Wielkie idee dla zabieganych - ebook

„Radosny przegląd historii cywilizacji z całą masą łatwych do przyswojenia ciekawostek”.

Tim Harford, autor książki _Jak ogarnąć świat
i odróżnić fakty od wyobrażeń_

„Kto by pomyślał, że największe idee można zmieścić w tak niewielkim opakowaniu? _Wielkie idee dla zabieganych_ to wspaniałe wprowadzenie do wielu najważniejszych odkryć i pytań z zakresu nauki i filozofii. Przyjemna i inspirująca książka dla ciekawych świata umysłów”.

Jérémie Harris, autor książki _Kwanty zrobiły mi dzień, czyli prosty przewodnik po naturze wszechświata_

„Jonny Thomson dokonał czegoś na miarę upchnięcia słonia w naparstku – udało mu się podsumować niektóre z największych i najważniejszych idei w zaledwie kilkuset słowach. I to w sposób dowcipny, wnikliwy i poszerzający horyzonty”.

Richard Fisher, autor książki _The Long View_Wstęp

L.P. Hartely napisał kiedyś, że „przeszłość to obcy kraj, tam wiele rzeczy robi się inaczej”*. I miał rację. Kiedyś ludzie dziwnie się ubierali i śmiesznie mówili, a przede wszystkim postrzegali świat w zupełnie odmienny sposób niż my dzisiaj. Z psychologicznego punktu widzenia to naturalne, że uważamy teraźniejszość za normę. Tak bardzo przyzwyczailiśmy się do nowoczesnych technologii i współczesnych ideologii, że trudno nam zrozumieć to, co było wcześniej – bywa to wręcz niemożliwe.

Ja lubię jednak się nad tym zastanawiać. Próbuję sobie wyobrazić ten wieczór dawno, dawno temu, kiedy ktoś gdzieś przyszedł na kolację i powiedział: „Hej, słuchajcie, co sądzicie o tym pomyśle z kołem?”. To dość zaskakujące, lecz ludzkość całkiem nieźle sobie radziła, zanim je wynaleziono. Jeśli masz wolną chwilę, spróbuj pomyśleć, jak było wcześniej. Wyobraź sobie świat bez zegarów, monoteizmu i antybiotyków. Życie bez plastiku, małżeństwa czy państw narodowych. Wybierz którąkolwiek z wielkich idei opisanych w tej książce i pomyśl, jak wyglądałoby bez niej twoje życie. W niektórych przypadkach jest to łatwiejsze niż w innych. Wielu z nas pamięta czasy bez internetu (choć trudniej sobie przypomnieć, w jaki sposób załatwiano wtedy wiele spraw). Są jednak i takie odkrycia, bez których trudno sobie wyobrazić naszą rzeczywistość. Jak to możliwe, że ludzie nie wiedzieli o istnieniu bakterii? Albo pierwiastków. Jak radzono sobie bez pisma, pieniędzy czy elektryczności?

Wielka idea to według mnie koncepcja, która pojawia się i urasta do takich rozmiarów, że staje się nieodłącznym znakiem czasów. Nie zawsze oznacza to zmianę paradygmatu, lecz z pewnością przekształca i przeorientowuje społeczeństwo. Ewolucja, silnik spalinowy czy bankowość to pomysły, które dźwignęły świat i nieco nim wstrząsnęły, po czym wszystko wróciło na swoje miejsce, tyle że świat wyglądał już zupełnie inaczej niż wcześniej. Wielkie idee to takie, przed którymi było jakieś „wcześniej”.

Podobnie jak wszystkim wcześniejszym pokoleniom, nam także przychodzi się dziś mierzyć z nowymi wielkimi ideami. Edycja genów, nanotechnologia, sztuczna inteligencja czy fizyka kwantowa – któraś z tych dziedzin zdefiniuje nasze czasy. Niektóre z nich wprowadzają zamęt, a niektóre są tak innowacyjne, że początkowo wydają się wręcz niepokojące.

