Janusz Czerny Kosmiczna ewolucja materii © Copyright by Oficyna Wydawnicza IMPULS, Kraków 2001 Projekt okładki: Agata Fuks Korekta: Danuta Waląg ISBN 87-7308-081-3 ISBN 87-86473-93-2 Oficyna Wydawnicza „Impuls" 31-141 Kraków, ul. Krowoderska 21/3 tel. (012) 422-41-80, fax (012) 422-59-47 www.impulsoficyna.com.pl, e-mail: impuls@impulsoficyna.com.pl Skład i łamanie: „Plus" Wydanie I, Kraków 2001 Druk: Poligrafia Inspektoratu Towarzystwa Salezjańskiego K-GMl 2002; Spis treści Wstęp 7 Rozdział I Spory filozoficzne w kwestii pochodzenia Wszechświata 11 1. Przegląd stanowisk 11 2. Filozofia Wielkiego Wybuchu. 14 Rozdział II Opochodzeniu materii. 21 1. Kosmiczne „zamrożenie" 21 2. Czy istnieje materia „ożywiona"? 26 Rozdział III Materia a zagadnienie bytu. 31 1. Czy istnieje niebyt? 31 2. Filozoficzne pytania o byt 33 Rozdział IV Mutacje materii 39 1. Oddziaływanie z promieniowaniem. 39 2. Poziomy organizacji materii. 42 Rozdział V Materia w świetle koncepcji wielu światów. 47 1. Czy Wszechświat jest izotropowy? 47 2. Czy znane są wszystkie składniki materii?. 52 3. Idea wielu światów a materia 53 Rozdział VI Znaczenie nauki o materii dla współczesnej cywilizacji 59 1. Zarys problemu. 59 2. Nauka o materii a technologia. 60 3. Pytania o ostateczne wyznaczniki materii 62 Rozdział VII Problem Demokrytej ski w świetle nauki o materii 67 1. Współczesny stan wiedzy o materii 67 2. Atomizm Demokryta jako zagadnienie naukowe i filozoficzne 70 Rozdział VIII Naukaomateriiananocywilizacja 75 1. Nanotechnologia. 75 2. Nauka o materii a nanotechnologia. 78 3. Maszyny molekularne a mechanika kwantowa 80 Rozdział IX O materii. 83 1. Rys historyczny 83 2. Program Demokrytejski, czyli wizje nanotechnologii 86 3. Etyczno-moralne aspekty nanotechnologii 89 Rozdział X Materia a umysł 93 1. Problem pararealizmu psychofizycznego 93 Rozdział XI Materia a zjawisko życia. 99 1. Próba rekonstrukcji. 99 2. CzymjestDNA? 102 Zakończenie. 105 Bibliografia 107 Wstęp Każda praca dotycząca problematyki materii narażona jest na pewne ryzyko krytyki bądź dezaprobaty, głównie w sferze ontologicznej. Pisząc cokolwiek na temat materii pytamy, czy chodzi o jakiś byt, tak jak rozumiał to Parmenides czy Demokryt, czy też może, to co fizycy albo kosmologowie nazywają materią, a chemicy substancją? Niewykluczone, że istnieją nieodkryte jeszcze dotąd składniki materii. Taka eksplanacja jest niezwykle doniosła, bowiem pomniejsza ona rozmiary nieporozumień w zakresie pojmowania pojęcia „materia". Materia w sensie tradycyjnym, tak jak rozumieli to antyczni greccy myśliciele dopuszcza istnienie bytu i niebytu. Parmenides utrzymywał, że istnieje tylko byt. Natomiast Demokryt dopuszczał istnienie bytu i niebytu. Parmenides utrzymywał, że o bycie niepodobna cokolwiek sądzić na podstawie zmysłów. Tylko kryteria rozumowe mogą te kwestie ostatecznie rozstrzygnąć. Ale dzisiejsi fizycy czy kosmolodzy mówią o materii właśnie wywiedzionej z doświadczenia. Czy greccy filozofowie i dzisiejsi fizycy mówią o tym samym w sensie ontologicznym? Z założeń, jakie przyjmująjedni i drudzy, wynika, że nie. Aby pomniejszyć rozmiary nieporozumień, będę stosował w tej pracy rozumienie pojęcia materii tak, jak rozumieją to dzisiejsi chemicy czy fizycy. W literaturze naukowej niewiele jest prac poświęconych bezpośrednio problematyce materii. Prac tych jest szczególnie mało w języku polskim. W latach siedemdziesiątych została opublikowana praca monograficzna Zbigniewa Majewskiego pod tytułem Dialektyka struktury materii. W pracy tej autor rozważa zarówno Parmenidjańsko-Demokrytejskie rozumienie materii, jak i rozumienie fizykalne1. Jednak od czasu ukazania się pracy Z. Majewskiego nauka dokonała znacznego postępu w zakresie wiedzy o materii. Znaczny udział w tym postępie ma dzisiejsza kosmologia, która dosyć dobrze potrafi zrekonstruować ewolucję Wszechświata tuż po Wielkim Wybuchu. Lepiej niż kiedyś 1 Z. Majewski, Dialektyka struktury materii, PWN, Warszawa 1974, s. 13. rozumiemy procesy, jakie dokonują się we wnętrzu gwiazd, które są swoistą fabryką materii. Nie oznacza to jednak, że w zakresie materii nie ma tajemnic. Nie rozumiemy na przykład: jak powstała materia wyżej zorganizowana? Dlaczego materia ma masę? Czy proces ewolucji materii już się zakończył czy też nie? Dzisiejsza wiedza na temat stanu współczesnej kosmologii została całkowicie zdominowana przez publikacje fizyków i kosmologów kręgu kultury anglosaskiej, a ściślej mówiąc, anglo-amerykańskiej. Starczy prześledzić same nazwiska wybitnych fizyków czy kosmologów, aby przekonać się, że faktycznie tradycja anglosaska w tej dziedzinie wiedzy zbudowała imponujący gmach współczesnej kosmologii. Fred Hoyle, William Fowler, Edwin Hubble, John Wheeler, Brandon Carter, Dennis Sciama, Hugh Eve-rett, Robert Dicke, Paul Davies, Freeman Dyson, Martin Rees, Stephen Hawking, Roger Penrose, James Peebles, John Barrow, Frank Tipler, James Hartley, Alan Guth — to tylko skromna lista uczonych kręgu anglosaskiego, którzy w ostatnim dwudziestoleciu zdołali wnieść ogromny wkład intelektualny w rozumienie naszego Wszechświata2. Współczesna kosmologia, w przeciwieństwie do jej początków, przestała być zaściankową wiedzą nielicznej tylko grupy uczonych. W dzisiejszej postaci jest ona pomostem między tak ważnymi dziedzinami nauki, jak: fizyka, matematyka, filozofia i teologia. Korzystając ze zdobyczy współczesnej fizyki i osiągnięć matematyki, kosmologia dzisiejsza rozporządza solidnymi podstawami naukowymi. Coraz to dokładniejsze obserwacje dostarczają jej bogatego materiału doświadczalnego, dzięki któremu można weryfikować hipotezy i teorie, jakie tworzą teoretycy3. Osobliwością współczesnej kosmologii jest też fakt, że wiedza naukowa szybko w niej narasta. Zdarza się, że zanim jakaś praca z kosmologii zostanie opublikowana, pewne jej treści przestają już być aktualne. Pokazuje to, jak dynamiczna i prężna jest to dziedzina wiedzy. Książka niniejsza dotyczy problematyki ewolucji materii w Kosmosie, począwszy od chwili Wielkiego Wybuchu, aż po stan osiągnięć dzisiejszej kosmologii. Nie zamierzam jednak powtarzać w niej faktów i ustaleń, jakie 2 Wymieniłem tylko główne postacie i to kosmologów, którzy z wykształcenia są fizykami lub matematykami (dop. J. Cz.). 3 Są to nie tylko klasyczne obserwacje astronomiczne, ale jednocześnie dane bezpośrednie uzyskane z sond kosmicznych. zostały w tym zakresie już dokonane i opisane. Zagadnienia te są bowiem zawarte w wielu znakomitych pracach wybitnych znawców kosmologii4. W pracy niniejszej często jednak odwołuję się do rezultatów dzisiejszej kosmologii, ale tylko w takim zakresie, w jakim jest mi to potrzebne dla prezentacji własnych poglądów filozoficznych. Dzisiejsza kosmologia, mimo niepodważalnego awansu, niesie ze sobą wiele kwestii otwartych, niezrozumiałych i bardzo polemicznych. Mają one najczęściej charakter pytań metafizycznych, poznawczych lub ontolo-gicznych. W książce tej niektóre pytania stawiane w innych pracach zostały powtórzone, ale jednocześnie wskazuję na wiele wątpliwości i zadaję nowe pytania, które są wynikiem własnych przemyśleń i studiów nad problematyką ewolucji materii w Kosmosie5. Przykładem własnego problemu badawczego może być pytanie o to, czy Kosmos realizuje wszelkie mutacje materii, czy też narzuca na nie jakieś ograniczenia? Innymi słowy, chodzi o to — czy ewolucja materii we Wszechświecie ma swój kres, czy też postępuje bez żadnych ograniczeń?6 Innym przykładem nowego i własnego przemyślenia natury filozoficznej jest pytanie — czy atrybuty materii są wyczerpalne, czy też może zależą one od użytej energii (resp. — czy są funkcją energii)? Bliżej zagadnienie to omówię w drugim rozdziale tej pracy7. Nawiążę też do uporczywie powtarzającego się pytania — czy kosmologia potwierdza idee Demokryta o istnieniu atomów jako elementarnych cząstek materii, czy też pozostawia tę kwestię nadal otwartą? Jednak głównym tematem niniejszych rozważań jest ewolucja materii w Kosmosie, w tym zagadnienie jej powstawania, a także rozpadu oraz przemiany w energię. Chociaż uzyskana przez naukę wiedza na temat własności i budowy materii w porównaniu z XIX czy XX wiekiem jest obecnie niewspółmiernie większa — to i tak zwłaszcza na poziomie subatomowym pozostaje wiele zagadnień i problemów badawczych niezrozumiałych, a tym samym nierozwiązanych, jak na przykład „splątanie kwantowe"8. 4 Ich nazwiska podałem na początku wstępu. 5 Są to najczęściej zwątpienia i pytania natury filozoficznej. 6 W tym zakresie poglądy kosmologów są podzielone. 7 W punkcie: Status ontologiczny ex nihilo. 8 M. Schwarzschild, Structure and Evolution ofthe Stars, Princeton University Press 1988, s.17. Jak to zazwyczaj bywa, główne spory rozstrzygają się nie na terenie samej nauki, ale w obszarze rozważań filozoficznych. I właśnie polemikom filozoficznym poświęcona jest ta książka. Prawie nikt do tej pory, chyba poza J. Wolpertem, nie wysunął pytania, czy materia na wyższym poziomie organizacji (np. aminokwasy, białka, enzymy, łańcuchy DNA) ma zdolność odczuwania, myślenia i posiada świadomość, czy być może te własności psychiczno-świadome sytuują się zdecydowanie poza materią? Współczesna nauka o materii trafiła w tym zakresie na pewne tropy, ale czy właściwe? W pracy tej zastanawiam się nad tymi zagadnieniami, ale wskazuję zarazem, jak trudne są to kwestie. Lecz trudne to nie znaczy do pominięcia. Są one przykładem wyzwań, jakie stawia współczesność dzisiejszej nauce. Często zastanawiamy się, czy nauka zdoła na nie kiedykolwiek odpowiedzieć? Nauka o materii to nie tylko problem jej struktury czy atrybutów. To także pytanie, dlaczego my istniejemy? Wbrew utartym stereotypom nauka o materii to obiekt i przedmiot badań nie tylko fizyków, chemików czy kosmologów. Zjawiska fizyczne, życie, choroby i śmierć, radość i cierpienie, myślenie i świadomość — to fenomeny, które nierozerwalnie związane są z nauką o materii. Jeśli chcemy na przykład zrozumieć takie zjawiska, jak choroba nowotworowa albo ludzkie uzdolnienia, to należy koniecznie zapoznać się z nauką o materii. W niej bowiem leży klucz do wszystkich tych zjawisk. Interesuje nas tu również problem tak zwanej materii ciemnej. Jak wiadomo, przeważa ona zdecydowanie nad tak zwaną materią świecącą. Jaka jest jej natura i pochodzenie oraz skład? To pytania, które zadajemy w tej książce. Rozdział I Spory filozoficzne w kwestii pochodzenia Wszechświata 1. Przegląd stanowisk W dzisiejszej kosmologii w kwestii pochodzenia Wszechświata rywalizują ze sobą dwa główne stanowiska teoria Wielkiego Wybuchu oraz teoria Stanu Stacjonarnego1. Ta dwoistość stanowisk wynika z faktu, że nie wszyscy uczeni akceptują koncepcję Wielkiego Wybuchu, jak i z okoliczności, że nie wszyscy kosmolodzy zgadzają się z teorią Stanu Stacjonarnego2. Do sporu tego niektórzy uczeni dołączają dla wzmocnienia swojej argumentacji komentarze natury metafizycznej bądź teologicznej, chcąc przez to zapewnić sobie ostateczny prymat w sporze o pochodzeniu Wszechświata. H. Reeves przytacza na tę okoliczność wypowiedź Leibniza, która brzmi: „Dlaczego jest raczej coś niż nic?". Te dwa stanowiska mają swoje odpowiedniki w filozofii antycznych Greków. Stan Stacjonarny ideowo koresponduje z poglądem Parmenidesa, wedle którego byt był wieczny, niepodzielny i nikt go nigdy nie stworzył3. ' Obszerne analizy z tego zakresu zawiera m.in. praca Martina Reesa Before the Be-ginning, Cambridge University Press, Ltd. London 1997, s. 25, oraz książka Carla Sagana pt. Cosmos, Random House, Los Angeles 1994, s. 64. 