces replikacji/reprodukcji jechał na barana na procesie, który go poprzedza, bo w przeciwnym razie zaistniałby prawdziwy problem jajoikura i wtedy przynajmniej jeden proces musiałby się zaczynać w jakiś inny sposób (będąc konfiguracją początkową dla wszystkiego, co potem pojedzie na nim na barana). Ten inny sposób najlepiej określić jako "rusztowanie": zanim zamknie się pętla replikacji, proces jest wspomagany przez coś innego, co na zawsze wypada z tej pętli po jej zamknięciu. Gdy układ raz osiągnie zdolność replikacji, zaczyna się szybko rozprzestrzeniać i przechwytuje wszelkie wolne substraty. Mimo że pętla utworzona przez DNA i jego zespół wspomagający w zasadzie jest zdolna do replikacji, w praktyce wykazuje "jedynie" zdolność namnażania. Procedura jest tak złożona, że rzadko przebiega bezbłędnie. Co więcej, w organizmach rozmnażających się płciowo tok procesu rozmnażania wprowadza modyfikacje typu "zmieszaj i dopasuj". Nie należy o tym myśleć w kategoriach defektu. Układy rozmnażające się (reprodukujące) są znacznie ciekawsze niż układy, które jedynie się replikują, i to właśnie dlatego, że mogą się zmieniać. Replikacja jest zawsze tym samym, powtarzającym się w nieskończoność. W namnażaniu pozostaje miejsce na elastyczność – w ten sposób z niekurzego jaja można wyprodukować kurę. Ta możliwość prowadzi do ewolucji, która, w różnych ujęciach, stanowi przedmiot rozważań zamieszczonych w następnych trzech rozdziałach. Zanim przystąpimy do tak subtelnego tematu, zastanowimy się nad bardziej przyziemnym pytaniem: W jaki sposób rozpoczęła się replikacja DNA? Ten proces wydaje się zbyt złożony, by mógł się pojawić dzięki surowym rusztowaniom: najprawdopodobniej przyjechał na barana. Istnieją pewne wskazówki co do możliwych prekursorów samego procesu replikacji DNA. Od lat podawano wiele różnych propozycji, a wspominamy tu o nich, aby pokazać, że istnieje kilka pozornie prawdopodobnych rozwiązań zagadnienia dotyczącego sposobu, w jaki życie rozpoczęło wędrówkę po swej reprodukcyjnej ścieżce. Jednym z tych rozwiązań jest "świat RNA"; drugim, według Grahama CairnsaSmitha – glina; trzecim zaś – pochodząca od Stuarta Kauffmana koncepcja autokatalitycznej sieci cząsteczek. Świat RNA to hipotetyczny okres ewolucji, w którym DNA nie odgrywał jeszcze roli w procesie replikacji form protożywych: na scenie królowała prostsza cząsteczka RNA i reprodukowała się bez pomocy bandy cząsteczek asystujących DNA. W latach pięćdziesiątych Stanley Miller, uczeń Harolda Ureya, przeprowadził doświadczenia pokazujące, w jaki sposób aminokwasy – klocki, z których są zbudowane białka – pojawiły się spontanicznie w warunkach symulujących pierwotny skład chemiczny Ziemi. Różne odmiany tego układu dostarczyły wszystkich surowców niezbędnych do powstania życia opartego albo na DNA, albo na RNA. Możliwość istnienia świata RNA, poprzedzającego dzisiejszą kombinację DNA/RNA, po raz pierwszy objawiła się w latach osiemdziesiątych, kiedy Tom Cech i Sydney Altman5 odkryli specjalne cząsteczki RNA, obecnie nazywane rybozymami. Cząsteczki te działały jak katalizatory reakcji, która wycinała ich kawałki – jeden z elementów procesu rekurencyjnego, potrzebnego do zajścia replikacji. Potem Jack Szostak wykorzystał laboratoryjną wersję ewolucji cząsteczek do wytworzenia sprawniejszych rybozymów, które potrafiły kopiować długie sekwencje RNA. W 1996 roku David Bartel znalazł rybozymy równie wydajne jak niektóre nowoczesne enzymy białkowe. Nie doprowadzono jeszcze do samoreplikacji RNA – wykorzystującej cząsteczki asystujące, a nie DNA – jednak możliwość ta wydaje się znacznie bardziej prawdopodobna.
W maju 1996 roku chemik Jim Ferris odkrył sposób, w jaki w pierwotnym środowisku mogły zostać uformowane długie nici RNA (z 1015 zasad). Gdy do mieszaniny chemicznej dodał montmorylonit – rodzaj gliny – na powierzchni gliny powstawały długie łańcuchy RNA. Było to szczególnie interesujące w świetle wcześniejszych spekulacji CairnsaSmitha o tym, że glina może dostarczyć replikowalnej struktury, na której na barana może wjechać RNA; toteż opiszemy w skrócie, co CairnsSmith miał na myśli. Glina jest skomplikowanym połączeniem glinu, krzemu, tlenu, magnezu, wapnia, żelaza i wielu innych pierwiastków. Gliny mogą się rozpuszczać w wodzie i ponownie z niej wytrącać. Ich formy krystaliczne wykorzystują rzadsze pierwiastki do nadawania sobie egzotycznych kształtów: zwojów, zakrętasów, spiral. Jak większość kryształów, kształty te mogą pełnić funkcję szablonów do wytwarzania większej liczby kształtów tego samego rodzaju, nadbudowywanych na nich. Gdy jakieś zewnętrzne zdarzenie powoduje rozpad kryształu, to każdy jego kawałek może stać się szablonem do dalszego wzrostu, a więc owe formy gliny mogą podlegać replikacji – a właściwie mogą się reprodukować (ryc. 2). Mogą nawet konkurować ze sobą, ponieważ niektóre z tych kształtów lepiej wyciągają z roztworu pewne konkretne substancje. Gliny są prawdopodobnie ze wszystkiego na Ziemi najbliższe formie życia opartej na krzemie, a więc temu układowi replikacyjnemu, na którym inne mogą wjechać na barana. Jak sobie uświadomił CairnsSmith, związki węgla w naturalny sposób przywierają do powierzchni kryształów gliny i katalizują reakcje organiczne. W szczególności związki te katalizują procesy polimeryzacji, w których cząsteczki tego samego rodzaju, dodając się do siebie, tworzą długie łańcuchy i inne struktury. Dzięki takiemu procesowi aminokwasy mogły stać się białkami, a proste zasady mogły się łączyć, tworząc RNA i DNA. Ferris wykazał, że chemiczna intuicja CairnsaSmitha ma uzasadnienie, co przydało wagi poglądowi, że nasz rodzaj życia był poprzedzony znacznie bardziej prymitywnym typem życia glinianego; CairnsSmith nazwał swoją