Mam nadzieję, że lektura _Wielkich idei dla zabieganych_ przyniesie podwójny skutek. Po pierwsze chciałbym, aby w zabawny i przyjemny sposób pomogła ci zgłębić koncepcje, które zawsze wydawały ci się warte poznania. Po drugie ma być źródłem nadziei. Ludzkość od wieków konfrontuje się z rewolucyjnymi technologiami i innowacjami, a mimo to nadal istniejemy. Jako gatunek przeżyliśmy już setki momentów, które „wszystko zmieniały”, i za każdym razem po prostu przyzwyczajaliśmy się do tych zmian, dostosowywaliśmy i robiliśmy swoje. A dzięki wynalezieniu koła łatwiej nam dziś pchać wózek w supermarkecie.

* Leslie Poles Hartley, _Posłaniec_, przeł. Ryszarda Grzybowska, Warszawa 1992.BIOLOGIA

Biologia to nauka o organizmach żywych, od maleńkich bakterii po ogromne płetwale błękitne. O gęstwinach dżungli i pokrytych glonami jeziorach. O układach odpornościowych walczących z bakteriami, o drapieżnikach i ofiarach, o narodzinach i śmierci. Przyszłość biologii to oczywiście także przyszłość nas samych. Perspektywa rozwoju CRISPR, edycji genów i nanotechnologii oznacza, że będziemy potrzebować znacznie więcej biologów.

Biologia to nauka o najbardziej zdumiewającym i magicznym zjawisku – o życiu.Początki życia

Pierwszy ruch ewolucyjnego domina

Wyobraź sobie, że wsiadasz do wehikułu czasu i przenosisz się o 4 miliardy lat wstecz. Wyłaniasz się z niego w eleganckim, wyjątkowo dobrze leżącym skafandrze czasowym i głośno wzdychasz, wita cię bowiem iście piekielny widok. Roztaczający się przed tobą krajobraz zupełnie nie przypomina dzisiejszej Ziemi – dzień trwa pięć godzin, księżyc jest ogromny, wielkie wulkaniczne wyspy wypluwają magmę. Wrzące oceany gniewnie bulgoczą, a wokół rozbijają się meteoryty. Niewielka ilość dostępnego tlenu jest uwięziona w związkach chemicznych, z pewnością nie ma go w atmosferze. To gdzieś tutaj odnajdziemy początki życia.

Jeszcze kilkadziesiąt lat temu najpopularniejszą teorią na temat początków życia była hipoteza pierwotnej zupy. Zrodziła się ona w latach pięćdziesiątych XX wieku, kiedy Stanley Miller i Harold Urey odtworzyli w laboratorium warunki, w których – jak im się wydawało – powstało życie. Ich eksperyment polegał na zamknięciu mieszaniny wody, metanu, amoniaku i wodoru w szczelnej sterylnej kolbie szklanej, którą następnie podgrzewano do momentu wytworzenia pary, po czym w mieszance wywoływano wyładowania elektryczne imitujące pioruny. Rezultaty były oszałamiające – po tygodniu w kolbie znaleziono pięć aminokwasów (cegiełek, z których zbudowane są organizmy żywe).

Z teorią Millera–Ureya wiązał się jednak pewien problem – skład ich mieszaniny był nieprawidłowy. Badania skamieniałości wskazują, że gazy obecne w kolbie niemal na pewno nie istniały 3,5–4 miliardy lat temu, a do tego sama kolba najprawdopodobniej zaburzyła wyniki doświadczenia. Potrzebna była zatem nowa teoria.

Dwadzieścia lat po eksperymencie Ureya i Millera zespół naukowców wybrał się w okręcie podwodnym w głąb oceanu, aby zbadać kominy hydrotermalne, czyli szczeliny w dnie morskim, z których wypływa podgrzana geotermalnie woda. Ku ich zaskoczeniu w tych wyjątkowo nieprzyjaznych warunkach istniało życie, a nawet całe ekosystemy. Dziś organizmy zamieszkujące te miejsca nazywamy ekstremofilami z uwagi na to, że potrafią przetrwać w skrajnych warunkach.