2 W dzisiejszej kosmologii większość uczonych powszechnie akceptuje teorię Wielkiego Wybuchu, ponieważ tylko ona dostarcza opisu ewolucji Wszechświata sprawdzalnego bezpośrednio lub pośrednio od jednej sekundy po początku, aż do chwili obecnej. Jedynie nieliczni uznająteorię Stanu Stacjonarnego (Alan H. Guth, Wszechświat inflacyjny, Prószyński i S-ka, Warszawa 2000, s. 15). Teoria Wielkiego Wybuchu przewidziała promieniowanie reliktowe (mikrofalowe), a ostatnio zaobserwowano przewidywane przez tę teorię niejednorodności („Naturę" 2000, nr 404, s. 955-959, P. De Bernardis i inni). 3 Parmenides podał jedynie cechy bytu, nie wskazując jego ontologii (resp. — de-sygnatu). 11 Natomiast pogląd o Wielkim Wybuchu jest bliski wszelkim teoriom i koncepcjom stworzenia, łącznie z jej wersją biblijną4. Na gruncie filozofii trudno rozstrzygnąć, który pogląd jest trafny, ale materiał doświadczalny przemawia jednoznacznie za teorią Wielkiego Wybuchu. Metodologia nauk przyrodniczych potrafi falsyfikować teorie. Teoria Wielkiego Wybuchu nie została dotychczas sfalsyfikowana, a ucieczka galaktyk oraz promieniowanie reliktowe stanowią jej niepodważalne podstawy empiryczne. W pracy tej będę się opierał na koncepcji Wielkiego Wybuchu, w tym zakresie bowiem współczesna kosmologia zdołała zgromadzić więcej argumentów aniżeli w każdej innej teorii. Nie znaczy to jednak, że koncepcja Wielkiego Wybuchu jest przez wszystkich akceptowana i wolna od niedociągnięć teoretycznych. Nie oznacza to też, że nie posiada ona luk poznawczych czy ontologicznych. Jednak właśnie ten wariant powstania Wszechświata jest obecnie najpowszechniej dyskutowany. Pominę w tej pracy wszelkie opisy aktów stworzenia Wszechświata, jakie istniejąw rozmaitych systemach religijnych. Po prostu wszystkie one sytuująsię poza naukąi z tego powodu nie nadająsię ze względów metodologicznych do dyskursu filozoficznego. Niewykluczone, że wnoszą one wiele inspiracji również i do nauki, ale wszelka ich transformacja na grunt wiedzy jest niewykonalna. Z tego względu są to systemy zupełnie autonomiczne. Studiując literaturę światową z dziedziny współczesnej kosmologii, nietrudno dostrzec, że tak zwolennicy Wielkiego Wybuchu, jak i Stanu Stacjonarnego wyrażają niekiedy brak zdecydowania nawet do głoszonych przez siebie poglądów. Martin Rees na przykład w swojej pracy Before the Begin-ning rozpoczyna swoją książkę słowami: „Nasz Wszechświat miał początek — w Wielkim Wybuchu lub, jak wolą inni, ognistej kuli"5. Lecz już na stronie siedemdziesiątej czwartej tej samej pracy Rees stawia pytanie: „Czy powinniśmy wierzyć w gorący Wielki Wybuch?" — usiłując przekonać Czytelnika, że faktycznie taki akt Stworzenia miał miejsce6. Tymczasem inny badacz problematyki kosmologicznej John D. Bar-row pisze: „Obserwowany Wszechświat mógł powstać z anormalnej fluktuacji, a nie stanu odpowiadającego minimum entropii. Co więcej, ograniczenie naszej wiedzy o Wszechświecie do jego obserwowalnej części 4 Oczywiście możliwe są również alternatywne rozwiązania. 5 M. Rees, Before the Beginning, op. cit., s. 11. b Ibidem, s. 74. 12 oznacza, że nigdy nie będziemy w stanie sprawdzić poprawności przepisu na warunki początkowe dla całego Wszechświata. Widzimy jedynie skutki ewolucji, maleńkiej części stanu początkowego"7. Wypowiedź J. Barrowa nie jest już tak radykalna i deklaratywna jak sądy wypowiadane przez M. Reesa. Dodajmy jeszcze do tej dyskusji pogląd P. Daviesa. Badacz ten pisze między innymi: „Być może nauka nigdy nie potrafi odpowiedzieć na pytania o pochodzenie Wszechświata. Nauka zwykle radzi sobie dobrze z opisywaniem, jak się coś dzieje, ale znacznie gorzej z tym — dlaczego coś się dzieje. Może nie powinno być więc żadnego »dlaczego«"8. Mimo że w zakresie problematyki Wielkiego Wybuchu nawet wśród jego zwolenników zdania uczonych są zróżnicowane, to jednak we współczesnej kosmologii jest to stanowisko dominujące. Oznacza to, że znakomita większość fizyków i kosmologów doby dzisiejszej zgadza się, iż faktycznie zdarzenie takie miało miejsce. Oczywiście — większość nie jest kryterium naukowym i nie może w żadnym wypadku posłużyć za argument racjonalności. Wskazuje to jedynie na fakt, że zdecydowana większość opracowań skupia swoją uwagę właśnie na tym zjawisku9. I chociaż pogląd o Wielkim Wybuchu ma swoich przeciwników, to jednak ten paradygmat wysuwa się na czoło współczesnych dociekań badawczych. Nie jest to jednak teoria, która nie budzi wątpliwości. Koncepcja Wielkiego Wybuchu zawiera w sobie wiele niejasności i kwestii spornych tak natury naukowej, jak i filozoficznej. Przejdę obecnie do prezentacji bardziej zasadniczych wątpliwości i niejasności, aby w ten sposób naświetlić własne stanowisko. Wspomniany Martin Rees pisze: „Za teorią Wielkiego Wybuchu przemawia coś więcej niż moda, stoją za nią prawdziwe dane doświadczalne; proponuje ona spójny obraz historii materii i promieniowania"10. I nieco dalej dodaje: „Gotów jestem założyć się o dużą sumę, że Wielki Wybuch naprawdę miał miejsce, że początkiem wszystkiego była gęsta, ognista kula, dużo gęstsza niż środek Słońca. Większość kosmologów założyłaby się 7 J.D. Barrow, The Origin ofthe Unherse, S.M. Brighton 1994, s. 69. 8 P. Davies, What has Happened Before Big-Bang? [w:] J. Brockman, How Things are?, Boston 1988, s. 9. 9 Po prostu piśmiennictwo na temat Wielkiego Wybuchu jest znacznie obszerniejsze niż liczba publikacji na temat Stanu Stacjonarnego. 10 M. Rees, Before the Beginning, op. cit., s. 74-75. 13 o podobnie wysokie stawki. Ciągle jednak niewielka grupa uczonych nie zgadza się z tym poglądem"". Z naukowego punktu widzenia nie jest istotne, ilu uczonych obstaje za koncepcją Wielkiego Wybuchu, a ilu jest przeciw. Należy raczej rozważyć wszelkie fakty i aspekty, które mogą dowodzić racji tego poglądu. Ale jak pisałem przed chwilą, koncepcja Wielkiego Wybuchu obarczona jest pewnymi niejasnościami natury poznawczej i filozoficznej. Na czoło tych problemów wysuwa się pytanie, co było przyczyną Wielkiego Wybuchu? Jaki czynnik lub czynniki sprawiły, że w ogóle doszło do tego zdarzenia? Odpowiedzi uczonych w tej kwestii bywają różne, jakkolwiek mocno do siebie podobne. Wszystkie opierają się na założeniach mechaniki kwantowej. Celem ilustracji przytoczę w tym miejscu argumentację Paula Daviesa, który sięga do następującej analogii: „Gdyby Wszechświat był wieczny (stacjonarny), wówczas zgodnie z rachunkiem prawdopodobieństwa powinno się w nim już wszystko zdarzyć. Wszechświat taki osiągnąłby stan ostateczny. Takiego stanu jednak nie obserwujemy. Pozostaje więc alternatywa Wielkiego Wybuchu, który dał początek Wszechświatu. Teoria grawitacji pokazuje, że w ekstremalnych warunkach, jakie panowały we wczesnym Wszechświecie, fluktuacje kwantowe mogły wywołać pierwszy impuls zwany Wielkim Wybuchem12". Swoje wywody P. Davies kończy następującą uwagą: „Powstanie Wszechświata z niczego nie musi być niezgodne z prawami przyrody, nienormalne czy nienaukowe. Mogło być wynikiem zaburzenia kwantowego"13. 2. Filozofia Wielkiego Wybuchu Leon Lederman swoją książkę pod tytułem Boska cząstka rozpoczyna tak: „Na samym początku była próżnia: dziwny rodzaj pustki, nicość nieza-wierająca przestrzeni, czasu ani materii, żadnego światła ani dźwięku. Lecz prawa przyrody były już gotowe, a owa dziwna pustka kryła w sobie potencjał. Jak ogromny głaz na wierzchołku wyniosłej skały"14. " M. Rees, Before the Beginning, op. cit., s. 75. 12 P. Davies, What has HappenedBefore Big-Bang?, op. cit., s. 23. n Ibidem, s. 25. 14 L.M. Lederman, Boska cząstka.jeśli Wszechświat jest odpowiedzią jakie jest pytanie?, przeł. E. Kołodziej- Józefowicz, Prószyński i S-ka, Warszawa 1996, s. 12. 14 I nieco dalej dodaje: „Chwileczkę, tak naprawdę nie bardzo wiem, o czym mówię. Ma to być opowiadanie o początku Wszechświata. Niestety, nie mamy żadnych informacji o tym, co się działo na samym Początku. Zupełnie żadnych, aż do momentu, kiedy Wszechświat osiągnął dojrzały wiek trylionowej części sekundy, czyli wkrótce po stworzeniu w akcie Wielkiego Wybuchu"15. Przytoczona tu wypowiedź L. Ledermana jest niezwykle konstruktywna, a zarazem wielce pouczająca. Uświadamia nam, że nasza wiedza o warunkach powstania Wielkiego Wybuchu jest obecnie, jak się sam wyraża, zerowa16. Znakomita większość kosmologów usiłuje zręcznie ominąć problem początku Wszechświata, nazywając go „osobliwością". Michał Heller na przykład piętnuje wszystkich tych badaczy, którzy usiłują opisać ten stan równaniami matematycznymi, dowodząc, że jest to niewykonalne17. Po prostu nie mamy obecnie żadnych danych tego stanu18. L. Lederman, podobnie jak wielu innych badaczy, opowiada się za zjawiskiem kwantowej fluktuacji, która mogła spowodować Wielki Wybuch. W dalszym ciągu przypomina on, że zaraz po wybuchu wskutek ogromnych energii poczęły tworzyć się pierwsze cząstki materii — kwarki, protony, neutrony, jądra atomowe, a wreszcie atomy wodoru. „Materia, którą widzimy dzisiaj wokół siebie, jest złożona z około stu pierwiastków. Tworzą one kombinację miliardów miliardów kombinacji. Stały się one budulcem planet, słońc, gór, wirusów, gotówki, aspiryny, agentów literackich i innych pożytecznych rzeczy. Ale nie zawsze tak było. Nie było atomów, była natomiast »prymitywna« materia"19. Obraz Wszechświata pierwszych chwil po Wielkim Wybuchu podany przez L. Ledermana występuje w opisach większości kosmologów. Oznacza to, że w rekonstrukcji „historii" Kosmosu uczeni są raczej zgodni. Myśli, jakie podaje L. Lederman, nie są zbyt oryginalne. Już Lukre-cjusz zwracał uwagę na fakt, że trzydzieści dwie litery alfabetu łacińskiego tworzą sylaby. Z sylab składają się wyrazy. Wyrazy tworzą teksty. Teksty tworzą sądy, hipotezy, teorie, aż do utworzenia całych systemów wiedzy20. 15 L.M. Lederman, Boska cząstka..., op. cit., s. 14. '6 Ibidem, s. 18. " M. Heller, Nowa teologia, nowa fizyka..., Biblos, Tarnów 1965, s. 66. "Ibidem, s. 27. 19 L.M. Laderman, Boska cząstka..., op. cit., s. 61. 20 Ibidem. 15 Gdyby zgodzić się z poglądami tych kosmologów, którzy sądzą, że Wszechświat jest wieczny, to pojawi się pytanie, dlaczego Wszechświat ciągle się jeszcze rozszerza. Świat, w którym zachodzą procesy dynamiczne, kłóci się z koncepcją jego wieczności. Z tych to powodów należy ją uchylić z badań naukowych. Pozostaje zatem alternatywa Wielkiego Wybuchu. Ale i ta teoria ma swoje braki. Dynamiczny Wszechświat może rozszerzać się do nieskończoności. Taki Wszechświat stworzony w Wielkim Wybuchu byłby wieczny, choć z początkiem (półprosta ma nieskończoną długość). Kosmolodzy kwantowi, jak na przykład Hartley czy Hawking, skłonni są sądzić, że zaburzenia kwantowe próżni są w stanie wytworzyć materię, przestrzeń i czas, który na pewnym etapie był „uprzestrzenniony". Parafrazując tę myśl, należy stwierdzić, że przestrzeń, czas i materia nie są bytami wiecznymi, lecz mają swój początek, swoje narodziny. Trudno to twierdzenie pogodzić z poglądeniParmenidesa, wedle którego byt jest wieczny, chyba że czas, przestrzeń i materia nie należą do bytu w rozumieniu Parme-nidesa21. Chcąc zatem utrzymać w mocy twierdzenia Parmenidesa o bycie za pewne, należałoby chyba obrać za byt inne elementy Wszechświata. Może na przykład jego energię, eter Kosmosu bądź coś w rodzaju apejronu Anak- symandra22. W związku z koncepcją Wielkiego Wybuchu wyłania się jeszcze inny problem badawczy. Nauka nie wypowiada się w ogóle na temat, dlaczego ów Wybuch miał miejsce mniej więcej 15 czy 20 miliardów lat temu, a nie na przykład 300, 100 lub 50 miliardów lat temu. Zatem moment Wielkiego Wybuchu ma obecnie opis raczej sprawozdawczy, hipotetyczny, a nie objaśniający. Jest to poważna luka teoretyczna tej koncepcji. Na tym jednak nie kończą się słabości teorii Wielkiego Wybuchu. Martin Rees z dumą oświadcza, że kosmolodzy dzisiejsi są w stanie odtworzyć ewolucję Wszechświata, cofając się w czasie aż do chwili, gdy jego wiek wynosił zaledwie mniej aniżeli jedną sekundę. I dodaje: „Potrafimy z dużym prawdopodobieństwem odtworzyć historię Kosmosu, aż do pierwszej sekundy po Wielkim Wybuchu"23. 