opowieść "genetycznym przejęciem kontroli". Jest to historia gładkiego przejścia od chemii nieorganicznej do naszego rodzaju życia, które doprowadziło do pojawienia się istot zorganizowanych mniej więcej tak jak bakterie, bez jądra komórkowego – nazywanych przez biologów prokariontami. Teraz i wilk jest syty, i owca cała: być może DNA jechał na barana na RNA, a RNA na glinie. Ryc. 2. Mutacja i replikacja w stosach płytek gliny. Koncepcja sieci autokatalitycznej jest trochę inna: przedstawia zbiór warunków, w jakich powstanie rusztowania będzie niemal nieuniknione, nie jest zaś jedynie wygodnym zbiegiem okoliczności. Zdolna do replikacji cząsteczka będzie tą cząsteczką, która miałaby się sama katalizować, ale to chyba sytuacja odrobinę zbyt wygodna i przypuszczalnie nie dzieje się tak w naturze. (Rdzy nie można podać jako przykład, bo potrzebuje żelaza, wody i jeszcze tlenu, nie wspominając o bakteriach). Natomiast znacznie łatwiej jest pomyśleć o takim zespole wspomagającym cząsteczek, w którym każdy członek zespołu katalizuje pozostałych. Taki zespół "zamyka się" w autokatalityczną sieć, jeżeli każdy jego członek jest katalizowany przez jakąś inną kombinację cząsteczek należących do zespołu. W ten sposób cały zespół zyskuje zdolność replikacji.6 Z analizy sieci autokatalitycznych dowiadujemy się w szczególności, jak bardzo niewspomagana chemia może się zbliżyć do prawdziwego życia. Przypuśćmy, że możemy takiej sieci przydać jeszcze jedną cechę: jej własną "tożsamość", tak żeby mogła istnieć – i podlegać replikacji – jako dobrze określony byt, a nie rozpraszać się w wielkim, chemicznym oceanie. Otrzymalibyśmy wówczas elementarną, chemiczną "formę życia". Jest to możliwy scenariusz, jakiś czas temu zaproponowany przez Alexandra Oparina: rzeczywiste zdarzenia prawdopodobnie były bardziej skomplikowane i pewnie zupełnie inne. Istnieją cząsteczki, znane jako lipidy – tłuszcze – które wyglądają jak kijanki. Cząsteczki wody przyciągają ich głowy, ale odpychają ogony. Co więcej, lipidy chętnie przylegają do
siebie. Zatem w środowisku wodnym – takim jak pierwotny ocean – lipidy naturalnie układają się w dwie warstwy, w których wszystkie głowy są zwrócone w stronę wody, a ogony do siebie. W efekcie pojawia się układ warstwowy: głowy – ogony – ogony – głowy. Z tych warstw zostały utworzone błony biologiczne, a ich najistotniejsza właściwość polegała na oddzielaniu od siebie odrębnych obszarów. We wprowadzonej wyżej terminologii są one powstającymi naturalnie chemicznymi "maszynami", których funkcją jest rozdzielanie wód oceanów na odrębne strefy. (Rzeczywiste błony biologiczne składają się z dwóch warstw, których cząsteczki ustawiają się ogonami do siebie, głowy zaś mają na obu powierzchniach "zewnętrznych"). Doron Lancet zasugerował, że takie błony mogą również się zamykać, tworząc maleńkie kapsułki, a inne cząsteczki mogą dyfundować do ich wnętrza bądź na zewnątrz. Przypuśćmy – powiada Lancet – że cząsteczki uwięzione wewnątrz takiej kapsułki w czasie jej pierwszego uformowania, zupełnie przypadkowo, należą do sieci autokatalitycznej. Wówczas sieć – zasilana surowcami dyfundującymi do środka ze zróżnicowanego, lecz nieuporządkowanego pierwotnego oceanu – będzie się replikować. Przypuśćmy dalej, że lipidy, których cząsteczki tworzą kapsułkę, również są częścią tej autokatalitycznej sieci. Wówczas, w miarę replikacji swej zawartości, kapsułka będzie się powiększać, aż osiągnie rozmiary powodujące jej niestabilność w tym sensie, że będzie miała skłonność do rozpadania się na mniejsze kapsułki, z których każda zawiera chemiczny zespół wspomagający, konieczny do podtrzymywania procesu. Proces taki nie ma wyraźnie zaznaczonego końca: otrzymujemy w rezultacie prototyp komórki, która pobiera substancje odżywcze, rośnie i dzieli się na komórki tego samego rodzaju. A zatem, w warunkach spokojnego morza i sprzyjającego wiatru, sieci autokatalityczne w istocie mogą tak zorganizować własną geometrię przestrzenną, by utworzyć replikujące się organizmy – a przynajmniej protoorganizmy. Teraz bardziej złożone replikujące się cząsteczki mają na czym jechać na barana. To, co opisaliśmy powyżej, nie jest pewne. Chodziło nam o pokazanie, z jaką łatwością życie może się pojawić jako wynik naturalnych połączeń zwykłych cech fizycznych i chemicznych świata nieorganicznego. A co się wydarzyło naprawdę? W rozdziale 4 przyjrzymy się, jak i dlaczego takie jeżdżenie na barana doprowadziło w końcu do powstania życia, które znamy. Procesem napędzającym to wszystko, była – rzecz jasna – ewolucja. Na razie przygotujemy scenerię, pomijając element ewolucyjny i opisując to, co – jak się wydaje – zaszło, lecz nie pytając: dlaczego. Kapsułki lipidowe, wypełnione autokatalizującymi sieciami substancji chemicznych, stanowią na tyle dobre przybliżenie prawdziwych organizmów o stopniu złożoności odpowiadającym bakteriom – prokariontom – że możemy sobie łatwo wyobrazić, jak mogły powstać organizmy prokariotyczne, mimo że najbardziej prawdopodobne teorie ich pochodzenia nie są aż tak proste – o czym wkrótce się przekonamy. W każdym razie, w jakikolwiek sposób one powstały, wiemy na pewno, że się pojawiły, rozmnożyły, rozwinęły i zajęły powierzchnię Ziemi wkrótce po zaistnieniu ciekłego morza. Wiemy też, że stało się to bardzo szybko, chociaż nie możemy być pewni, czy zaraz, czy też kilka milionów lat po pojawieniu się wody w stanie ciekłym. Na geologicznej skali czasu ta różnica jest nieistotna; w każdym razie wszystko wydarzyło się tak prędko, że sam proces musiał być chemicznie i fizycznie "łatwy", i to dla całej planety, która stygła po bombardowaniu przez meteoryty. Istotnie, pewne rodzaje meteorytów zawierają składniki organiczne, a więc niewykluczone, że