Dlaczego to takie ważne? Ponieważ pozwoliło zupełnie inaczej spojrzeć na powstanie życia. Dotąd zakładano, że musiały ku temu zaistnieć jakieś szczególne warunki charakteryzowane przez dość wąskie zakresy parametrów. Obecność ekstremofilów w kominach hydrotermalnych dowiodła, że zakres ten jest znacznie szerszy. Organizmy żywe występują w ekstremalnie gorących, zimnych, kwaśnych i zasadowych środowiskach. Istnieje nawet bakteria o przydomku Conan odporna na duże dawki promieniowania.

Te odkrycia przyczyniły się do wzrostu znaczenia teorii, którą pod koniec lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku zaproponował Michael Russell. Według niego to właśnie z potężnych kominów hydrotermalnych pochodziła energia i gazy konieczne do powstania życia. Mógł tam wyewoluować na przykład organizm, który potrafił połączyć tlen zawarty w wodzie z siarkowodorem ze szczelin hydrotermalnych, dzięki czemu zyskał zdolność produkowania cukrów, czyli energii życia.

Nadal nie do końca rozumiemy, jak powstało życie ani jakie warunki musiały zaistnieć, aby pojawił się pierwszy szczebel drabiny DNA (zob. Genetyka), jednak już samo zastanawianie się nad tym napawa jednocześnie pokorą i zachwytem. Kiedyś istniały tylko związki i reakcje chemiczne, potem, w chwili, która na zawsze odmieniła wszechświat, powstał kwas nukleinowy (najprawdopodobniej RNA), a teraz, miliardy lat później, ty czytasz sobie tę książkę.Układ krwionośny

Dwa miliardy uderzeń

Połóż na chwilę palec na pulsie, aby poczuć charakterystyczne dudnienie krwi krążącej w twoim ciele, i doceń, jak niesamowity jest twój układ krwionośny. Każdego dnia twoje serce mogłoby wypełnić krwią cysternę o pojemności 2 tysięcy litrów! Krew w tętnicach płynie pod tak dużym ciśnieniem, że gdybyśmy przecięli jedną z nich, wytrysnęłaby z niej na odległość nawet 5 metrów. W ciągu całego życia twoje serce wykona 2 miliardy uderzeń. Można więc na nie patrzeć jak na swego rodzaju bombę.

Krew jest podstawowym, trzewnym sposobem rozumienia istnienia człowieka.

Nawet dla najwcześniejszych przedstawicieli naszego gatunku było oczywiste, że krew pulsuje. To pulsowanie można wyczuć na nadgarstku czy szyi, ale też, gdy dźgniesz kogoś wystarczająco głęboko (a w historii aż roi się od głębokich dźgnięć), krew wypływa w rytm pulsu. Mimo to jeszcze do niedawna istniało na jej temat kilka dość zwariowanych teorii.

Pierwsza wzmianka o układzie krwionośnym pochodzi ze starożytnej medycyny chińskiej (zob. Tradycyjna medycyna chińska). W tym ujęciu krążenie nie jest wynikiem działania jakiejś pompy mięśniowej, lecz raczej sił kosmicznych – a mianowicie jin-jang. Liczący trzy tysiąclecia system medycyny hinduskiej – ajurweda – utrzymuje, że kiedy spożyty pokarm jest trawiony, wątroba zamienia go w krew, co jest podejrzanie podobne do „odkrycia” Hipokratesa z IV wieku p.n.e. Uważał on, że zadaniem serca jest chłodzenie krwi powietrzem z płuc (na setki lat przed tym, zanim powietrze zaczęto postrzegać w kategoriach wchodzących w jego skład tlenu (zob. Tlen) i dwutlenku węgla.