21 J.D. Barrow, Początek Wszechświata, tłum. S. Bajtlik, Cis, Warszawa 1995, s. 135. 22 Jakkolwiek są pomysły alternatywne, np. koncepcje eteru. 23 M. Rees, Before the Beginning, op. cit., s. 75. 16 No właśnie, nawet gdybyśmy to odtworzenie historii Wszechświata obdarzyli bezgranicznym zaufaniem, to i tak rodzi się pytanie: dlaczego Wszechświat rozszerzał się w takim a nie innym tempie? Skąd wzięły się takie a nie inne prawa i zasady przyrody, jakie sformułowała fizyka? Czy akt ciągłej ekspansji Wszechświata w niczym nie narusza jego, wydawałoby się odwiecznych, zasad i praw? Tempo rozszerzania się Wszechświata jest określone przez gęstość materii i stałe przyrody. Wyjaśnia to ogólna teoria względności. Dla kosmologów akt wiecznej ekspansji Wszechświata nie rodzi żadnych pytań. Na ogół przypuszcza się, że prawa i zasady fizyki obowiązują w całym Kosmosie. Lecz najnowsze hipotezy i teorie kosmologiczne dopuszczają istnienie światów o zróżnicowanych prawach i zasadach. Rodzi się zatem pytanie natury bardzo ogólnej, a mianowicie: czy rzeczywiście znane nam prawa i zasady natury mają charakter uniwersalny, gigakosmiczny, czy też raczej lokalny? Niestety, współczesna kosmologia nie daje na to pytanie precyzyjnej odpowiedzi. Zdania uczonych są w tym zakresie bardzo zróżnicowane. Powyższe pytanie można przeformułować i zapytać: czy akt Wielkiego Wybuchu mógł spowodować powstanie zróżnicowanych wszechświatów o różnych prawach i zasadach? Okazuje się, że i w tym zakresie opinie kosmologów są podzielone. Na przykład Martin Rees pisze: „Niewykluczone, że nasz Wszechświat jest upośledzony w porównaniu z innymi wszechświatami o dużo bogatszych strukturach i możliwościach przekraczających nasze wyobrażenia"24. Tymczasem F.J. Tipler i J.D. Barrow podają w swoich pracach jeszcze inne konteksty i hipotezy narodzin Wszechświata. Badacze ci piszą: „Kwantowo-mechaniczna koncepcja wielu światów stanowi zaledwie jedno z podejść do hipotezy metafizycznego świata. Inna hipoteza wiąże się z ideą permanentnej inflacji. Jak sugerują liczni kosmolodzy, między innymi Allan Guth, inflacja mogła wyłonić oddzielne Wszechświaty o zróżnicowanych prawach i zasadach fizyki. Taką możliwość teoretyczną przewiduje także mechanika kwantowa"25. Oczywiście wszystkie dotychczasowe hipotezy na temat koncepcji wielu światów mają charakter czystych spekulacji wyprowadzonych z obliczeń matematycznych, lecz jak dotąd brak im potwierdzenia empiryczego. Praw- 24 M. Rees, Before the Begirming, op. cit., s. 127. 25 F.J. Tipler, J.D. Barrow, The Anthropic Cosmology, Oxford Universe Press, Ltd., Londonl996, s. 29. dopodobnie wielkoskalowość Kosmosu stanowi zasadniczą barierę dla uzyskania odpowiedzi. Z punktu widzenia filozofii zastanawiająca jest sytuacja —jak z jednego źródła, jakim jest Wielki Wybuch, mogła zrodzić się obfitość wszechświatów. W tym zakresie kosmolodzy odpowiadają najczęściej, że w trakcie ekspansji początkowej Wszechświat ochładzał się, a przez to samo i różnicował26. Należy jednak przypuszczać, że i ta odpowiedź jest tylko połowiczna. Nadal bowiem nie wiadomo, dlaczego proces ochładzania Wszechświata odbywał się w sposób zróżnicowany, dzięki czemu, jak twierdzą kosmolodzy, powstały różne wszechświaty? Zwolennicy teorii Wielkiego Wybuchu mają za sobą parę mocnych argumentów, jak na przykład: promieniowanie tła czy proces ciągłej ekspansji Wszechświata. Nie potrafią jednak objaśnić przyczyn Wielkiego Wybuchu, jego momentu rozpoczęcia, czy wreszcie możliwości istnienia wszechświatów. Mimo tych wszystkich braków teorii Wielkiego Wybuchu, kosmologia dzisiejsza dokonała olbrzymiego postępu w zakresie rozumienia Wszechświata, dając przez to coraz lepszy jego obraz. Jeśli dodatkowo uwzględnimy funkcję falową Wszechświata, którą do kosmologii wprowadził Stephen Hawking, to natychmiast wynika z niej, że istnieje w Kosmosie niezliczona ilość wszechświatów równoległych o zróżnicowanych parametrach fizycznych27. Zamieszczone w tym rozdziale rozważania wskazują, że teoria Wielkiego Wybuchu, mimo pewnych faktów ją potwierdzających, zawiera poważne luki i wątpliwości, których, niestety, nie jest w stanie wyjaśnić ani teoria względności, ani fizyka kwantowa. W rekonstrukcji historii Kosmosu, jak pisze L. Lederman, trzeba zachować ostrożność. Nie jest to bowiem historia, jaką mógłby spisać wykształcony historyk nauki. Można ją nazwać fałszywą historią lub historią spekulatywną. Nie oznacza to jednak, że wszystkie opisy dotyczące Wielkiego Wybuchu są poznawczo bezwartościowe, mają one pewną wartość heurystyczną. Aby wykazać ich spekulatywność, należy dostarczyć kontrprzykładów. 26 Powstaje pytanie, jak z jednego źródła rodzą się zróżnicowane światy. 27 S. Hawking, Cosmic Relative Gravitation, „Naturę" 1996, nr 124, s. 166. 18 Ci, którzy negują teorię Wielkiego Wybuchu, muszą najpierw przedłożyć własną koncepcję, co nie jest takie proste. Wśród teoretyków kosmologów panuje opinia, że jeśli ktoś zaneguje koncepcję Wielkiego Wybuchu, to zostanie zmuszony do wysunięcia teorii konkurencyjnej. W tym sensie kosmologia może tylko zyskać, a nie stracić. W tym znaczeniu teoria Wielkiego Wybuchu, nawet gdyby była mylna, pełni rolę inspiracyjną. W pracach kosmologów nie jest należycie opisany związek między ciągłą ekspansją Wszechświata a prawem powszechnej grawitacji. Ciągła ekspansja Wszechświata oznacza spadek gęstości materii w Kosmosie. Aby temu zapobiec, uczeni przedstawili pomysł ciągłej kreacji materii, której gęstość zachowuje, w jakiś cudowny sposób, pewną stałą wartość, bliską wartości granicznej. Spadek gęstości energii nie jest niczym dziwnym, gdy towarzyszy mu zmniejszenie tempa ekspansji. Koncepcje kreacji materii mającharakter historyczny. Wartość graniczna gęstości związana jest z wielkością stałej Hubble'a, która może zmieniać się z czasem. Nie jest dzisiaj jasne, czy procesy ekspansji Wszechświata i kreacji materii będą trwać ciągle, czy też ustaną. Tutaj kosmolodzy kreślą rozmaite czarne scenariusze, na przykład kollapsu grawitacyjnego i innych za-paści kosmologicznych. Myślę, że są to dziś poważne braki współczesnej kosmologii, która musi z większym respektem dla nauki odnieść się do tych wszystkich zagadnień. Pozostaje kwestią otwartą pytanie, czy zjawisko Wielkiego Wybuchu potwierdza determinizm, czy też go osłabia? Czy nie było to też efektem spontanicznej kwantowej fluktuacji? Dla kosmologów jest jasne, że przyszłość Wszechświata jest zdeterminowana przez empiryczne określenie podstawowych danych opisujących stan Wszechświata, takich jak: • gęstość materii, • stała Hubble'a, • parametr spowolnienia. 19 Rozdział II O pochodzeniu materii 1. Kosmiczne „zamrożenie" Zagadnienie istnienia i pochodzenia materii pojawiło się implicite już w początkach greckiej filozofii u Jończyków. Występowało tam ono pod auspicjami tak zwanego arche, a więc czegoś — co w przekonaniu Greków dało początek wszystkiemu1.1 nie ważne, czy była to woda, powietrze, czy apeiron. Ważne, że przekonanie o istnieniu arche legło u podstaw filozofii jońskiej2. Dzisiaj, bazując na zdobyczach współczesnej fizyki i kosmologii, możemy lepiej niż kiedykolwiek wcześniej ocenić pomysły oraz poglądy filozofów greckich na sposób rozumienia materii3. Kategoria materii była przedmiotem refleksji nie tylko filozofów joń-skich, ale także myślicieli późniejszych epok, czy to w formie „żywiołów" jak u Empedoklesa, atomów Demokryta, czy też różnych postaci materii w filozofii Arystotelesa4. Niestety, w świetle osiągnięć dzisiejszej kosmologii i fizyki cząstek elementarnych dostrzegamy, że intuicje filozofów greckich były nazbyt mitologiczne, czy też zbyt spekulatywne, a przy tym i często chybione. Inaczej być nie mogło. Trzeba było czekać prawie trzy tysiące lat, by nauka 1 G. StiBmann, Die Geheimnisse der neuen Wissenschaft, Philosophishes Seminar, Hannover 1994. 2 Ibidem. 3 Ibidem. 4 M. Hoffmann, Greeks Philosophie, Peter - Lang, Oldenberg 1988, s. 128. 21 nowożytna osiągnęła pełny rozkwit i stworzyła empiryczne podstawy w miarę solidnej wiedzy o materii, jej naturze i pochodzeniu. Teorię o pochodzeniu materii przedstawię w ramach koncepcji Wielkiego Wybuchu, która dość spójnie i logicznie tłumaczy narodziny materii we Wszechświecie5. Za punkt wyjścia naszych rozważań przyjmuje się koncepcję Wielkiego Wybuchu, według której w pierwszych momentach tej kosmicznej eksplozji doszło do gwałtownego „uporządkowania" materii. Kosmolodzy zakładają, że początkowa „materia" znajdowała się w stanie ekstremalnym. Niewiarygodnie olbrzymie temperatury i ciśnienia, jakie wówczas panowały, sprawiały, że nie było żadnych molekuł, atomów, protonów czy elektronów. Była tylko promienista energia6. Hubert Reeves wymienia trzy stany ewolucji materii: promieniowanie, materię, składnik kwantowy. W tych niewiarygodnie ekstremalnych warunkach nie tylko nie było materii w dzisiejszej postaci, ale teoretycy przypuszczają, że przestrzeń i czas były „uprzestrzennione". Hartley i Hawking w ramach swojej kwantowej teorii grawitacji szacują na podstawie przybliżonych równań, że czas i przestrzeń mogły mieć nawet strukturę kwantową7. Z kolei Paul Davies uważa, że w tych ekstremalnych warunkach mogło dojść do zaburzenia tożsamości czasu i przestrzeni, czyli ich fuzji8. Według poglądów Alana H. Gutha, Wszechświat tuż zaraz po Wielkim Wybuchu zaczął niezwykle gwałtownie rozszerzać się. Ten nagły wzrost ekspansji Wszechświata kosmolodzy nazywają okresem inflacji. Badacz ten zakłada, że przy tak olbrzymich temperaturach i wielkim chaosie zaraz po wybuchu panowała nieograniczona unifikacja wszystkich sił przyrody. W miarę ekspansji we Wszechświecie nastąpiło ochłodzenie, któremu towarzyszyła przemiana fazowa i doszło do złamania symetrii. Efektem tego jest fakt, że mamy obecnie więcej materii niż antymaterii9. S. Hawking w swoich pismach dowodzi, że całkowita energia Wszechświata równa się zero. Pisze on, że materia ma energię dodatnią, a grawita- 5 A to z tego względu, że tylko w ramach tej koncepcji można spójnie nakreślić obraz ewolucji materii (dop. J. Cz.). 6 P. Davies, Other Worlds, Dent, Surrey Uniwersity 1980, s. 203. 7 H. Pagels, Hawking — Hertleys Cosmological Concepts, Boston 1985, s. 87. 8 P. Davies, Other Worlds, op. cit., s. 207. 9 A.H. Guth, Wszechświat inflacyjny, przeł. E.L. Łokas, B. Bieniok, Prószyński i S-ka, Warszawa 2000 s. 273. 