początkowym rusztowaniem były cząsteczki z przestrzeni kosmicznej, jak to wiele lat temu zasugerowali Fred Hoyle i Chandra Wickramasinghe.7 Bardziej złożone formy rozwinęły się po 3 miliardach lat panowania w morzach życia prokariotycznego. W tym czasie wiele różnych organizmów "wynalazło" fotosyntezę, metodę zasilania zachodzących w nich rekurencyjnych procesów chemicznych energią pobieraną ze światła słonecznego. Przy okazji wydalały substancję będącą bardzo toksycznym odpadem, mianowicie tlen. W owym okresie nieliczne, jeśli w ogóle jakieś, organizmy wykorzystywały tlen, który jest silnie reagującą substancją chemiczną: tlen do dziś przysparza nam kłopotów, umożliwiając zapalanie się różnych rzeczy. Nagromadzony wówczas tlen całkowicie odmienił naszą atmosferę; do tego stopnia, że jest ona daleka od równowagi chemicznej – oznacza, to, że gdyby nie było życia, poziom tlenu znacząco by się obniżył, w miarę jak pierwiastek ten reagowałby z różnymi minerałami i je utleniał. Życie nie zatrzymuje owych reakcji, ale dostarcza tlen szybciej, niż zużywa go niewspomagana chemia. Około 1,5 miliarda lat temu pojawiły się nowe formy życia, ze znacznie bardziej złożonymi rekurencyjnymi procesami chemicznymi, które wykorzystywały nowe reakcje, zachodzące dzięki obecności tlenu. Były to eukarionty (organizmy eukariotyczne), wyróżniające się obecnością jądra komórkowego. Ludzie często mówią o bakteriach, że są "jednokomórkowe", a o istotach podobnych do nas, że są "wielokomórkowe", zupełnie jakby człowieka można było utworzyć z połączenia wielu bakterii – Jest to obraz całkowicie fałszywy. Komórki bakterii są wprawdzie organizmami
jednokomórkowymi, ale ich budowa znacznie odbiega od budowy najprostszych komórek eukariotycznych tworzących organizm eukariontów. Eukarionty mogą być jednokomórkowe – dobrze znanym przykładem jest ameba (Amoeba) – ale mogą być również wielokomórkowe. Komórka eukariotyczna znacząco różni się od bakterii. Jest większa – z reguły ma około 10 000 razy większą objętość. Nawet w jednokomórkowym organizmie eukariotycznym komórka ma zestaw organelli, podjednostek składowych, pełniących pewne szczególne funkcje – jądro komórkowe zawiera większość DNA komórki, a mitochondria wykorzystują tlen i dostarczają komórce energię. Według obecnie uznawanej teorii,8 która pojawiła się w początkowej postaci co najmniej sto lat temu i została podjęta na nowo w 1967 roku przez Lynn Margulis, komórka powstała z różnego rodzaju niezależnych bakterii w procesie symbiozy, którego początkiem mogło być pasożytnictwo. Proste, lecz mylące jest stwierdzenie, że różne bakterie "zeszły się razem", aby utworzyć komórkę. W precyzyjniejszym ujęciu komórki eukariotyczne wyłoniły się na skutek wspólnej ewolucji różnych komórek prokarłotycznych. Nie mamy na myśli tylko tego, że się "pojawiły"; stwierdzenie to należy rozpatrywać w znaczeniu zjawiska emergentnego. Powyższe określenie pochodzi z filozofii i jest stosowane w sytuacji, gdy zachowanie jakiegoś układu wydaje się wykraczać poza wszystko, co tkwi w jego składnikach, kiedy całość zdaje się "większa niż suma jej wszystkich części". Chodzi nam w uproszczeniu o to, że jeśli zbierzecie razem mnóstwo różnych komórek prokariotycznych i odpowiednio długo poczekacie, to stworzą one komórkę eukariotyczna jako odpowiedni sposób zadbania o własne interesy. Mamy jeszcze wiele do powiedzenia o emergencji. Organizmy wielokomórkowe powstały, jak sądzimy, nie wskutek łączenia się oddzielnych komórek w kolonię, ale zaczynając od pojedynczej komórki przez jej wielokrotne dzielenie się – rozmnażanie przez podział. W ten sposób początkowo pojedyncza komórka stawała się skupiskiem komórek potomnych z tym samym DNA, identycznych pod względem genetycznym i podlegających ewolucji. Teraz każda z podjednostek (komórka) mogła swobodnie podlegać specjalizacji, o ile jej wynik pomagał w podtrzymaniu cyklu życiowego organizmu. Tak więc eukarionty rozwinęły rozmaite typy komórek, o zróżnicowanych budowie i funkcji. Podobnie jak cząsteczki wprowadziły całkowicie nowe wymiary złożoności do atomów, tak komórki eukariotyczne dodały zupełnie nowe wymiary złożoności organizmom. Nowa atmosfera Ziemi otworzyła drzwi przed organizmami oddychającymi tlenem i cechującymi się szybszym metabolizmem; życie zaczęło wyprawiać dzikie harce autokomplikacji. Czasami pozornie drobna zmiana ma ogromne konsekwencje, i to w skali globalnej. W pewnej chwili jakieś odmiany morskich organizmów przestały usuwać wydaliny w postaci płynnej lub półpłynnej, a zaczęły je produkować w formie stałej. Przypuszczalnie pierwszym takim zwierzęciem był pływający "miękki" robak, ale mógł to również być "opancerzony" trylobit – czas się zgadza, ale dowody nie są przekonujące. Ta niewielka zmiana w zawartości wody wywołała ogromną zmianę, jako że stałe odchody opadały na dno płytkich mórz, tworząc beztlenową warstwę, na której mogły się "paść" organizmy o miękkich ciałach. Odchody jednego zwierzęcia stały się podstawą życia innego – zupełnie tak samo, jak zdarzyło się wcześniej z toksycznym tlenem wydalanym przez bakterie. W 1909 roku w Parku Narodowym Yoho w kanadyjskiej części Gór Skalistych znaleziono bardzo istotne dowody dotyczące jednego z dziwniejszych etapów ewolucji. Charles Walcott, sekretarz Instytutu Smithsona, a zarazem wybitny amerykański paleontolog, odkrył dużą liczbę niezwykłych skamieniałości w formacji skalnej na przełęczy Burgess (łupki z Burgess). Historię tę opisał Stephen Jay Gould we wciągającej książce Wonderful Life (Wspaniale życie). Skamieniałości były niezwykłe dlatego, że zostały utworzone z organizmów o miękkich ciałach. Zazwyczaj części miękkie się nie zachowują, ale w tym wypadku zbiornik wodny, w którym żyły owe