Autorstwo pierwszego przekonującego schematu układu krążenia, narysowanego na początku XVII wieku, przypisuje się Williamowi Harveyowi. Ale, jak to zwykle bywa, Harvey stał na ramionach gigantów: Greka i Rzymianina. Już Arystoteles wykazał bowiem, że serce jest centralnym organem ciała, połączonym (w jakiś sposób) ze wszystkimi pozostałymi. Galen wiedział, że w tętnicach znajduje się krew, a nie powietrze (choć zarazem uważał, że krew jest wytwarzana w organizmie, a następnie przez niego wykorzystywana – nie zaś, że krąży – co wiązałoby się z ogromnym zapotrzebowaniem na jej produkcję). Vagbhata, który współtworzył ajurwedę w VII wieku, zauważył, że naczynia krwionośne rozgałęziają się i im dalej od serca, tym są węższe. W XIII wieku Ibn al-Nafis sugerował, że układ płucny (żylny) jest odrębny od układu głównego.

Jednak to Harvey złożył tę układankę w całość. Ogólnie rzecz biorąc, serce pompuje utlenioną i bogatą w substancje odżywcze krew, rozprowadzając ją po całym organizmie, aż do jego najodleglejszych obszarów. Następnie układ płucny zbiera krew ubogą w tlen, a bogatą w dwutlenek węgla i transportuje ją z powrotem do serca, które wtłacza ją ponownie do płuc (gdzie następuje proces wymiany gazowej).

Mechanika układu krwionośnego może budzić mieszane odczucia. Przede wszystkim niektórzy wzdragają się na samą myśl o litrach krwi krążącej w ciele. Ale także, na podobnej zasadzie, na jakiej wyśmiewano mechaniczne ujęcie ludzkiego ciała przez Kartezjusza, postrzeganie serca jako mięśnia wydaje się… w jakiś sposób redukcjonistyczne, wręcz bezduszne. A przecież tak właśnie wygląda życie.Układ nerwowy

Robot z nerwów

Wyobraź sobie ogromną orkiestrę, składającą się z utalentowanych, gotowych do gry muzyków, niecierpliwie ściskających swoje waltornie, polerujących drewniane elementy i przebierających palcami po strunach instrumentów. Załóżmy, że po prostu kazano im grać. Bez żadnych wskazówek, zupełnie bez instrukcji. Usłyszelibyśmy potworną kakofonię niezharmonizowanych dźwięków. Niezależnie od talentu i umiejętności poszczególnych muzyków, bez dyrygenta orkiestra pogrąży się w chaosie.

Podobnie jest z naszym ciałem. Bez mózgu, który dyryguje zachodzącymi w nim procesami, organizm szybko popada w nieład.

Poświęćmy chwilę, by docenić znacznie prostszą egzystencję – życie organizmów jednokomórkowych. Nie muszą się nad niczym zastanawiać ani snuć planów na przyszłość. Nie muszą przetwarzać informacji ani radzić sobie w skomplikowanym świecie – po prostu są.

My natomiast przez ten przeklęty układ nerwowy musimy się ciągle dostosowywać i reagować. Nasze receptory (na przykład w oku czy w palcach) odbierają bodźce, na które efektory (czyli mięśnie i gruczoły) muszą we właściwy sposób odpowiedzieć. Kiedy ktoś podsunie ci pod nos porcję frytek z serem i sosem barbecue, ślinianki nie mają wyjścia i twoje usta wypełniają się śliną. Bodziec i reakcja, przyczyna i skutek – oto los biednego układu nerwowego!