22 cja ma energię ujemną. W sumie znoszą się one, dając w efekcie wartość zero. Rozumowanie Hawkinga jest słuszne. Rozstrzygnięcia empirycznego wymaga określenie rozmiaru Wszechświata i gęstości, co pozwoli wyznaczyć wartość energii grawitacyjnej. Rodzi się pytanie, czy hipoteza o energii dodatniej i ujemnej jest poprawna?10 Carl Sagan w swojej pracy Cosmos, słusznie zastanawia się, jak niewiarygodnie długą drogę przebyła ewolucja materii we Wszechświecie, aby od prymitywnej materii kwarków i gluonów poprzez wodór, hel i inne pierwiastki przejść do materii wysoce zorganizowanej. Do materii myślącej, czującej, doznającej i posiadającej świadomość". Wszystko to zdarzyło się na przestrzeni od 15 do 20 miliardów lat temu, w czasie niewyobrażalnie długim do ogarnięcia dla ludzkiego doświadczenia. Jak pisze Paul Davies, „cząstki we Wszechświecie mogą pojawić się bez ostrzeżenia i w ten sam sposób zniknąć"12. Kosmolodzy wyjaśniają, że takie zjawiska faktycznie w Kosmosie zachodzą, jeśli w procesach tych dominują efekty kwantowe. A takie właśnie panowały w pierwszej fazie wyłaniania się Wszechświata (era Plancka). W pewnych warunkach, zdaniem P. Daviesa, może dojść do zaburzenia tożsamości czasu i przestrzeni. Mogą się one na krótko zespolić. Har-tley, Hawking, Davies i Penrose zwracają przy tym uwagę na okoliczność, że nie było wyraźnego, jednego początku Wszechświata. Początków tych było bardzo wiele13. Chciałbym tu bardzo krótko nawiązać jeszcze do znakomitej pracy Huberta Reevesa Has Universe a Sence. Jest to znakomity esej, w którym na podstawie stanu wiedzy dzisiejszej nauki z zakresu kosmologii, fizyki i biogenetyki Reeves usiłuje dowieść, że w zasadzie „Wszechświatem rządzi nie Logos", jak chciał tego m.in. Heraklit, ale „Anty- logos"14. W skali gigakosmosu, a więc gdy ogarniamy coraz to większe jego połacie, dowiadujemy się, lub nabieramy przekonania, że Kosmos jest bardzo chimeryczny. Pełno w nim niespodzianek i zjawisk przypadkowych, 10 H. Reeves, Hawkings Cosmology, Addison-Wisley, New York 1990, s. 29. " C. Sagan, Cosmos, op. cit., s. 183. 12 P. Davies, Other Worlds, op. cit., s. 211. 13 Ibidem, s. 241. 14 Prawdopodobnie chodzi o to, że w procesie „zamrażania" wyodrębniły się m.in. kwarki, protony, neutrony, elektrony. Nadal jednak nie wiadomo, dlaczego akurat te a nie inne cząstki nie zostały zamrożone. 23 dalece dla nauki niezrozumiałych. Ciała niebieskie giną i powstają w różnych miejscach Kosmosu bez wyraźnego „klucza". Trudno w tych potwornych kosmicznych eksplozjach i chaosie dopatrzeć się jakichś chociażby ogólnych prawideł. To, co dominuje w Kosmosie, to ciągły, spontaniczny ruch, nieustająca dynamika, ciągła przemiana. Lecz po co? Do czego to wszystko zdąża? Czy Wszechświat ma sens? Sielankowy obraz spokojnego, uporządkowanego Kosmosu, do jakiego przyzwyczaiła nas kultura Zachodnia, wydaje się zbyt trywialny. Najogólniej mówiąc, im bardziej chcemy zbliżyć się do opisu Wszechświata w punkcie jego osobliwości, tym trudniej zrekonstruować jego obraz. Istnieje wśród kosmologów zgoda, że w pierwszych chwilach Wielkiego Wybuchu istniała maksymalna, pełna unifikacja sił natury. Dopiero w ochładzającym się świecie doszło do „zamrożenia", a więc zróżnicowania prostych cząstek elementarnych, takich jak: kwarki, protony, neutrony, elektrony. Oczywiście nikt, jak do tej pory, nie podaje informacji, skąd się wzięły kwarki, protony, gluony, neutrony czy elektrony. Istnieją przypuszczenia, że z fluktuacji próżni lub zakrzywienia przestrzeni, a z całą pewnością z energii. Z mechaniki kwantowej wiadomo, że przestrzeń, czas czy materia nie powstały natychmiast, lecz wyłaniały się stopniowo. Z tych powodów stawianie pytania o początek Wszechświata jest niewłaściwie postawione. Ten początek „trwał", a więc nie było „pierwszego impulsu" {resp. — tchnienia). Taki stan nazywamy osobliwością kosmologiczną. Jak dotąd próby jej opisu wymykają się wszelkim znanym nam teoriom fizycznym15. W kosmicznej historii narodzin materii atom wodoru stanowi kuriozalny przypadek. Po pierwsze, wodór jest najprostszym atomem we Wszechświecie. Po drugie, jest jedynym atomem w Kosmosie, który nie powstał w gwiazdach, lecz poza nimi — podczas Wielkiego Wybuchu. Po trzecie, należy pamiętać, że około 98 procent całej materii Wszechświata wypełnia wodór i hel, tylko 2 procent materii stanowią pozostałe pierwiastki. Można zatem niezbyt zgrabnie powiedzieć, że Kosmos jest „uwodorniony"16. Po czwarte, gdyby nie było wodoru, nie byłoby żadnych innych atomów, nie byłoby związków chemicznych, nie byłoby życia. 15 P. Davies, Other Worlds, op. cit, s. 211. 16 Właśnie z uwagi na przygniatającą przewagę ilościową wodoru nad pozostałymi pierwiastkami w Kosmosie. 24 Wodór i jego składniki są wyjściowym, a zarazem fundamentalnym składnikiem wszelkiej materii. Odrębnym zagadnieniem pozostaje problem materii ciemnej. Mamy nikłą wiedzę o niej. Siły grawitacji sprawiły, że olbrzymie skupiska wodoru i pyłu między-kosmicznego utworzyły gwiazdy. We wnętrzach gwiazd wytworzyły się skrajne warunki fizyczne wystarczające do przeprowadzenia nukleosynte-zy. Dalsze etapy tej syntezy jądrowej są nauce dobrze znane i zrozumiałe. Dwa jądra atomu wodoru tworzą deuter. Synteza deuteru i atomu wodoru daje atom helu. Dalsza synteza helu prowadzi do powstania litu. Ale już trzy jądra helu tworzą jądro węgla. Sześć jąder helu tworzy tlen. W ten sposób tworzą się dalsze pierwiastki układu okresowego. H. Reeves mówi o tzw. „zarodkach Kosmosu", które dały początek materii. Powyższe rozważania są dobrze znane nauce i nie będziemy ich tutaj powtarzać17. Dla filozofa cała ta doniosła wiedza naukowa stanowi przyczynek do głębszych refleksji natury teoriopoznawczej i ontologicznej. Gdyby zgodzić się z poglądami tych uczonych, którzy sądzą, że materia, jaką znamy, powstała z fluktuacji próżni bądź z efektów grawitacyjnych to pada pytanie, czy energia i materia są „synonimami" czegoś nadrzędnego, czy też może stanowią one ten sam rodzaj bytu? Wprawdzie A. Einstein podał równanie dotyczące tak zwanej równoważności masy i energii, ale są to relacje matematyczne (resp. — ilościowe). Być może powstanie materii z fluktuacji, jak twierdzi P. Davies, nie gwałci praw i zasad przyrody, a jedynie wyraża najgłębszy sens samej natury. Co te wątpliwości oznaczają? Zmuszają one do namysłu, czy faktycznie energia i materia stanowią ostatnią „instancję" tego, co filozofowie okre-ślająbytem, czy są to jedynie jego akcydentalne reprezentacje? Dzisiaj nikt na to pytanie nie zna odpowiedzi. O ile powstawanie samych pierwiastków w jądrach gwiazd jest niezwykle spójnie i logicznie wyłożone, o tyle zbyt zawile i niejasno kosmolodzy tłumaczą powstanie związków chemicznych, zwłaszcza organicznych. W wypadku powstania prostych związków chemicznych, takich jak: tlenki, siarczki, sole, zasady, zagadnienie da się wyjaśnić doborem odpowiedniej temperatury. Znacznie gorzej uczonym wytłumaczyć pojawienie się takich substancji, jak: aminokwasy, białka, tłuszcze oraz pozostałe związki organiczne stanowiące budulec roślin, zwierząt czy ludzi. ' W tym zakresie istnieje już bogate piśmiennictwo na różnym stopniu fachowości. 25 2. Czy istnieje materia „ożywiona"? Fizyka cząstek elementarnych uczy nas, w jaki sposób powstawały pierwiastki we wnętrzach gwiazd18. Dzisaj fizycy są w stanie wytworzyć w potężnych akceleratorach pierwiastki syntetyczne, które nie występują w naturalnym środowisku kosmicznym. Atomy te są bardzo nietrwałe i po wytworzeniu rozpadają się. O ile zagadnienie powstawania atomów jest dziś zjawiskiem zrozumiałym, o tyle fakt powstania związków chemicznych, nieorganicznych i organicznych, białek i aminokwasów pozostaje dla nauki tajemnicą. Nie rozumiemy do końca tych mechanizmów, które spowodowały narodziny związków chemicznych, czy też tak zwanej materii ożywionej19. Wprawdzie istnieją znakomite prace przyczynkarskie na temat powstania związków chemicznych i materii ożywionej, lecz pozostają one ciągle na poziomie czystych hipotez i spekulacji. Jack Cohen z Lincoln College Oxford University w swojej pracy Main Problems ofBiology pisze m.in.: „Kiedy układy chemiczne pochła-niająenergię, spożytkowują ją zazwyczaj na podniesienie temperatury bądź też na utworzenie nowych wiązań, które i tak nie podnoszą stopnia ich organizacji. Wciąż nie znamy zatem klucza, w jaki sposób z martwych związków chemicznych rodzą się struktury ożywione, takie jak bakterie, rośliny, zwierzęta i ludzie"20. Na obecnym etapie rozwoju nauki uczeni rozumieją, w jaki sposób powstają atomy i proste związki chemiczne. Nie rozumieją jednak „przekładni", która „ożywia" materię nieożywioną. Wprawdzie Stanley Miller i Harold Vrey wykazali, że niektóre aminokwasy tworzą się spontanicznie, lecz i ten fakt nie objaśnia całości zagadnienia21. W mojej pracy pod tytułem Spory filozoficzne wokół materii „ ożywionej" i „martwej" wyjaśniam, że podział ten jest usankcjonowany raczej kulturowo, a nie naukowo22. 18 Szczegółowiej zagadnienia te ujmuje m.in. praca Carla Sagana pt. Cosmos, op. cit., s. 204-205. " Mimo to podejmowane są liczne próby zdążające do objaśnienia tych wszystkich zjawisk. 20 J. Cohen, Main Problems ofBiology, Katch, Detroit 1996, s. 62. 21 Ibidem, s. 71. 22 J. Czerny, Spory filozoficzne wokół materii „ożywionej" i „martwej", „Folia philo-sophica" nr 19, Katowice 1999. 26 Gdyby bowiem przyjąć dotychczasowy podział na materię martwą i organiczną, to pojawia się pytanie, w jaki sposób dochodzi do „przejścia" od materii nieożywionej do ożywionej? Tradycyjnie sądzi się, że na przykład kamień należy do materii nieożywionej, a człowiek do materii ożywionej. Ale z punktu widzenia chemii zarówno kamień (głównie SiO2), jak i człowiek będący kombinacją związków organicznych, takich jak aminokwasy, enzymy i białka, są nadal tylko związkami chemicznymi, jakkolwiek na różnym poziomie organizacji. Jak to się dzieje, że kamień nie myśli, nie ma woli i świadomości tak jak człowiek? Oczywiście można odpowiedzieć, że człowiek jest na innym poziomie organizacji chemicznej aniżeli kamień. I to jest niepodważalna prawda. Lecz i ten fakt nie usuwa ani nie wyjaśnia postawionego tu problemu. Kamień i człowiek różniąsię tylko stopniem organizacji chemicznej, ale nadal pozostają one w świecie pierwiastków i związków chemicznych. Czyżby zatem znaczyło to, że im wyższy stopień organizacji chemicznej dowolnej struktury materii, tym wyższy jest stopień „autonomii" materii, czego wyrazem mogą być procesy myślowe czy świadomościowe?23 Czyżby oznaczało to, że im wyższy stopień organizacji chemicznej, to tym wyższy stopień inteligencji? Można wyobrazić sobie rejony świata, w których występują związki chemiczne na wyższym poziomie organizacji niż na Ziemi. Czy miałoby to oznaczać, że znajdują się tam organizmy o wyższym poziomie myślenia, świadomości i wolnej woli niż na Ziemi?24 Posługując się analogią zjawisk, jakie występują na Ziemi, taki tok rozumowania jest zgodny z logiką, lecz czy nie jest ona aby zbyt łatwa?25 Czy nie jest aby tak, że za fakt istnienia procesów myślowych bądź świadomościowych odpowiadają zupełnie inne, a więc pozachemiczne czy biologiczne bądź w ogóle materialne czynniki? Sądzę, że nauka dzisiejsza nie jest w stanie na te pytania racjonalnie odpowiedzieć, co wcale nie oznacza, że nie warto się nad nim nie zastanawiać. Sądzę też, że nauka zgromadziła już ogromną wiedzę na temat pochodzenia i struktury materii, począwszy od prostych atomów, a na białkach i strukturach DNA skończywszy. 23 Takie wnioski można wysnuć, śledząc poziom organizacji struktur żywych. 24 Większość kosmologów taką możliwość dopuszcza. 25 Jest to równoznaczne z pytaniem — czy wolno przynajmniej w zakresie zjawisk bio-logiczno- świadomościowych dokonywać uprawomocnionych ekstrapolacji? (dop. — J. Cz.). 