istoty, został zalany przez błotną lawinę. Po pobieżnym obejrzeniu skamieniałości Walcott zaliczył je do rozmaitych znanych grup organizmów, a następnie włożył skamieniałości do szuflady i o nich zapomniał. W 1971 roku Harry Whittington z Uniwersytetu w Cambridge zauważył, że organizmy z Burgess są znacznie bardziej interesujące, niż wydawało się Walcottowi. Stanowiły one dowód na wczesny wybuch życia wielokomórkowego: różnorodność anatomiczna w obrębie tego jednego niewielkiego zbiornika wodnego była znacznie większa niż w całym dzisiejszym globalnym ekosystemie. Nie w kategoriach liczby gatunków, ale liczby podtypów. Podtyp to jedna z najszerszych kategorii w klasyfikacji organizmów. Na przykład dzisiejsze stawonogi (Arthropoda) to przedstawiciele trzech podtypów: skorupiaków Crustacea – (na przykład krewetki i im podobne), szczękoczułkowców Chelicerata (pająki, skorpiony i ich krewni) oraz jednogałęziowców Uniramia (owady i wiele innych), a wszystkie one rozwinęły się z trzech grup organizmów obecnych w Burgess. W skamieniałościach z Burgess znajduje się jednak ponad 20 innych, całkowicie odmiennych form stawonogów, z których tylko jedna – wymarłe już trylobity – odegrała większą rolę. Niedawno kilku paleontologów zasugerowało, że różnorodność
organizmów z Burgess nie jest aż tak duża, jak się początkowo wydawało, jednak nie ma wątpliwości, iż tworzą one niesamowitą i zróżnicowaną grupę: na przykład na rycinie 3 pokazano segmentowany organizm o nazwie Opabinia, wyposażony z przodu w narząd przypominający dyszę, z tyłu – w pazur, pięcioro oczu, skrzela leżące po bokach ciała oraz trójczłonowy ogon. Ryc. 3. Opabinia, organizm ze skamieniałości z Burgess, rysunek autorstwa Marianne Collins. Tylko jedno ze stworzeń z Burgess stało się częścią ewolucyjnego drzewa genealogicznego, które prowadzi do człowieka. Ponieważ większość tych stworzeń szybko wyginęła bez wyraźnych przyczyn związanych z ich budową, Gould wydedukował, że przeżycie wybranych organizmów było w dużej mierze kwestią szczęśliwego przypadku, i stąd wyciągnął wniosek, że ludzką obecność na Ziemi zawdzięczamy raczej losowi niż "dobremu projektowi". Czy naprawdę tak jest? Naszą odpowiedź podajemy w rozdziale 5. Jednak jakkolwiek to interpretować, skamieniałości z Burgess wskazują, że około 570 milionów lat temu, na początku okresu kambryjskiego, życie stało się nagle ogromnie różnorodne. Owa gwałtowna w skali geologicznej zmiana jest nazywana eksplozją kambryjską. Łupki z Burgess stanowią wymowną ilustrację tego, że ewolucja może prowadzić do zmian zachodzących szybko i mających dalekosiężne skutki. Ale co właściwie napędza ewolucję? Istoty ludzkie, świadome własnej śmiertelności, mają swoistą obsesję na punkcie Ponurego Kosiarza, choćby dlatego, że mgliście dostrzegają Jego nadejście, co nie bardzo się im podoba. Ponury Kosiarz odgrywa więc główną rolę w powszechnej opowieści o ewolucji, która jest "naturą o czerwonych kłach i pazurach", gdzie jedne stworzenia dążą do zdobycia przewagi nad innymi w desperackiej, prowadzonej bez żadnych zahamowań walce o przetrwanie. Uważa się, że jedynie zwycięzcy tych bitew mają szansę na podtrzymanie swojego gatunku: przegrani po prostu giną i w ten sposób organizmy o "dobrych genach" rozmnażają się kosztem wszystkich pozostałych. Ten prosty i przekonujący obraz jest, jak się wydaje, wytłumaczeniem ogólnego wzrostu złożoności form życia. Tymczasem już wkrótce przekonamy się, że właśnie ten obraz ewolucji jest błędny, nawet w odniesieniu do prostych organizmów. W rzeczywistości w ewolucji zarówno organizmów złożonych, jak i umysłu główną rolę odgrywa nie Ponury Kosiarz, lecz Ponury Siewca, który rozpoczyna swoją pracę od miliardów sztuk, toteż prawie wszystkie organizmy muszą zginąć jeszcze przed osiągnięciem dojrzałości. Niezwykle sentymentalnie postrzegamy "naturalne" życie zwierząt – jako idyllę, choć w rzeczywistości jest zupełnie odwrotnie. Niemal wszystkie dzikie stworzenia umierają bez wydania potomstwa. Na przykład z 10 tysięcy jaj składanych przez samicę żaby podczas jej całego życia średnio ginie 9998 – tylko z dwóch jaj rozwiną się nowe osobniki, które zastąpią swych rodziców i wydadzą potomstwo. Krańcowy jest przypadek dorsza: jedna samica składa 40 milionów jaj, z których ginie 39 999 998. Te dwa przeżywające dadzą początek następnym pokoleniom. Produkcja ogromnej liczby jaj to strategia, która rozpoczęła się od wielokomórkowych eukariontów, czyniąc zarazem śmierć niezbędnym składnikiem systemu życia. Ponury Siewca rozsiewa życie na drodze z zakrętem w stronę samokomplikacji, co wydaje się nieco sprzeczne z intuicją. Przestańmy jednak myśleć o "marnotrawstwie" związanym z nadprodukcją 39 999 998 jaj dorsza. Układ rozrodczy samicy jest układem produkcyjnym i może tę liczbę jaj wyprodukować z taką samą łatwością, z jaką produkuje dwa jaja. Choć to nie dziewiętnastowieczna fabryka, której właściciel traci pieniądze przy każdej odrzuconej sztuce, samica ma pewną cechę wspólną z właścicielem fabryki: jeśli koszt konserwacji jest duży lub trudno zdobyć surowce, nie można sobie pozwalać na takie niedbalstwo. Na początek więc rozważymy organizmy, które niewiele inwestują albo w jakość produkcji, albo w opiekę nad poszczególnymi potomkami. Ponury Siewca zbiera tutaj prawdziwe żniwo, gdyż szalenie korzystne jest wytwarzanie ogromnie licznego jednorodnego potomstwa z ewentualną utratą jego większości. Korzyść wynika z tego, że można