Nawet dziś nie do końca rozumiemy jego działanie, nic więc dziwnego, że historia obfituje w teorie pełne domysłów. Arystoteles, opierając się na poglądach Egipcjan i nie znając sekcji zwłok (Grecy uważali ją za tabu), twierdził, że to serce odpowiada za wszelki ruch i odczucia. Rzymianin Galen, który z rozcinaniem ciał był za pan brat, skorygował to błędne przekonanie, wskazując mózg jako centralny ośrodek wszelkiej sprawczości (choć najnowsze badania sugerują, że także inne narządy, na przykład jelita, mogą mieć tu swój udział). Uważał, że nerwy są niczym długie rurki, przez które przepływa nasz duch, czyli siła witalna. Awicennie zawdzięczamy ideę nerwów jako „prostych błon”. Kreślił on schematy anatomiczne, próbując je wszystkie odpowiednio rozmieścić. W jego hipotezach możemy dostrzec początki neuronauki.

Sposób, w jaki układ nerwowy jest przedstawiony w tej książce, wpisuje się właśnie w takie mechaniczne ujęcie ludzkiego ciała. Kartezjusz, William Harvey (zob. Układ krwionośny) czy Leonardo da Vinci zaczęli przedstawiać ludzkie ciało jako niewiele różniące się od automatu, co miało ogromny wpływ na to, jak zaczęliśmy się sami postrzegać. Galenowski _spiritus_ – mistyczny, religijny i jedyny w swoim rodzaju – zastąpiły znacznie bardziej przyziemne i prozaiczne zjawiska fizyczne.

W dobie płytek drukowanych i sieci połączeń elektrycznych trudno uniknąć ich porównań z ludzkim ciałem. Wraz z rozwojem sztucznej inteligencji i wiedzy na temat układu nerwowego coraz lepiej rozumiemy, że jesteśmy tylko biologicznymi maszynami. Ostatecznie czymże różnimy się od robotów, skoro wszystko, co robimy, jest efektem działania przekaźników w układzie nerwowym?CHEMIA

Chemia bywa nazywana centralną nauką przyrodniczą, ponieważ rozwija się na styku matematyki, fizyki, biologii, medycyny, geologii i ochrony środowiska. To nauka o reakcjach i właściwościach różnych substancji chemicznych i o tym, jak się zachowują. To dzięki chemii wiemy, które leki skutecznie radzą sobie z chorobami, które paliwa dają najwięcej energii i z jakiego proszku powstają najbardziej efektowne fajerwerki.

Chemia to nie tylko nauka o tym, jak działają substancje chemiczne, lecz także o tym, jak możemy je wykorzystać.FIZYKA

Jeden z często powtarzanych frazesów głosi, że filozofia i religia próbują odpowiedzieć na pytanie „dlaczego?”, nauka natomiast szuka odpowiedzi na pytanie „jak?”. A jednak fizyka i zaprzątające sobie nią głowę wielkie umysły za wszelką cenę chcą się dowiedzieć, dlaczego dzieje się tak, a nie inaczej. Fizyka to nauka o podstawach wszechświata. O prawach, strukturach i niezgłębionych oddziaływaniach, które leżą u postaw wszystkiego, co znamy.

Zgłębianie fizyki to próba zrozumienia, jak funkcjonuje nasz wszechświat
(i wszystkie pozostałe…).MEDYCYNA

Do niedawna medycyna polegała w większości na praktycznym stosowaniu metod wynikających z zaobserwowanych zależności. Na ból brzucha pomagało spożywanie niektórych roślin, wcieranie domowej maści łagodziło wysypkę, a przebicie wrzodu sprawiało, że opuchlizna ustępowała. Nie chodziło o zrozumienie, jak działa dany lek – zwykle nie wiedziano nawet, jaki konkretnie jego składnik działa. Leczono raczej metodą prób i błędów i pozostawało tylko mieć nadzieję, że nasz przypadek nie okaże się należeć do tych drugich. Oczywiście dziś wiemy, jak działa (większość) leków, a dzięki temu możemy z większą ufnością spoglądać w przyszłość.