27 Oczywiście nie każdy organizm ożywiony (resp. — żywy) posiada zdolność myślenia, nie każdy z nich ma wolną wolę, czy świadomość. Znane są organizmy żywe, którym obca jest śmierć, płeć, myśl czy świadomość. Należą do nich protisty (np.: ameby, eugleny, pleśnie)26. Zgodnie z dzisiejszą wiedzą naukową, materie martwa i ożywiona ciągle mutują. Wystarczy więc, aby powstały związki chemiczne na wyższym poziomie organizacji niż aminokwasy czy białka, a natychmiast pojawią się procesy bardziej złożone od zjawisk myślenia czy świadomości. Czy taką możliwość należy wykluczyć? Sądzę, że nie. Nie ma przeciwwskazań, aby w Kosmosie powstawały związki chemiczne bardziej złożone od białek, genów czy struktur DNA. Ale nawet gdyby takie zjawiska faktycznie miały miejsce, to i tak nadal nie wiemy, czy istnienie samych związków chemicznych na wysokim poziomie organizacji wystarcza, aby pojawiły się: myślenie, wolna wola, świadomość. Ten obszar zjawisk ciągle pozostaje poza zasięgiem dzisiejszej nauki. Jednak należy odrzucić myśl, że wszystkie organizmy żywe rodzą się, giną, mają płeć czy myślą. Lynn Margulis pisze: „Inaczej niż zwierzęta i rośliny, które wzrastają od zarodków aż po zaprogramowaną śmierć, wszystkie bakterie i większość eukariotycznych mikroskopijnych istot, takich jak: drobne protisty, pleśnie czy drożdże, cieszą się stanem wiecznej młodości. Ci mieszkańcy mikrokosmosu rosną i rozmnażają się bez konieczności poszukiwania partnerów seksualnych. Lecz w pewnym momencie pojawiła się mejoza, wprowadzając rozdział płci, konieczność zapładniania i nieusuwalną konieczność zaprogramowanej śmierci"27. O czym świadczy przytoczona tu wypowiedź Lynna Margulisa? Przede wszystkim pisze on, że: „mejoza pojawiła się w pewnym momencie rozwoju organizmów żywych i wówczas nastąpił rozdział płci, narodziny i zgon". W związku z tym faktem nauki rodzi się wiele doniosłych pytań. Co spowodowało pojawienie się mejozy i dlaczego to właśnie ona stała się nosicielem takich a nie innych cech żywej materii? Lynn Margulis jest z wykształcenia biogenetykiem. Fakty, jakie przytacza w swoich opracowaniach, są niepodważalnymi faktami naukowymi. Jednak mogą one mieć wielorakie komentarze i eksplanacje. Z rozważań Margulisa wyłania się wniosek, że im jakaś materia znajduje się na wyższym stopniu organizacji, tym bardziej się „specyfikuje", to 26 L. Margulis, Living Embryos, Caltech University Press, Cornell 1994, s. 114. 27 Ibidem, s. 127. 28 znaczy selekcjonuje. Jeśli materia ożywiona, jak twierdzą biolodzy, wykreowała płeć i śmierć, to można zadać pytanie, jakie funkcje może spełniać materia, gdy osiąga niewiarygodnie wysoki stopień organizacji. Nietrudno sobie wyobrazić związki chemiczne, które strukturalnie i organizacyjnie przewyższają znane nam obecnie sole, aminokwasy, białka czy struktury DNA. Jakie mogą być tego następstwa? Materia na tak wysokim poziomie organizacji zdolna byłaby posiadać superświadomość, a być może także inne uzdolnienia, których nie wykazuje materia ziemska na obecnym etapie rozwoju?) Należy pamiętać, że wysoki stopień organizacji materii nie jest w Kosmosie zjawiskiem dominującym. Gdyby było inaczej, to dostrzeżenie form życia typu ziemskiego rzucałoby się natychmiast w oczy. Tymczasem obecne obserwacje penetrujące daleki Kosmos nie ujawniły form życia podobnych do ziemskich. Fakt ten świadczy o tym, że występowanie materii wysoko zorganizowanej należy raczej do rzadkości. Oczywiście nie wyklucza to istnienia form materii podobnej do ziemskiej lub nawet wyżej zorganizowanej. Czy powyższe wywody mają dowodzić, że jesteśmy dziełem przypadku? Paul Goldenberg w swojej pracy A Mistery ofCosmos pisze między innymi: „Powstanie życia na Ziemi — znakomicie da się wytłumaczyć na gruncie samych rozważań matematycznych. Starczy w tym celu sięgnąć po metody rachunku prawdopodobieństwa, a zjawisko ziemskie stanie się natychmiast oczywiste. Znacznie trudniej objaśnić fenomen życia na gruncie teorii fizycznych. Trzeba zauważyć, że bardzo wiele planet w Kosmosie znajduje się w podobnych odległościach co Ziemia od Słońca. Oznaczałoby to, że może tam się pojawić życie podobne do ziemskiego"28. Co oznacza wypowiedź Goldenberga? Sugeruje ona, że prawdopodobnie istnieje wiele zakątków we Wszechświecie, w których panują zbliżone warunki fizyko-klimatyczne do parametrów ziemskich. To nasuwa przypuszczenie, że możliwe jest także życie biologiczne, inteligentne istoty i świadome organizmy. Gdyby okazało się, że jesteśmy sami, to rzeczywiście można mówić o szczęściu lub całkowitym przypadku. Domysłom i spekulacjom nie ma końca. I nic dziwnego. Czyżby tylko u nas Kosmos wytworzył materię zdolną myśleć, cierpieć i filozofować? Wiemy już, że nie będziemy tu na Ziemi wiecznie. Wraz ze zgaśnięciem Słońca nasza planeta zlodowacieje. Wówczas dla przetrwania albo opanu- 1 P. Goldenberg, A Mystery ofCosmos, Vol. I, Princeton - Lawrence 1996, s. 279. 29 jemy (resp. — skolonizujemy) inne rejony Kosmosu, albo uruchomimy jądro Ziemi, które będzie dostarczać nam ciepła i światła. Obydwie perspektywy są zastraszająco smutne. Zagadnienie transformacji materii chemicznej w struktury ożywione pozostaje nadal dla nauki atrakcyjnym, ale i niewiarygodnie trudnym problemem badawczym. Wielu uczonych żywi nadzieję, że i tak kwestia zostanie pomyślnie rozwiązana. Chciałem jednak wskazać, że kategoria materii tak często pogardzana i wyszydzana przez wielu myślicieli i folozofów — dała nam życie, radość i cierpienie. Obecnie nie wiemy, czy Kosmos wytwarza nieznane nam formy materii, czy też nie. Zapewne nowa nauka o materii ciemnej wzbogaci naszą wiedzę o tej kategorii kosmicznej. Nie wiemy także, czy proces kosmicznej ewolucji już się zakończył, czy trwa nadal. Rozdział III Materia a zagadnienie bytu 1. Czy istnieje niebyt? Na temat tak zwanego bytu i niebytu wypowiedziała się już starożytność między innymi ustami Demokryta, Parmenidesa, Platona oraz innych myślicieli'. Jednak ich sądy o bycie czy niebycie często są sprzeczne. Par- menides twierdził, że nie ma nic poza samym bytem2. Tymczasem Demo-kryt sądził, że obok bytu istnieje też niebyt3. Platon natomiast uważał, że istnieje byt idealny i materialny4. Powstaje natychmiast pytanie, co z tymi poglądami zrobić? Który z nich jest prawdziwy? A może żaden z nich nie jest poprawny? Poglądy filozoficzne mają to do siebie, że nie podlegają weryfikacji. Są czymś w rodzaju podniet intelektualnych lub inspiracji, a nie faktycznymi stanami. Najczęściej bywało tak, że filozofowie podawali tak zwane atrybuty bytu, nie troszcząc się o jego definicję. Niezmiernie interesujące jest, co mówi dzisiejsza kosmologia o istnieniu materii we Wszechświecie na tle poglądów filozoficznych. Rozważania niniejsze należałoby zatem zacząć od pewnych faktów nauki, które posłużą nam tutaj za swego rodzaju układ odniesienia, aby ostatecznie prześledzić, co współczesna nauka mówi o tak zwanym bycie i niebycie. 1 G. SuBmann, Grichische Denker und neue Wissenschaft, F. Mayer, Munchen 1975, s. 26. 2 J. Bańka, Ontologia bytu aktualnego. Próba zbudowania ontologii opartej na założeniach recentywizmu, UŚ, Katowice 1986. 3 F. Hóssler, Demokrits Philosophie, Nieder, Hannover 1996, s. 208. * Ibidem, 5. 221. 31 Na wstępie tych rozważań przytoczę wypowiedź Carla Sagana z jego monografii pod tytułem Cosmos. „Wiemy, że nasz Wszechświat — a przynajmniej jego ostatnie wcielenie — ma około 15 lub 20 miliardów lat. To czas dzielący nas od wydarzenia zwanego Wielkim Wybuchem. Na początku istnienia tego Wszechświata nie było galaktyk, gwiazd, planet, życia, cywilizacji. Całą przestrzeń wypełniała jednorodna promienista kula. Przejście od chaosu Wielkiego Wybuchu do uporządkowanego Kosmosu to najbardziej zdumiewająca transformacja materii i energii, jaką dane nam było poznać. Jesteśmy więc najbardziej spektakularną przemianą ze wszystkich transformacji — dalekimi potomkami Wielkiego Wybuchu"5. Chciałbym z całą mocą podkreślić, że niezależnie od tego, czy faktycznie Wielki Wybuch miał miejsce, czy też nie, w niczym nie narusza to kwestii, czy istnieje tylko byt, jak chciał Parmenides, czy obok bytu istnieje też niebyt, jak głosił to Demokryt. Zawieśmy na moment filozoficzne pojęcie bytu, które i tak nie jest precyzyjnie zdefiniowane, a zajmijmy się pojęciem lepiej znanym, a mianowicie materią w Kosmosie. Carl Sagan pisze: „Atomy są bardzo małe. Jądro atomu jest 100 000 razy mniejsze od wielkości atomu. Atomy to przede wszystkim pusta przestrzeń. Materia składa się głównie z niczego! Jesteśmy zbudowani z atomów. W Kosmosie przeważa przerażająca pustka"6. W świetle powyższej wypowiedzi, która jest potwierdzeniem faktu naukowego łatwo dostrzec, że skupienie uwagi filozofów na samym tylko bycie nie było chyba trafną intuicją. Każdy, nawet niewykształcony, człowiek żyje w głębokim przeświadczeniu, że tak zwany byt (materia) stanowi „kwitesencję" całego Wszechświata, co jest sprzeczne z ustaleniami dzisiejszej nauki. Starożytni filozofowie myśleli podobnie. Sądzili oni, że byt w postaci materii dominuje w Kosmosie i jemu głównie należy poświęcić uwagę. A nawet jeśli ktoś się nie zgodzi z poglądem, że filozofowie greccy nie mieli na myśli bytu w sensie fizycznej materii, to pada pytanie, co mieli na myśli? Co miało być owym bytem? Może był to byt postulowany, wirtualny lub jeszcze jakiś inny? W każdym razie odnosząc się z większym respektem do osiągnięć nauki niż do pojedynczych spekulacji jakiegoś filozofa, wyznajemy pogląd, że w Kosmosie przeważa pustka, to znaczy, że przestrzenie pozbawione są 5 C. Sagan, Cosmos, op. cii., s. 73. 6 Ibidem, s. 81. 32 materii. Tymczasem filozofia kontynentalna, jak i tradycyjna nauka skupiły się na bycie, a nie na niebycie (resp. — nicości)7. Jednak w ostatnim czasie wzrosły zainteresowania tak zwaną „pustką" (resp. — próżnią). Potoczne rozumienie próżni jako „nic" (resp. — nicości) okazało się rozumowaniem naiwnym, zbyt potocznym. Z fizyki kwantowej dowiadujemy się, że fluktuacje próżni mogą rodzić czas, przestrzeń, materię. Oczywiście pozostaje kwestią zupełnie odrębną, czy to, co fizycy i kosmolodzy nazywają próżnią, jest próżnią w sensie dosłownym, czy może przestrzenią, która zawiera jakieś nieznane nam dotąd cząstki czy ewentualnie nieznane pola oddziaływań, a nam się tylko wydaje, że to czysta, „pusta" przestrzeń (resp. — niebyt). W tym zakresie potrzebne są dalsze pogłębione badania naukowe. Z niniejszych rozważań wynika, że jak dotąd ani filozofia, ani nauka nie uzyskały odpowiedzi na pytanie, czy niebyt istnieje, czy jest wyłącznie teoretycznym konstruktem. Czy to, co przyrodnicy nazywają próżnią, jest niebytem, czy do niego nie należy? Czy byt i niebyt należą do symetrii Kosmosu, czy może sytuują się poza nim? Wszystkie te pytania natury nieomalże metafizycznej czekają dopiero na odpowiedź. Niewykluczone, że istnienie bytu lub niebytu jest wyłącznie kwestią poglądu, przekonania badacza bądź też owocem czystej konstrukcji myślowej. 2. Filozoficzne pytania o byt We wszelkich dyskusjach na temat bytu jeden fakt jest niepodważalny; wszyscy filozofowie starożytnej Grecji byli zgodni, że byt istnieje. I chociaż wiązali z nim różne „atrybuty" i odmienne ontologie, to niezłomnie wierzyli w jego istnienie. Kategoria bytu występuje więc we wszystkich systemach wiedzy antycznej Grecji8. To naturalne przekonanie o istnieniu bytu było owocem ludzkiego doświadczenia. Całe ludzkie otoczenie wypełnione jest rzeczami lub stanami, zjawiskami i procesami. Sądzono, że tak jak jest na Ziemi, tak jest i wszędzie. Uogólniając to doświadczenie, sądzono, że byt dominuje także w Kos- 7 Myślę, że wyjątkiem są tutaj prace Józefa Bańki, który kategorii niebytu poświęca większość swoich prac. Prace tego badacza podaję w bibliografii. 