potem dokonywać selekcji zachowanych egzemplarzy. Zamiast inwestować w linię produkcyjną wysokiej jakości, wytwarzającą doskonałe, wypieszczone artykuły, można tanio wytwarzać wielkie ilości byle czego, a następnie przesiewać produkty w poszukiwaniu rzadkiego dobrego egzemplarza. W istocie, można wyprodukować parę artykułów wysokiej jakości nawet wtedy, gdy w ogóle nie istnieje technologia konieczna do ich niezawodnego wytwarzania w tysiącach sztuk. Kiedy życie prostych organizmów eukariotycznych stawało się coraz bardziej intensywne, korzystne okazało się posiadanie układów zmysłowych i przekaźnikowych – w ten sposób rozwinęły się komórki nerwowe. Jeśli jesteś drapieżcą, a twoje ofiary pracowicie rozwijają układ nerwowy, o ile nie dotrzymasz im kroku, nie czeka cię świetlana przyszłość. To stwierdzenie pozostaje prawdziwe także po zamianie ról, dlatego też wkrótce doszło do ewolucyjnego "wyścigu zbrojeń", pchającego wszystkie organizmy w stronę coraz bardziej wyrafinowanej maszynerii nerwowej. Ten wyścig zbrojeń na razie dotarł do etapu "wyprodukowania" mózgu – kto wie, do czego jeszcze doprowadzi? – chociaż pewne organizmy wielokomórkowe, takie jak szkarłupnie (Echinodermata), czyli rozgwiazdy i ich krewni, świetnie sobie radzą bez wykształconego mózgu. Zwierzęta o najlepiej na całej planecie rozwiniętych mózgach – delfiny, goryle, szympansy i ludzie – to ssaki. Historia ssaków była burzliwa, co, być może, stało się powodem rozwoju tak sprawnych mózgów. Eksplozja kambryjska, zachowana dla potomności w łupkach z Burgess, nie jest jedynym gwałtownym wybuchem różnorodności przechowanym w skamielinach. Kolejny wybuch, zasadniczy dla ewolucji ssaczych mózgów, zdarzył się wkrótce po wyginięciu dinozaurów – zabitych, jak obecnie zdają się świadczyć dowody, przez umiarkowanej wielkości meteoryt, który uderzył w Ziemię tuż koło meksykańskiego wybrzeża Jukatanu. Dinozaury były zbyt wyspecjalizowane, by sobie poradzić ze zmianami klimatu wywołanymi owym zderzeniem, mającym energię kilkaset razy większą niż energia bomby atomowej zrzuconej na Hiroszimę. Uważa się, że zniknięcie dinozaurów uwolniło spod ich jarzma liczne malutkie "kosmate stworzonka": ssaki. Ssaki przez dziesiątki milionów lat istniały równolegle z dinozaurami, ale mogły zajmować jedynie nisze odpowiednie dla drobnych zwierząt. Według jednej z teorii, którą zawdzięczamy Harry'emu Jerisonowi9, pierwotnie wszystkie ssaki prowadziły dzienny tryb życia, polegając na wzroku jako na głównym ze swych zmysłów; jednak kiedy dinozaury stały się wszechobecne, ssaki zostały zmuszone do przejścia na nocny tryb życia i kierowania się początkowo słabo rozwiniętym zmysłem słuchu, który zaczęły doskonalić. Kiedy dinozaury zeszły im z drogi, okazało się, że ssaki potrafią szalenie skutecznie wykorzystywać oba zmysły, to zaś zapewniło im przewagę ewolucyjną i było początkiem radiacji adaptatywnej. Teraz ssaki oddziaływały między sobą i ze wszystkim, co je otaczało, a w związku z tym cały ożywiony układ przybierał coraz bardziej złożone formy, aż w końcu pojawił się umysł. Wiele zwierząt ma mózg, ale wydaje się, że niewiele z nich ma umysł. Umysł to wyższy poziom z organizowania, pozostający z mózgiem w takiej samej relacji Jak antylopa z amebą. Główne pytanie, na które poszukujemy odpowiedzi w Wytworach, brzmi: "Skąd się wziął umysł?". Przyznajemy, że ważną część tej odpowiedzi stanowi Ponury Siewca. Jest On odpowiedzialny za przejście nie tylko od organizmów prostych do złożonych, ale i od mózgu do umysłu. Podamy teraz szkic argumentacji; w rozdziale 6 podejmiemy ten wątek ponownie. Przejście od mózgu do umysłu można prześledzić, cofając się do czasów, gdy zwierzęta miały opanowane niegenetyczne sposoby ochrony potomstwa. Jest to sztuczka korzystna dla zwierząt bardziej złożonych, jako że one w większym stopniu przypominają dziewiętnastowiecznego właściciela fabryki i "nie stać" ich na tak skrajne poddawanie się działaniom Ponurego Siewcy, jak to jest w wypadku dorsza. Pewne zwierzęta, spośród których dla naszych celów najlepszym przykładem są ssaki, rozwinęły umiejętność opieki nad potomstwem, dzięki czemu mogły produkować go mniej. Wśród "wynalazków", które umożliwiły tę sztuczkę, były: macica, czyli pozostające pod kontrolą środowisko rozwijającego się zarodka, oraz mleko – sposób na natychmiastowe dostarczanie młodemu zwierzęciu pożywienia. Takie młode były zatem "uprzywilejowane" – miały zapewnioną szczególną opiekę kosztem własnych rodziców. Ponieważ potomstwo rozwijało się pod opieką matki, można było polegać na bardziej złożonych drogach rozwoju – matka zapewniała bowiem mechanizmy kontrolne niezbędne do właściwego rozwoju dziecka. Potrafiła to robić w niezawodny sposób dlatego, że jej matka postępowała tak samo w stosunku do niej itd. (Jeśli się zastanawiacie, jak się to wszystko zaczęło, to znaczy że nie przyswoiliście sobie lekcji o jajku i kurze: nie pamiętacie o pojęciu rusztowania). Dzięki całej serii stopniowych przystosowań, obecnie dość dobrze przez nas rozumianych, przywilej rodzicielski doprowadził do powstania zupełnie nowego rodzaju inteligencji, która wykorzystuje sztuczki polegające na uczeniu się i nauczaniu. Rodzice stali się częścią kontekstu zachowań swego potomstwa. Nie jest to jednak typowe dla wszystkich inteligentnych zwierząt; na