Medycyna polega na leczeniu chorób i odpędzaniu kostuchy.SPOŁECZEŃSTWO

Jeśli wierzyć wielu współczesnym ewolucjonistom (a także całkiem sporej grupie starożytnych uczonych), ludzie to z natury stworzenia społeczne. Jesteśmy gatunkiem zwierząt stadnych, które współpracują i komunikują się dla wspólnych korzyści. A jednak mimo naszej społecznej natury życie w stadzie nie zawsze jest przyjemne – miasta śmierdzą, a inni ludzie nas irytują. Musieliśmy zatem wymyślić kilka sposobów, żeby jakoś wytrzymać…

Wielkie społeczne idee to te, które sprawiają, że wspólne życie jest nieco lżejsze do zniesienia.POLITYKA

Wystarczy, aby w jednym pomieszczeniu spotkało się dwoje ludzi, a na pewno zaczną politykować. A to dlatego, że w polityce chodzi o władzę. W czyich jest rękach, w czyich być powinna, a w czyje nigdy nie może trafić. Każdy, kto kiedykolwiek uczestniczył w zadaniu typu „podzielcie się na grupy”, wie, że władza jest często czymś nieodzownym. Ktoś musi przejąć stery, aby można było cokolwiek zrobić. Historia polityki uczy nas jednak, że każdy ma inny pomysł na to, jak rządzić. A to może prowadzić do konfliktów.

W polityce chodzi o władzę i jej podział.TECHNOLOGIA

Jeśli odważymy się zasugerować, że ludzie są wyjątkowi, ponieważ potrafią używać technologii, musimy się przygotować na nieuchronną ripostę, że tak naprawdę wiele zwierząt również umie się nią posługiwać. Choć to prawda, że wrony kopią dołki patykami, a ośmiornice wykorzystują muszle małży w charakterze zbroi, to jednak nie to samo! Ludzie dotarli na Księżyc, rozszczepili atom, odkryli penicylinę, elektryczność i sprężynkę do zabawy (czyli wielką trójcę). Inne zwierzęta rzeczywiście potrafią korzystać z technologii, lecz to ludzie zmienili dzięki niej świat.

Dzięki technologii czynimy sobie świat poddanym (i czasem go w ten sposób psujemy).KULTURA

Jest rok 2054 i rządzący na całym świecie wreszcie zrozumieli, że kultura nie ma sensu. Do niczego się nie przydaje. Galerie sztuki zajmują tylko cenne grunty pod zabudowę, gra na instrumentach muzycznych nie generuje PKB, a czytanie książek to samolubna fanaberia. W 2054 roku szkoły uczą tylko przedmiotów ścisłych, a społeczeństwo jest na wskroś utylitarne. Mimo to wszyscy są smutni jak nigdy dotąd. Świat jest nijaki, pozbawiony radości i zimny.

Kultura to wszystkie te akty ludzkiej kreatywności, które dodają życiu blasku – to ona uczy nas empatii, ukazuje piękno i sprawia, że nasz duch wznosi się na wyżyny.RELIGIA I WIARA

Mój wykładowca socjologii zauważył kiedyś żartobliwie: „W każdym społeczeństwie w dowolnym czasie można znaleźć dwie rzeczy: miejsce lub sposób, by się odurzyć, i miejsce kultu. Zwykle nie są one od siebie zbytnio oddalone”. Choć wojującym ateistom pewnie nie przypadnie to do gustu, prawda jest taka, że religia czy duchowość są czymś najbardziej uniwersalnym. Prehistoryczny chłopiec wpatrujący się w gwiazdy widział okna do boskiego wymiaru. Pogrążona w żałobie matka, składająca swoje dziecko do grobu, znajdowała pocieszenie w koncepcji życia pozagrobowego. Mnich zaś będzie godzinami siedział pogrążony w medytacji, kontemplując jedność wszechświata.

Religia i wiara to sposoby, na jakie próbujemy odnaleźć sens w zdumiewającym świecie.