8 G. SuBmann, Grichische Denker..., op. cii., s. 63. 33 mosie9. Dzisiaj wiemy, że był to uproszczony i naiwny sposób myślenia. Tak myśli nadal wielu ludzi i dzisiaj, którym brak jest ogólnej wiedzy przyrodniczej. Możemy nieco ułatwić sobie dyskusje o bycie, przyjmując, że jest nią materia Kosmosu. Lecz zgodnie z obecnym stanem wiedzy kosmologicznej wiemy, że Wszechświat jest prawie pusty, tak jak prawie puste są atomy. Mało tego, w tej pustce kosmicznej 98 procent całej materii hadro-nowej to wodór i hel. Tylko ponad 1 procent materii Kosmosu to materia pozawodorowo-helowa. Na temat tego 1 procentu cała filozofia europejska rozpętała burzę, nazywając to bytem, a nawet materializmem. Powstawały i powstają całe traktaty i dysertacje na temat bytu, to znaczy na temat 1 procentu całej materii Kosmosu. Czy to sensowne? Materia barionowa, a zatem wodór, hel oraz cięższe pierwiastki może stanowić nikłą część całej materii Wszechświata. Jak się sądzi, istotną część masy Wszechświata stanowi materia ciemna niebarionowa. Wiadomo, że spory na temat bytu w antycznej Grecji zrodziły się w czasie, gdy nauka w rozumieniu obecnym nie istniała. Wszystkie systemy filozoficzne powstawały z dala od nauki. Jedynymi odniesieniami dla przemyśleń filozoficznych były — ludzkie doświadczenie oraz intuicja. Oczywiście nikt nie twierdzi, że intuicja jest w nauce zbędna. Twierdzi się natomiast, że jest ona daleko niewystarczająca. Kosmologia dzisiejsza z powodzeniem weryfikuje poglądy antycznych myślicieli, posługując się nie tylko ludzką wyobraźnią, ale nade wszystko faktami nauki. Obierając za punkt wyjścia dyskusji fakt, że Wszechświat jest dominu-jąco pusty, a w tej pustce 98 procent to materia helowo-wodorowa, wysuwamy pytanie, dlaczego Kosmos jest tak przeraźliwie pusty? M. Lawrence i M. Rees — sądzą, że ustawiczna ekspansja Wszechświata spowodowała „rozrzedzenie" materii w Kosmosie i stąd wyrasta wyobrażenie o nikłości występowania materii w Kosmosie. Istnienie materii ciemnej w niczym nie zmienia tego stanu rzeczy. Aby lepiej przybliżyć to zagadnienie, posłużę się następującą anegdotą. Kiedyś na opakowaniach makaronu widniał napis: „Makaron cztero-jajeczny". Ale makaron ten wyglądał nad wyraz blado. Wszyscy dociekali, czy cztery jajka w makaronie to dużo czy mało? Odpowiedź brzmiała: „To zależy, na jaką ilość mąki". ' Jest to nieuprawniona ekstrapolacja. 34 Identycznie jest z materią. Trudno odpowiedzieć na pytanie, czy materii we Wszechświecie jest mało czy dużo. Wszechświat się ciągle rozszerza. Dla utrzymania stałej gęstości materii musi dochodzić do jej wytwarzania. Bazując na zdobyczach mechaniki kwantowej, sądzi się, że rodzi się ona z fluktuacji próżni (ex nihilo). Dlatego kosmolodzy są przekonani, że materia we Wszechświecie powstaje jak w perpetuum mobile. W związku z tym Martin Rees pisze: „Pierwsze chwile Wielkiego Wybuchu to »darmowy« akcelerator. Na tej podstawie John Wheeler wprowadził do kosmologii pojęcie »geonów«, cząstek, które miałyby reprezentować pustą przestrzeń"10. Nie mamy zatem żadnej miary, która wskazałaby nam, czy materii we Wszechświecie jest dużo czy mało. Wiemy, że jest mocno rozrzedzona, dlatego C. Sagan słusznie powiada, że składa się ona — z „niczego". Kosmolodzy mająobecnie jeszcze inny problem badawczy, dotyczący materii. Nie 'potrafią sensownie odpowiedzieć na pytanie, dlaczego we Wszechświecie jest więcej materii niż antymaterii. Ten problem jest rozstrzygnięty na gruncie Modelu Standardowego oddziaływań elementarnych. Z doświadczeń wiadomo, że wytwarzaniu materii towarzyszy powstawanie w tych samych ilościach antymaterii. Jak więc wyjaśnić nadwyżkę materii nad antymaterią? Dla uratowania tego status quo fizycy i kosmolodzy wymyślili „piękne" założenie, że w trakcie początkowej ekspansji Wszechświata, zaraz po Wielkim Wybuchu materia anihilowała z antymaterią, ale w taki sposób, że zawsze się „uchował" jeden proton i jeden elektron. Z tej nadwyżkowej pary powstały później gwiazdy, planety, materia międzygwiezdna i cały Kosmos. Wariant tego założenia do złudzenia przypomina opowieść biblijną, że na początku żyli sobie Adam i Ewa, którzy dali początek całej ludzkości w drodze biologicznego rozmnażania11. Niektórzy teoretycy i metodolodzy twierdzą, że każde założenie, nawet to zmyślone, jest dobre, jeśli tylko pasuje do danej teorii. Być może, że tak faktycznie jest. Ale wówczas tego typu założenia niczym się nie różnią od bajkowych opowiadań typu: „Żyli sobie raz...". Chciałbym obecnie skupić się na innych aspektach filozoficznych dotyczących pojęcia materii. Wiadomo, że jesteśmy dzisiaj w stanie wytwarzać w akceleratorach sztuczne cząstki materii, które nie występują w sposób naturalny. Co to oznacza dla nauki i filozofii? Oznacza to, że i0 M. Rees, Correctiong Naturę, Addison - Wesley, London 1996, s. 17. " Dlatego kosmolodzy posługują się pojęciem gęstości materii, a nie ilości materii. 35 można w określonych warunkach wytwarzać materię, której Kosmos jeszcze nie wytworzył. Jest to kwestia tylko nakładów energetycznych. Już Fred Hoyle wiedział, że syntezy nuklearne zależą od dostarczonej z zewnątrz energii. Z tym zjawiskiem świat nauki zdołał się już oswoić. Jednak na tym problem się nie wyczerpuje. Nasuwa się bowiem pytanie natury nie tylko badawczej, ale i filozoficznej, metafizycznej: czy proces tworzenia materii, swoiście pojętego bytu, ma swój kres, czy też nie? Czy natura nakłada na to zjawisko swoiste embargo, czy też nie? Skoro wytwarzanie materii jest tylko kwestią nakładu energii, to czy energia może być czymś ograniczona? Czy natura nakłada na liczbową wartość energii jakieś ograniczenia? Odnosi się wrażenie, że Wszechświat dysponuje nieskończonymi zasobami energii. Gdyby tak było istotnie, to „produkcja" materii, która zależy tylko od nakładu energii, też stałaby się nieograniczona. Cały taki proces wytwarzania materii sprowadzałby się do odpowiedniej technologii. Ściśle mówiąc, byłby to proces przetwarzania energii w materię. Proces taki w przyrodzie się ciągle odbywa. Chodzi jednak o to, że w wyniku ludzkiej ingerencji w drodze postępu technicznego i technologicznego człowiek mógłby „produkować" materię. Taka transformacja na dużą skalę mogłaby zmienić naszą cywilizację. Edward Regis w swojej pracy Nanotechnologia kreśli następującą sytuację: „Wyobraźmy sobie, że udało się ludziom wyprodukować dzięki procesom technologicznym materiał, który znakomicie przewodzi ciepło, ale nie przewodzi prądu elektrycznego. Zbudowanie z takiego materiału domu czy mieszkania byłoby cudowne. Włączamy do ściany pokoju takiego materiału wtyczkę pod napięciem. Po chwili cała ściana jest równomiernie ciepła, lecz nie przewodzi prądu elektrycznego. Modulując napięcie, regulujemy zarazem temperaturę w pokoju, bez pieca, kaloryferów, kotłowni i dymiących kominów"12. Oczywiście przykład podany przez Regisa to tylko skromna ilustracja konsekwencji wytwarzania przez człowieka materii na życzenie. Czasami nawet trudno sobie wyobrazić wszelkie skutki i zmiany cywilizacyjne, jakie mogłyby nastąpić, gdyby człowiek mógł wytwarzać w sposób nieskrępowany materię na wielką skalę. Na przykład niektóre połączenia fluoru dają substancje dwadzieścia razy trwalsze od stali. 12 E. Regis, Nanotechnologia, przeł. M. Prywata, Prószyński i S-ka, Warszawa 2001, s. 19. 36 Okazuje się, że kwestia materii to nie tylko akademickie dywagacje, ale w równym stopniu konsekwencje sposobu bytowania człowieka na Ziemi. Wspomniany E. Regis pisze: „Gdy tylko ludzie rozpoznają tajniki materii, wówczas może dojść do kolejnej rewolucji cywilizacji. Dźwignią tego postępu będzie mechanika kwantowa"13. Oby słowa Regisa się spełniły. Tymczasem uczeni wydzierają tajemnice budowy materii konsekwentnie krok po kroku. Główny udział mają w tym fizycy cząstek elementarnych. Czas wreszcie odpowiedzieć na podstawowe pytanie wysunięte w tym rozdziale. Czy nauka, a zwłaszcza nauka o materii może rozstrzygnąć pytanie o istnienie niebytu? Wydaje się, że jest to uwarunkowane sposobem pojmowania tego — co określamy pojęciem niebyt. Albo zaliczymy do niego a-materialność (resp. — brak,materialności), to co fizycy i kosmolodzy nazywają próżnią, albo jest to zwykła opozycja bytu na poziomie metajęzykowym. Jeżeli odrzuci się propozycje rozumienia bytu, jako materii, a niebytu, jako jej nieistnienia, to wówczas pojawia się pytanie, czym jest byt? Skąd dowiedzieć się, że istnieje niebyt? Oczywiście, można mówić o bycie lub niebycie jako konstrukcji czysto myślowej, teoretycznej. Ale wówczas można tworzyć pojęcia bytu bądź niebytu w sposób arbitralny, wedle własnego uznania. Trudno powiedzieć, aby taka dowolność mogła stanowić podstawę postępu i rozumienia świata. Należałoby więc ustalić, czy chodzi o tworzenie pojęć ad hoc, czy raczej o naukę respektującą fakty? Wyłania się wreszcie kolejne pytanie — czy próba rozstrzygnięcia istnienia bytu i niebytu jest ważna dla nauki czy raczej marginalna? Dla nauki, jakąjest kosmologia, jest to kwestia wielce doniosła. Na jej bazie można wyjaśnić, czy Wszechświat mógł powstać z fluktuacji próżni (niebytu), czy raczej jest to niemożliwe, chyba że to, co fizycy i kosmolodzy nazywają próżnią (niebytem), nianie jest. Należy bowiem pamiętać, że dowolna przestrzeń nawet pozbawiona materii nie jest znowu aż taką próżnią. Carl Sagan mówi, że atom składa się głównie z niczego. Co ma oznaczać, że między protonem a elektronem sąprzestrzenie, w których brakjest materii. Ale działają tam pola fizyczne, inaczej atom by się rozpadł. Czy to nadal jest próżnią? 13 E. Regis, Nanotechnologia, op. cit., s. 23. 37 Odnosi się wrażenie, że fizycy bądź kosmolodzy przez próżnię (niebyt) rozumieją przestrzeń pozbawioną zwykłej materii. Oczywiście taka wykładnia może przynieść nauce pewne korzyści, jakkolwiek nie jest to przejaw „teoretycznego szczytu" myślenia. Jest to raczej ujęcie techniczno-pragmatyczne. Przestrzeń taką przenikają bowiem różne pola fizyczne na przykład: pole grawitacyjne, termiczne, fale elektromagnetyczne. Tego rodzaju pola występują we wszystkich rejonach świata. Rodzi się więc pytanie, czy taka przestrzeń jest faktycznie próżnią (niebytem)? Czy może jest to próżnia w tym sensie, że nie ma w niej cząstek materii? Sądzę, że nie są to kwestie bagatelne. O ile na obszarze samej filozofii mogą to być kwestie co najwyżej czystych, intelektualnych zmagań, o tyle w nauce płynie z tego pewne rozumienie świata. Można wreszcie postąpić inaczej, na przykład umówić się, co będziemy rozumieli przez „byt", a co przez „niebyt" i w ten sposób zacząć opisywać otaczającą nas rzeczywistość. Ale byłby to czysty konwencjonalizm. Czy jest on aż tak konstruktywny oraz inspirujący, aby się nim zajmować? MyślęJ że nie. To nie ten trop. Moim zdaniem, kosmologia i fizyka muszą dostarczyć nam nowych faktów, które może przybliżą nam to zagadnienie. Józef Bańka w recentywizmie, którego jest twórcą, wyróżnia kontekst „tutaj - teraz - bycia" oraz peryontologie typu I i II, które do bytu nie należą. Dlatego ontologicznie należą do „nie tutaj - teraz - bycia"14. 