przykład ośmiornice i rawka wieszcza (Squilla mantis) również wykształciły bardzo wszechstronne mózgi – inteligencję – ale działające na zasadzie połączeń wewnętrznych, które umożliwiają uczenie się bez udziału rodziców. Natomiast u ssaków i niektórych ptaków rola rodziców staje się częścią kontekstu inteligencji. Szczury, wilki, koty i delfiny rodzą się w środowisku rodzicielskim i jeszcze "w gnieździe" podchwytują nowe sztuczki – nowe okrzyki ostrzegawcze, nowe sposoby chwytania ryb i wyłudzania pożywienia od ludzi. Oto moment, kiedy na scenie pojawia się umysł. Będziemy przekonywać, że właśnie tego rodzaju przekaz kulturowy specjalnych form zachowań wpłynął na rozwój umysłu właściwego człowiekowi. Umysł nie jest po prostu kwestią wyrafinowanej budowy mózgu; to coś, co pojawiło się za pośrednictwem kulturowej sztuczki przekazywania zachowań przez nauczanie i uczenie się. Kontekstualność odgrywa tutaj zasadniczą rolę: umysł nie może pojawić się w izolacji. Tak samo jak życie nie pojawiło się od razu w pełni uformowane, ale stopniowo powstawało z nie życia, nasze umysły kształtowały się krok po kroku wśród organizmów, które przekazywały coraz więcej zachowań przez uczenie się, a nie w formie natychmiast przyswajalnych, odziedziczonych programów. Głównym celem Wytworów jest pokazanie, że: 1) unikatowe (w oczywisty sposób) cechy ludzkiej wyobraźni, ludzkiej kreatywności i ludzkiej moralności są emergentnymi cechami procesów tak złożonych jak ewolucja i kultura oraz nie powstawały stopniowo z niepozornych początków; 2) nie można rozsądnie wskazać poprzedników wielu istotnych cech. Najistotniejszą sztuczką było to, że rozwinęliśmy specyficzne kulturowe zestawy "zrób człowieka", dzięki którym dzieci przechodzą przez ciąg doświadczeń i za ich sprawą stają się dorosłymi, a oni następnie wspomagają społeczność produkującą taki sam rodzaj istot ludzkich. Rzecz jasna, jest to proces rekurencyjny. Mamy jeszcze do omówienia wiele spraw, szczególnie kwestię przyszłości naszego coraz bardziej wielokulturowego świata. Nie możemy jednak zdradzić całej fabuły na samym początku. Mamy nadzieję, że osiągnęliśmy już cele rozdziału wprowadzającego – stworzyliśmy solidną podstawę, przedstawiliśmy główne tematy, które zostaną rozwinięte w dalszym ciągu książki, podaliśmy "mapę drogową" terenu, w który się wybieramy. Nie mamy wszak najmniejszego zamiaru wyjawić teraz wszystkiego, co napotkamy w czasie dalszej podróży. Ten pierwszy rozdział musi spełnić jeszcze jedno zadanie, a mianowicie "wprowadzić obcych". W książce The Collapse of Chaos (Załamanie chaosu; w dalszym ciągu w skrócie nazywanej po prostu Collapse) stwierdziliśmy, że naszą wyobraźnię – i mamy nadzieję, że również Waszą – można uruchomić dzięki posiadaniu jakiegoś standardowego mechanizmu do oddawania się dzikiej, niczym nieokiełznanej spekulacji, bez potrzeby ciągłego przypominania, że "z punktu widzenia nauki ta akurat kwestia nie jest faktem, a znalazła się tu po to, by sprowokować do równoległego, pełnego wyobraźni myślenia". Osiągamy to dzięki literackiemu pomysłowi wprowadzenia dramatycznych interludiów, zapisanych w formie scenariusza, którego głównymi postaciami są niesamowici obcy przybysze z planety Zaratustra, przypominający puchate, żółte strusie, ale o znacznie dziwniejszych obyczajach. Musimy was przestrzec, że Zaratustranie mają kulturową obsesję na punkcie cyfry osiem, co zdradzają ich wypowiedzi, obficie kraszone sylabą "okt". Na przykład wszyscy są wiecznymi oktymistami – jeśli nie liczyć paru heretyków septymistów [od greckiego słowa okta, oznaczającego osiem. Określenia "oktymista" i "septymista" żartobliwie wykorzystują podobieństwo fonetyczne do swych standardowych pierwowzorów, a także przedrostki "okt" i "sept", oznaczające osiem i siedem. Oktuplet: zbiór ośmioelementowy (przyp. tłum.)]. Ponadto lubią/nie lubią (niepotrzebne skreślić) pytania/pytań i odpowiedzi związane/związanych z wyborem spośród wielu możliwości. I na ogół odnajdujemy ich w towarzystwie "Regulacji", czyli dużego, przypominającego różowego robaka, złożonego biurokraty roju. Obcy wrócili. Pojazd pasażerski Obserwator Księżyców, ze standardową oktupletową załogą Zaratustran, mija zapadłe, lecz zwyczajne spiralne ramię ich zapadłej, lecz zwyczajnej galaktyki. Podróż do tej pory przebiegała bez niespodzianek – przynajmniej na tyle, na ile to możliwe w wypadku wszelkiej podróży odbywanej przez dowolną ósemkę Zaratustran – jednak teraz czujniki pojazdu zaalarmowały załogę o niespodziewanym odkryciu. Dla uproszczenia będziemy identyfikować obcych za pomocą ról, jakie odgrywają w oktuplecie, a nie za pomocą imion. Tak chyba jest lepiej, jako że ich typowe imiona brzmią mniej więcej tak: "NifflepuffltrentlebofflePufflex z Linii Trzeciej". Określenia ich ról, raz wprowadzone, będziemy następnie oznaczać skrótami. "Niszczyciel faktów" w tym oktuplecie powiadamia "Mistrza areny" o
zaskakującym odkryciu. Niszczyciel faktów to w języku Zaratustran naukowiec: określenie to nie ma negatywnego podtekstu. Niszczyciel faktów [Uprzejmie]: Zlokalizowaliśmy planetę tlenowowęglową, Mistrzu. [Jest to alternatywne/nieoficjalne określenie Mistrza areny, używane przez członków tego samego oktupletu, jeśli jawnie nie występują przy tym istoty pozaoktupletowe.] Mistrz: Wspaniale. Od wieków nie jadłem świeżej zupy bakteryjnej! Rozkaż naszemu "Rębaczowi drewna", by wysłał czerpak... Nf: Ewolucja posunęła się nieco dalej, poza etap pierwotnej zupy, Mistrzu. Doszła co najmniej do wyścigu zbrojeń między roślino i mięsożercami. Zaobserwowałem liczne ruchome rośliny drapieżne. Są też mięsożerni metadrapieżcy, polujący na roślinożerców pojedynczo lub w małych gromadach. M: Wszyscy, rzecz jasna, rozmnażają się oktalnie. Nf: Nie, są dwójkowi. M: Dwójkowi? Jak niesłychanie nieoktymistycznie! Chyba Arystoteles udowodnił logiczną wyższość reprodukcji oktalnej na długo przed... och, nieważne – środowisko już i tak zostało nieodwracalnie skażone. Będę musiał zaczekać do końca naszej kadencji w służbie publicznej z ruszeniem na bakteryjną hulankę w którejś z farm odosobnienia... Okłamujący dzieci [Wpada podekscytowany. "Okłamujący dzieci", bardzo szacowna rola, jest odpowiednikiem naszego nauczyciela]: Mistrzu, z tej planety są wysyłane sygnały radiowe! M: Ależ każda cywilizacja rozwinięta na tyle, by wysyłać fale radiowe, umiałaby je powstrzymać ze względu na bezpieczeństwo. Nf: Niewątpliwie, Mistrzu – tylko że ta tego nie robi. M: To godne uwagi/śmieszne (niepotrzebne skreślić). Mam nadzieję, że nie okaże się to dziką pogonią za głuszcem [z ang. wild goose chase. Aluzyjna zabawa słowna wykorzystująca idiomatyczne wyrażenie "pogoń za dziką gęsią", które oznacza postępowanie głupie, bezowocne lub beznadziejne, opierająca się na podobieństwie fonetycznym słów: goose, czyli gęś, oraz groose i grouse, które oznaczają głuszca (przyp. tłum.)] [Pogoń za głuszcem jest starym Zaratustrańskim rytuałem, podczas którego dzieci uczą się panowania nad sobą, tropiąc i podchodząc, bardzo powoli i po cichutku, całkowicie nieszkodliwego głuszca. Ćwiczenie to uznaje się za nieudane, jeśli głuszec zauważy, że jest tropiony. Aby pogoń za głuszcem zakończyła się sukcesem, nie może się odbywać w sposób dziki] Nf: Popatrz na tę rekonstrukcję. [Rzutnik obrazów holowizualnych pokazuje krótki fragment bardzo zniekształconych, migoczących form. Dziwna istota mająca dwie kończyny, luźną, powiewającą i wielobarwną skórę oraz duże, niezgrabne kopyta przystrojone w supełkowe wypustki stoi przed płaskim ekranem, na którym są umieszczone rozmaite symbole. Tłumacz statku – urządzenie elektroniczne znajdujące się na wszystkich zaratustrańskich pojazdach – nauczył się już języka. Oświadcza, że istoty te nazywają siebie "ludźmi", a ich planeta to "Ziemia".] Nf [Z wahaniem]: Nie jestem pewien, jak to powiedzieć, ale na podstawie struktury lingwistycznej może się wydawać, że ci "ludzie" nie dzielą się swymi umysłami oktalnie. M: Co takiego? Dwójmyślenie? Ależ to prawie niesłychane. Nf: Nie. Jednomyślenie [z ang. singleminds. Kolejna nieprzetłumaczalna gra słów oparta na określeniach duolminded i singleminded oznaczających dosłownie umysł podwójny i pojedynczy, potocznie zaś kogoś niezdecydowanego i mającego wyłącznie jeden cel (przyp. tłum.)]. M [Zaszokowany]: To zupełnie niesłychane. Tłumacz: "A oto pogoda na dziś, 24 września 2359 roku. Deszcz z przelotnymi ulewami na północy, ulewy z przelotnym deszczem na południowym wschodzie. Gwałtowne burze nadciągają z zachodu. Mówił Trent Severn ze Słonecznego Kanału: wszystkim przemiłym słuchaczom – dobrej nocy!". [Obraz na ekranie zmienia się, przechodzi w serię niezrozumiałych obrazów, które Niszczyciel faktów wstępnie identyfikuje jako stwierdzenia na temat zalet aromatycznego środka tłumiącego wytwarzanie feromonów, o nazwie "BanishforMen". Na ekranie pojawiają się częściowo rozpoznawalne obrazy, kończące się prymitywnym, lecz żywym przedstawieniem samej planety na tle sztucznych gwiazd, a w poprzek łańcuch kanciastych, obcych symboli: WYTWORY RZECZYWISTOŚCI, CZĘŚĆ 17 Z 932.] M [Zwraca się do Okłamującego dzieci]: Co to jest?
Od: Jakaś ciągła opowieść edukacyjna, Mistrzu. Oparta na szacownym/wyklętym (niepotrzebne skreślić) starożytnym tekście. [Obserwuje ekran i tłumaczy rozwijającą się opowieść – długą i dramatyczną historię o eksplodującym Wszechświecie; pierwiastkach rodzących się w gwiazdach; złożonych, opartych na węglu maszynach molekularnych; podwójnie spiralnej cząsteczce genetycznej; początkach życia i ewolucji, narządach zmysłów, mózgach, umysłach oraz inteligencji.] M: Cóż za fascynująca opowieść. Od: A jaka przekonująca. Nf: Jaki w niej rozmach i siła! Jakże spójna i głęboka naukowa wiedza! M: Żadnego zbędnego słowa, żadnych niedokończonych wątków – zdumiewające! [Wszyscy patrzą po sobie, a potem jednocześnie mówią:] Wszyscy [Chórem]: Więc nie może być prawdą! M [Tłumacząc to wspólne stwierdzenie tak, by było zrozumiałe dla jego towarzyszy]: Każda, prawdziwa historia ma pełno niedokończonych wątków. Nf: Chodzi nie tyle o niedokończone wątki, Mistrzu, co o otoczkę. Brak tu elementu kontekstualnego. Nie ma badania scenariuszy alternatywnych, a jedynie goły, liniowy rozwój wydarzeń. Każda część jest logiczna, ale w żadnym przypadku nie bada się dodatkowych możliwości, które istnieją w otoczeniu. A czy dostrzegliście największą wadę, na samym końcu? M: Zauważyłem. Oczywiście. Hm – wyjaśnij ją pozostałym. Nf: Chodzi o to wspaniale/żałośnie ułomne (niepotrzebne skreślić) wyjaśnienie pochodzenia inteligencji. M: Z pewnością było to... [Jego glos cichnie.] Nf: Oczywiście: ludzkiej inteligencji. [Przybiera znaczącą pozę.} Ci obcy nie uznają żadnej innej. [Gestem podkreśla sens stów.] Inteligencji wśród tych dwójkowych, jednoumysłowych ludzi. M [Jak zawsze, dociera to do niego powoli, ale wreszcie chwyta]: Ach, rozumiem. Oczywiście zawsze rozumiałem, teraz objaśniłeś mi to tak obrazowo. Poinformuję Okłamującego dzieci, żeby on też to zrozumiał. [Odwraca się.] Okłamujący: liniowa logika obcych prowadzi do wyjaśnienia pochodzenia inteligencji w gatunkach dwupłciowych, w których każdy z członków ma swój własny, izolowany umysł. Od: Żadnej wzmianki o oktualności? M: Żadnej. Od: Żadnej inteligencji grupowej? M: Żadnej. Od: W takim razie ta ludzka opowieść jest niekompletna. Nie wyjaśnia nas. M: Właśnie. Ci ludzie wydają się nieświadomi ogromnej przestrzenitegocomożliwe, która otacza każdą bieżącą chwilę. Ich jednomyślenie przejawia się nie tylko w umysłowości, ale i w uwadze. Od: Jak to możliwe? Skoro każde ich działanie jest otoczone przestrzenłątegocomożliwe, jak mogą nie wyczuwać jej obecności? Nf: Wydaje mi się, że są w sytuacji analogicznej do sytuacji ciężkiego chrząszcza łoniastego, który jest tak zajęty poszukiwaniem idealnego korzenia ikrowego, że nie dostrzega skradania się włochatego zadusiciela... Od: I zamiast być rozmnożonym – zostaje zaduszony? Nf: Właśnie. Mistrzu? Ustępuję miejsca twej mądrości w celu podsumowania, które zostanie zagraffitowane na Regulacjach. M [Zastanawia się przez chwilę, po czym ulega]: Ludzie nie wykryli, że otacza ich przestrzeńtego comożliwe, ponieważ nie popatrzyli w tamtą stronę.