14 J. Bańka, Ontologia bytu aktualnego..., op. cit., s. 15. I Rozdział IV Mutacje materii 1. Oddziaływanie z promieniowaniem Prowadzenie jakichkolwiek rozważań nad materiąw izolacji od środowiska kosmicznego byłoby niedozwolonym uproszczeniem, deformującym przebieg procesów natury. Wzajemne oddziaływanie materii z energiąpro- mienistąprowadzi do dwóch poważnych zjawisk, a mianowicie: — ewolucji, — mutacji. Na ogół przyjęło się mniemać, że ewolucja dotyczy wyłącznie organizmów żywych. Tymczasem ewolucji podlega cała materia Kosmosu—„ożywiona" i „martwa". Ewolucja ma to do siebie, że zachodzi niezwykle wolno. Najogólniej mówiąc, polega ona na selekcji i doborze. Paul Davies pisze: „Wbrew utartym poglądom procesowi selekcji i doboru podlegają nie tylko organizmy żywe, ale całe Wszechświaty. Jest to zresztą pogląd zapożyczony od Johna Wheelera"1. Mutacja ideowo upodobniona jest do ewolucji, ale przebiega niezwykle szybko. Uczeni wyróżniają mutacje naturalne, wymuszone i recesywne. Lewis Wolpert z University College pisze między innymi: „U schyłku XX wieku dżuma nie uśmierciła zbyt wielu osób nie dlatego, że była nieobecna, tylko dlatego, że odporność ludzka była wysoka. Jednakże skaże- ' Jest to słynna hipoteza amerykańskiego kosmologa Lee Smolina, który uważa, że Wszechświat wykazuje cechy dziedziczenia i doboru. Byłaby to swoista adaptacja Darwi-nowskiej idei biologicznej o naturalnym doborze gatunków, czyli procesie biologicznej ewolucji; por. P. Davies, Bóg i nowa fizyka, przeł. P. Amsterdamski, Cyklady, Warszawa 1999, s. 59. 39 nie promieniotwórcze wywołane eksperymentami jądrowymi osłabia system immunologiczny organizmu, powodując pogorszenie się naszej zdolności przeciwstawiania się jakimkolwiek chorobom cywilizacyjnym. Po dłuższym okresie czasu oddziaływania materii z nadmiarem promieniowania powstaną mutacje, nowe odmiany mikrobów, ginięcie innych mikrobów oraz insektów. Ci, którzy przeżyją jądrowy holocaust, doznają mutacji recesywnych między innymi: powstaną nowe przerażające odmiany ludzi"2. Niewątpliwie ponury obraz kreśli L. Wolpert, ale nas interesuje głównie fakt zmian strukturalnych w samej materii pod wpływem promieniowania. Ludzie bardzo długo nie rozumieli mechanizmów odpowiedzialnych za mutacje, chociaż dawno je obserwowali. Dopiero uświadomienie sobie wzajemnych interakcji materii i promieniowania odsłoniło uczonym faktyczny stan rzeczy. Dzisiaj wiemy, że mutacje mogą być spowodowane wzajemnym oddziaływaniem materii z promieniowaniem, bądź też na drodze biologicznego krzyżowania genów pochodzących z różnych organizmów3. Ponieważ wskutek potęgującej się industrializacji świata i postępu technologicznego dochodzi do niszczenia górnych warstw atmosfery ziemskiej w związku ze spalaniem atmosferycznego azotu, dlatego do powierzchni Ziemi zaczyna docierać coraz to więcej promieniowania — więcej niż przywykła do tego ziemska materia. Efekty tego zjawiska muszą dać o sobie znać. Niektóre z nich są już widoczne, inne zostaną dostrzeżone. Lynn Margulis z California Distinguished University przytacza tylko niektóre objawy i następstwa nadwyżki promieniowania, które dociera do nas z Kosmosu oraz z prób nuklearnych. Oto niektóre z nich: — spalanie w górnych warstwach wolnego azotu, w wyniku czego powsta-jąjego szkodliwe tlenki; — powstawanie coraz to większych dziur ozonowych; — spadek plonów o 3 procent w skali globu ziemskiego; ,v — spadek progu immunologii u wszystkich żywych organizmów, m.in. u ludzi; — destrukcja systemu nerwowego, stąd wzrost agresji i ogólne osłabienie organizmu4. 2 L. Wolpert, The Expanding Universe, University of Warwick, 1990, s. 65. 3 Ibidem, s. 70. 4 L. Margulis, Living Embryos, op. cit., s. 139. 40 Oczywiście L. Margulis podkreśla, że niektóre organizmy zaadaptują się do tych warunków i przetrwają, inne zaś zginąs. Przytoczone tu przez L. Margulisa uwagi przypominają nam, że nie jesteśmy kowalami własnego losu. Kosmos „współpracuje" z nami, a zatem powinniśmy się z tym faktem liczyć. Ostatnio prowadzone są szczegółowe badania wpływu promieniowania Słońca na warunki geobiołogiczne Ziemi. Wzrost liczby urządzeń elektrycznych, elektronicznych czy nuklearnych i motoryzacji nie pozostaje bez wpływu na zachowanie się materii w Kosmosie. Wszystkie one wywierają wpływ m.in. na ludzki organizm. Józef Bańka w swoim monumentalnym trzytomowym dziele opatrzonym tytułem Filozofia cywilizacji opisuje niezwykle szeroko najróżniejsze odmiany mutacji kulturowych. Wszystkie one według tego myśliciela rodzą się w procesje wzajemnego oddziaływania jednych kultur na drugie6. Intuicje badawcze tego badacza są zgodne z charakterem mutacji, jakie zachodzą także w Kosmosie. Okazuje się, że schemat oraz konsekwencje mutacji kulturowych i kosmicznych przebiegają wedle podobnych kanonów. Z rozważań, jakie roztacza w swoich pismach Józef Bańka, i z przemyśleń kosmologów wynika, że mutacje są koniecznością natury7. Jaka natomiast jest ich wartość aksjologiczna, to problem do oddzielnego rozpatrzenia. Obserwując zachowanie się materii w Kosmosie można odnieść wrażenie, że jest ona pasywna. Jest jednak przeciwnie, to bardzo aktywna, dynamiczna substancja, która żywo reaguje z resztą Kosmosu. Klasyczne pojęcie materii, jako statycznej struktury, odeszło już do lamusa historii jako nieodpowiadające rzeczywistości8. Wzajemne oddziaływanie materii z promieniowaniem nie jest prostym zjawiskiem fizycznym. Wynika to z faktu, że charakter tego oddziaływania zależy od wartości zastosowanej energii oraz samej materii. Dla różnych wartości energii przebieg jej działania na materię był każdorazowo inny. 5 L. Margulis, Living Embryos, op. cit., s. 143. 6 J. Bańka — twórca dwóch doniosłych systemów wiedzy etyki prostomyślności oraz recentywizmu. Wydal ponad 40 opracowań monograficznych, często wielotomowych m.in. Filozofię cywilizacji, dwutomowe dzieło o Platonie, traktaty z teorii zdarzeń i o czasie, a także metafizykę wirtualną. 7 Chcę przez to powiedzieć, że niektóre idee J. Bańki wykraczają swym zasięgiem daleko poza obszar samych rozważań antropologicznych. 8 Na przykład Zbigniew Majewski jest autorem interesującej książki pt. Dialektyczna struktura materii (PWN, Warszawa 1974), niestety, praca ta nie zawiera dzisiejszego stanu wiedzy. Ujęcie Majewskiego jest poprawne, ale statyczne. 41 Nie będę szerzej opisywał tych wszystkich zagadnień, są one bowiem zamieszczone w specjalistycznych pracach fizyków. Chciałem jedynie zasygnalizować, że znajomość tych zjawisk ułatwia nam zrozumienie wielu ważnych procesów, takich jak powstawanie chorób cywilizacyjnych czy spadek odporności żywych organizmów. Silne promieniowanie dochodzące z Kosmosu może zaburzyć łączność telekomunikacyjną na Ziemi, obniżyć plony, uśmiercić wiele organizmów żywych bądź potęgować degenerację ich systemu nerwowego — wskutek tego narastają patologie psychiczne, wzrost agresji, rozdrażnienia, dekoncentracji. Nikt nie zaprzeczy, że są to niebagatelne zjawiska dla ludzkiego bytowania. W tym kontekście rozumienie wzajemnego oddziaływania promieniowania z materią pozwala uniknąć wielu przykrych następstw, ale także może służyć człowiekowi. Ingerencja w obszarze genów żywego organizmu, procesy klonowania to tylko przykłady zjawisk, które zachodząw strukturach materialnych. Nikt nie powie, że są to kwestie, które interesują wyłącznie fizyka, chemika czy biologa. Poziom nauki o materii to lepsze rozumienie zjawisk Kosmosu, a także procesów życiowych. Nauka o materii uświadamia nam, że jesteśmy uzależnieni od reszty Kosmosu, który także jest materialny, mimo ogromnych pustkowi. 2. Poziomy organizacji materii W kwestii tak zwanego poziomu organizacji materii w świecie ugruntował się dobrze znany i rozpowszechniony pogląd, który tu przytoczymy. Posłuży on nam jako pretekst do dalszej dyskusji. Fizycy i chemicy mówią, że na przykład atom wodoru jest najprostszym pierwiastkiem w przyrodzie, ale na przykład wolfram czy uran to już pierwiastki bardzo złożone9. Spróbujmy ten prawdziwy, ale obiegowy pogląd przeanalizować co do jego naukowego statusu. Atom wodoru posiada jeden proton i jeden elektron. Atom uranu posiada 92 protony i tyleż elektronów. Fizycy i chemicy mówią, że atom 9 W piśmiennictwie polskim jest znakomite opracowanie na temat klasyfikacji pierwiastków chemicznych, opracowane przez Stefana Zameckiego (Problemy klasyfikowania pierwiastków chemicznych w XIX wieku. Studium historyczno-metodologiczne, IHNOiT, PAN, Warszawa 1992). 42 uranu jest na wyższym stopniu organizacji strukturalnej niż atom wodoru, lub krótko: jest bardziej złożony. Spróbujmy prześledzić poprawność tego twierdzenia w kanonach nauki. Przypuśćmy, że w jakimś pomieszczeniu znajduje się tylko jeden człowiek, a w innym pomieszczeniu 92 ludzi. Czy to jest podstawą do twierdzenia, że ludzie w drugim pomieszczeniu są bardziej „złożeni" od człowieka w pokoju pierwszym? Oczywiście ktoś może powiedzieć, że przytoczona tu analogia z ludźmi w pomieszczeniach i atomami jest z gruntu złą analogią. Tu są ludzie, a tam są atomy. Może i tak faktycznie jest. Ale przecież protony czy elektrony atomu wodoru niczym się nie różnią się od protonów, jakie są w atomach wolframu czy uranu. To samo dotyczy elektronów. Do czego zmierzam, podając ten przykład? Do ustalenia faktu, czy „więcej" to to samo co „bardziej złożone"? Czy jedna zapałka w pudełku i pięćdziesiąt zapałek w pudełku to natychmiast wzrost złożoności? Otóż nie twierdzę, że tak jest istotnie, ale chciałbym wiedzieć, co jest istotą złożoności? Edward Regis na przykład pisze: „Struktura Kosmosu jest niczym w porównaniu ze złożonością organizmu żaby"10. Zgadzam się w zupełności z Regisem, lecz ciągle zastanawiam się nad pojęciem złożoności, jej istotą. Prawdopodobnie chodzi o to, że materia, począwszy od gluonów i kwarków poprzez protony, neutrony, elektrony, cząstki wirtualne w drodze ewolucji wytworzyła pierwiastki, molekuły, związki chemiczne i całe żywe organizmy". Ponieważ jednak Kosmos jest tworem dynamicznym, w którym nadal zachodzą procesy ewolucji i mutacji, więc rozumując przez analogię, można spodziewać się, że Kosmos na drodze tych przemian wytworzy jeszcze inne stopnie organizacji materii, lecz nie wiemy jeszcze jakie? Wiemy natomiast, że w drodze doboru naturalnego jedne struktury wymarły, inne przetrwały lub powstały w ich miejsce nowe. Fakty te zaświadczają, jak dynamiczny jest ze swej natury Kosmos. Nie ma wątpliwości co do faktu, że organizmy żywe znajdują się na wyższym poziomie organizacji strukturalnej niż atomy, molekuły czy związki chemiczne12. Są to dobrze ugruntowane fakty nauki. Jak podaje David 10 E. Regis, Nanotechnologia, op. cit., s. 12. 11 To właśnie nazywamy kosmiczną ewolucją materii. 12 D. Gelernter, Reeding Talmud, Yale University Press Ltd., London 1986, s. 112. 