Wstecz / Spis Treści / Dalej ROZDZIAŁ 2 KOSZMAR REDUKCJONISTY Zgodnie z pierwszym akapitem książki Stephena Hawkinga Krótka historia czasu pewien sławny uczony – być może Bertrand Russell – wygłaszał kiedyś popularny wykład z astronomii. Opisał budowę Układu Słonecznego i jego umiejscowienie w Galaktyce. Pod koniec odczytu siedząca z tyłu, drobna, starsza pani wstała i stwierdziła z pretensją, że ten wykład to wierutne bzdury. Jak powiedziała, świat jest płaskim dyskiem spoczywającym na grzbietach czterech słoni, które z kolei stoją na grzbiecie żółwia. – Ale na czym opiera się żółw? – zaprotestował uczony z pełnym wyższości uśmiechem. – Bardzo z pana sprytny młodzieniec, ale mnie pan nie oszuka. To jest żółw na żółwiu, i tak do samego końca! – oświadczyła kobieta. (W rzeczywistości w anegdotce Hawkinga pojawia się tortoise, czyli żółw lądowy lub słodkowodny, a my wstawiliśmy tu turtle, czyli żółwia morskiego; ponadto z niewyjaśnionych powodów Hawking pomija słonie. My zmieniliśmy nieco tę opowiastkę, żeby oddać należyty szacunek Wielkiemu A'Tuinowi – w którym oczywiście rozpoznajecie żółwia morskiego podtrzymującego Dysk Świata – z serii książek fantastycznych autorstwa Terry'ego Pratchetta). Wielu ludziom nauka jawi się jako źródło pewności, szkatułka pełna wyjaśnień, które wyciągamy, chcąc odpowiedzieć na stawiane przez życie pytania. Większość naukowców jednak widzi przedmiot swych badań w zupełnie innym świetle: jako metodę skutecznego poruszania się po niepewnym świecie. Czymkolwiek może być nauka, nie jest po prostu kwestią zbierania faktów. Świat zewnętrzny rzadko ofiarowuje nam niedwuznaczne fakty: raczej dostarcza rozmaitych wskazówek, których interpretacja zwykle podlega dyskusji. Czy świat staje się coraz cieplejszy na skutek działalności człowieka? Czy liczba plemników w ludzkiej spermie spada? Czy emisje gazów spalinowych z samochodów powodują ataki astmy? Czy choroba szalonych krów może się przenosić na ludzi? W świecie faktów na każde z tych pytań istniałaby prosta odpowiedź typu: tak/nie. W rzeczywistym świecie, gdzie fakty są zastąpione interpretacjami dowodów, takie pytania stanowią źródło prawdziwych sporów, w których sprzeczne punkty widzenia często odwołują się do prawidłowo dokonanych obserwacji. Tym, co naprawdę nauka nam proponuje, nie są fakty, lecz zrozumienie, nie odpowiedzi, lecz plany na nieprzewidziane okoliczności. Cała nasza wiedza o świecie opiera się na założeniach, że nasze zmysły nas nie oszukują, że aparatura działa zawsze tak samo niezależnie, gdzie się znajduje, że wzorce naszych zachowań, ustalone na podstawie ograniczonej liczby doświadczeń, są powszechnie obowiązujące itd. Nauka bada konsekwencje takich założeń, poddaje je próbom i odrzuca te wszystkie, które mają wady. Jej celem jest określenie spójnych punktów widzenia, które będzie można wykorzystać do zrozumienia, jak funkcjonuje otaczający nas świat. W tym rozdziale krótko opiszemy, czym jest naukowe wnioskowanie, wyjaśnianie i zrozumienie. Omówimy naturę teorii naukowych oraz przedstawimy pewne wyobrażenia i koncepcje, które są nam potrzebne po to, by Wytwory ruszyły z miejsca. W szczególności zwrócimy uwagę na dwa sposoby myślenia o zjawiskach przyrody. Jeden z nich, znany pod nazwą redukcjonizmu, wyjaśnia, jak funkcjonuje dany system, na podstawie jego części składowych i sposobu, w jaki są one złożone w całość. Drugi, z braku lepszego określenia nazwany kontekstualizmem, tłumaczy działanie układu, odwołując się do okoliczności, w których ten układ pracuje bądź powstał. Redukcjonizm zagląda do "wnętrza" rzeczy, a kontekstualizm patrzy na to, co jest "na zewnątrz" – w pojęciowym, a nie dosłownym znaczeniu. Omawiając takie zagadnienia, będziemy ponownie radośnie odkrywać filozoficzne koła w nadziei, że ich dętki nie zostały już dawno temu nieodwracalnie przebite. To znaczy, nie będziemy podawać dokładnych odnośników i wskazywać, kto po raz pierwszy wpadł na jakiś pomysł czy na mglistą koncepcję, która mogła stać się jego zalążkiem, oraz przekopywać się przez literaturę w poszukiwaniu miażdżących kontrargumentów. Będziemy raczej podążać za tokiem myśli, wychodząc z założenia, że tak czy owak, sposób rozumowania jest bardziej interesujący niż konkretne wnioski. Ciągnąc dalej metaforę kół, będziemy przekonywać, że często koło musi zostać ponownie wynalezione. Michelin i Dunlop [Michelin i Dunlop to znane firmy produkujące opony (przyp. tłum.)] zarabiają w ten sposób dużo pieniędzy. Widzicie: stare koła były kołami do fur i powozów nienadającymi się na dzisiejsze empiryczne drogi; potrzebujemy nowych kół, dostosowanych do współczesnej techniki i nauki. Pomysł, by rozpatrywany układ osadzić w jego otoczeniu – a zatem badać nie tylko to, jak działa, ale i jak mógłby działać w nieco zmienionych okolicznościach – otwiera przed nami zupełnie nowe