43 Gelernter w pracy Reeding Talmud: „W atomie wodoru liczba interakcji wyraża się liczbą dwa (elektron - proton, proton - elektron). Ale już np. w atomie węgla ilość oddziaływań wynosi około 800, a w żywym niezbyt skomplikowanym organizmie około 80 miliardów, zaś u zwierząt około 10 bilionów"13. Ułożenie równania matematycznego dla dwóch czy sześciu oddziaływań jest możliwe i rozwiązywalne. Ale już wobec miliardów oddziaływań matematyka staje się bezsilna. Co zostaje? Opis, opis i jeszcze raz opis. Ale opisy są mało precyzyjne. Niestety, nie ma na to rady. Lekarz, który usiłuje rozpoznać jednostkę chorobową u pacjenta, opisuje ją. Co on opisuje? Oddziaływanie organizmu chorego z otoczeniem. Ponieważ w każdej chorobie pojawiają się miliardy oddziaływań materii organizmu człowieka z otoczeniem, więc medyk nie jest w stanie ująć tego zjawiska za pomocą równań matematycznych. Pozostaje mu tylko opis. Czasami, jak wiemy, jest on chybiony. Ale czy to jego wina? Przecież, pamiętajmy, każda choroba to miliardy oddziaływań komórek organizmu człowieka z otoczeniem. Gdyby świadomość mechanizmów oddziaływań materii z Kosmosem była bardziej powszechna, wówczas reakcje ludzi byłyby inne aniżeli obecne. Nie szukałoby się zbawiennego leku, leku na wszystko. Bo każda choroba to miliardy oddziaływań, a każdy lek to tylko jeden czynnik, który nie może obsłużyć miliarda oddziaływań. Jednak ludzie o niskiej wiedzy wierzą głęboko, że taki zbawczy lek faktycznie istnieje. Pozostaje kwestią otwartą pytanie, co leczy chorego — lek czy jego własna wiara? A może jest to bez większego znaczenia? Co wcale oczywiście nie oznacza, że moment wiary należy z życia ludzkiego usunąć. Ale niejeden człowiek powie, że przecież są leki, które są skuteczne, na przykład antybiotyki. Oczywiście antybiotyki są skuteczne, ale uwaga! — tylko na krótko. Po okresie tak zwanej adaptacji należy zwiększyć dawkę antybiotyku. Później, po upływie jakiegoś czasu znowu ją zwiększyć. Organizm zaczyna się zachowywać jak narkoman. Domaga się coraz to większych i częstszych dawek antybiotyku. Przemysł farmaceutyczny zbija fortuny, a ludzie podtruwająsię z lekka. Czy jest inne wyjście? Oczywiście! Zamiast nadmiernego podawania leków, trzeba ludzi lepiej odżywiać. Dawać im coraz więcej czasu na regenerację sił. Wydłużać urlopy, mniej 13 D. Gelernter, Reeding Talmud, op. cit., s. 241. 44 stresować. Wówczas leki staną się rzadkością. Ale na przełomie stuleci ludzkość nabiera rozpędu, pracuje coraz to dłużej, jest intensywnie eksploatowana. To wzmaga choroby i wyczerpanie. Świat produkuje miliony ton leków i medykamentów. Ludzkość to spożywa w zastraszającym tempie. Koncerny farmaceutyczne zgarniają ogromne zyski. Narkotyki i leki stały się pożywką ludzkości doby współczesnej. Często ludzie nie są świadomi, że tą drogą przyspieszają procesy ewolucji i mutacji materii. Z niniejszych rozważań można wysnuć jeden ważny wniosek. To nieprawda, że procesy ewolucji i mutacji materii, czyli jej oddziaływań z Kosmosem, to obiekt zainteresowania głównie fizyków, chemików czy biologów. To sprawy, które dotyczą wszystkiego, co w tym Kosmosie się znajduje, łącznie z człowiekiem. Pamiętając o tych drastycznych przykładach oddziaływania materii z Kosmosem oraz o zjawiskach chorób, nikt nie może powiedzieć, że są to kwestie mu obojętne, Ponieważ materia w Kosmosie ustawicznie ewoluuje i muruje, więc charakter i natura jej oddziaływań podlega ciągłym zmianom. I w tym miejscu wyłania się pytanie natury filozoficznej. Niektórzy myśliciele sądzili, że Wszechświat zdąża lub też realizuje określone cele. Wszechświat jest celowościowy, tak głosił Arystoteles. Gdyby tak było faktycznie, to natychmiast padnie pytanie, jakie cele realizuje Kosmos poprzez swoje mutacje i proces ewolucji? Czy ma to być Heraklitański cel powszechnej zmienności rzeczy (Pan-tha rei), czy może jeszcze jakiś inny cel. Jak zatem pogodzić idee Parmeni-desa o stałym bycie z procesami ewolucji i mutacji? Chyba że one nie wchodzą w skład bytu, a są jedynie jakąś jego reprezentacją? Tak czy owak świat nauki odnotował nieustającą dynamikę Wszechświata w postaci ustawicznej ekspansji, lecz czy ogół tych zjawisk zdąża do jakiegoś celu? Oczywiście taki cel czy cele można sobie wykoncypować. Może to być na przykład powrót do stanu osobliwości kosmicznej albo przejście do innych Wszechświatów. Lecz wszystkie te spekulacje pozostają poza zasięgiem dzisiejszej nauki i można je uznać za specyfikacje do sciencefiction. Nie oznacza to jednak, że rezygnujemy z objaśnień mutacji czy ewolucji materii. Spośród tych zagadnień na pierwsze miejsce wysuwa się pytanie, czy mutacje lub ewolucje mająswój kres czy też nie? Po co, w jakim celu (jeśli taki w ogóle istnieje) Kosmos realizuje ewolucje i mutacje? Czy są one wynikiem dynamiczności Wszechświata? Czy to znaczy, że dynamiczność jest możliwa pod warunkiem występowania mutacji? Czy ewolucje i mutacje wynikają z innych zasad? Jeśli tak, to z jakich? 45 Na temat ewolucji i mutacji najwięcej napisali biolodzy. Ale oni ograniczyli się do samego opisu zjawisk biologicznych, pozostawiając problem ich wyjaśnienia na uboczu. W kosmologii objaśnienie mechanizmów odpowiedzialnych za procesy ewolucji i mutacji są kluczem do zrozumienia Wszechświata. Gdyby przystać na teleologiczny pogląd rzeczywistości, mówiący o tym, że Wszechświat zdąża do określonego celu, czy może celów, to pada pytanie: dlaczego natura realizuje procesy ewolucji i mutacji? Czasami spotyka się opinie, że ewolucja i mutacje są obiektywnymi procesami, które wyrażają najgłębszy sens praw natury. Tak sądzi na przykład Heroy Robson14. Jednak z jego twierdzenia nadal nie wiadomo, po co Kosmos realizuje te zjawiska? Jeśli poprzez mutacje, ewolucję i naturalny dobór pewne struktury martwe i ożywione giną, inne zaś powstają, to rodzi się pytanie, co natura chce przez to osiągnąć? Co osiągnęła na przykład dzięki wyginięciu dinozaurów? Myślę, że są to doniosłe pytania, a ich zrozumienie pogłębiłoby poznanie samego Wszechświata. Odkrycie zjawisk mutacji czy ewolucji jest niezaprzeczalnym sukcesem nauki, ale zatrzymanie się na poziomie samego opisu tych zjawisk już nie wystarczy. Zależy nam na tym, aby zrozumieć, co natura chce osiągnąć poprzez mutacje i ewolucje? Sądzę, że kosmolodzy obok filozofów mogą dostarczyć w tym zakresie wiele cennych ustaleń, sam problem jest bowiem niezwykle istotny dla dalszego postępu w rozumieniu naszego Wszechświata. Niektórzy kosmolodzy starają się zbagatelizować ten problem i twierdzą, że gdyby natura była statyczna, to wówczas świat byłby nudny, a nauka nie miałaby podniet do rozwoju. Myślę, że nawet gdyby kosmolodzy mieli tutaj rację, to są to racje literackie, a nie naukowe. 14 H. Robson twierdzi, że zasadą świata jest ciągła wymiana energii, która może się dokonywać wyłącznie w drodze mutacji; por. H. Robson, Why the World is Dinamic?, Boston - Copy, Boston 1992, s. 76. Rozdział V Materia w świetle koncepcji wielu światów 1. Czy Wszechświat jest izotropowy? Odpowiedź na to pytanie zależy od tego, kto jej udziela: fizyk, kosmolog, teolog czy mistyk. Fizyk zapyta o to, czy prawa fizyki są wszędzie takie same. W pracy Nathana Spielberga i Bryona Andersona pod tytułem Seven Ideas that Shook the Universe czytamy: „Pewne fundamentalne wielkości fizyczne zostają w świecie »zachowane«, a więc są one stale i niezmienne. Powstaje jednak pytanie —jakimi prawami rządzi się ostateczna struktura materii i jakie aspekty natury fizycznego świata prawa te pozwalają dostrzec?"1. Wypowiedź tych uczonych jest dwuczłonowa. Pierwsza jej część dotyczy niezmienności stałych fizycznych, druga pyta o „sposób ustalenia spraw ostatecznych, jakie ewentualnie rządzą materią". Przytoczona tu wypowiedź tych badaczy jest niezwykle istotna i doniosła. Zobaczmy dlaczego? Uczeni ci skłaniają się do poglądu, że zasadnicze prawa fizyki są we Wszechświecie takie same. Szerzej traktuje o tym praca Jana Sucha O uniwersalności praw i zasad natury1. Natomiast druga część wątpliwości zawarta w pytaniu, czy znamy ostateczną naturę materii, zasługuje na szczególną uwagę. Oznacza ona mniej więcej tyle, że nie znamy chyba tego, co konstytuuje istotę materii w Kosmosie. Czego zatem możemy się jeszcze spodziewać? Z całą pewnością uzyskania wiedzy na temat, czy istnieją elementarne (resp. — niepodzielne) 1 N. Spielberg, B. Anderson, Seven Ideas that Shook the Universe, Academy Press, London 1994, s. 12. 2 J. Such, O uniwersalności praw i zasad natury, Książka i Wiedza, Poznań 1978, s. 63. 47 składniki materii? Wielu uczonych sądzi, że takimi składnikami są kwarki (S. Hawking, L. Lederman)3. Ale nie wszyscy badacze ten optymizm podzielają. Sagan, R. Peebles)4. Nie jest to jednak jedyny problem badawczy. O niektórych teoriach dotyczących materii pisałem już wcześniej. Otwarty problem ewolucji, czy mutacji, również wchodzi w zakres tych ostatecznych tajników materii. Zupełnie oddzielną kwestią pozostaje zagadnienie wzajemnego odniesienia materii do energii. Wprawdzie A. Einstein podał równanie przemiany materii w energię, ale są to zależności czysto ilościowe5. W tej pracy zastanawiamy się, czy materia stanowi jakąś odmianę energii, czy też może takiego powinowactwa w ogóle nie ma. Wprawdzie niektórzy wyrażają się bardzo poetycko, że materia to uwięziona energia, ale nas takie konteksty nie interesują. Bazując na koncepcji Wielkiego Wybuchu, zgadzamy się, że materia powstała z energii, ale brak jest dokładnej charakterystyki tej transformacji. Nie wiemy obecnie, dlaczego materia ma masę. Nie rozumiemy także zjawiska przyciągania grawitacyjnego mas. Wprawdzie uczeni wprowadzili pojęcie grawitonów, a więc cząstek wirtualnych odpowiedzialnych za przyciąganie grawitacyjne, ale jak dotąd idea grawitonów przypomina raczej koncert życzeń niż faktyczny stan nauki. Sądzę także, że dobrze poznaliśmy strukturę materii, natomiast istnieje wiele otwartych kwestii w zakresie tak zwanych ostatecznych elementów materii. Niestety, nie mamy dobrych tradycji w zakresie statusu ontologiczne-go materii. Już filozofowie antycznej Grecji odnosili się do niej z pogardą, lub w najlepszym wypadku jak do pojęcia drugiej kategorii, sytuując na pierwszym miejscu świat ducha oraz idei. Jednak szczerze mówiąc, gdyby nie ta materia, z której i filozofowie są zbudowani, to poprostu by ich nie było. A jak nie byłoby ich, to także nie byłoby wzniosłych idei, koncepcji ducha, transcendencji i metafizyki. Wiadomo, że energia Kosmosu występuje głównie w postaci fal. Ponadto istnieje też energia kinetyczna ciał niebieskich i masy międzygwiezdnej. Wiemy też, że materia w spotkaniu z antymaterią anihiluje, przeistaczając się w energię promienistą. Niezwykle zastanawiające jest, 3 J. D. Barrow, Początek Wszechświata, Cis, Warszawa 1995. 4 P. Holmes, The Universe, Boston - Edd., New York 1997, s. 24. 5 Chociaż John Barrow jest ostrożniejszy i mówi, że zasady obowiązują tylko w świecie obserwowalnym. 48 dlaczego materia — z antymaterią wytwarza energię? Interesujące jest też, dlaczego zwykła materia podlega procesowi połowicznego rozpadu. Fizycy potrafią określać czas połowicznego rozpadu materii. Pojawiają się jednak pytania: dlaczego w ogóle materia podlega dezintegracji? Jakie mechanizmy są za to zjawisko odpowiedzialne? Są to niezwykle ważne dla nauki pytania, które Spielberg i Anderson zaliczają do tak zwanych ostatecznych wyznaczników materii6. Jeżeli materia się rozpada, to w rozumieniu Par-menidesa nie należy do bytu. Zupełnie odrębną sprawą jest, czy takie ostateczne wyznaczniki materii istnieją? Lista pytań i wątpliwości dotyczących konstytutywnych cech materii jest długa. Przekonanie kosmologów o fizycznej izotropowości przyrody, to znaczy o uniwersalności praw fizycznych w Kosmosie, przeważa wśród fizyków i astronomów, ale jest to tylko przewaga liczbowa, a nie naukowa. Prawdopodobnie Wszechświat jest zbyt wielki, aby pokusić się o empiryczne sprawdzenie tej hipotezy. Fizycy stawiają jednak pytanie: niby dlaczego natura miałaby różnicować swoje reguły gry. Byłby to przejaw — jak się wyraża G. SuBmann — nadmiernej komplikacji. A natura nie wytwarza jej w nadmiarze7. Z tezą SiiBmanna można polemizować, chociaż ten tok myślenia wydaje się bardzo logiczny. Tymczasem niezwykle doniosłą uwagę w tej mierze wprowadza John Barrow. Badacz ten pisze: „Obserwowalny Wszechświat jest skończony. Kiedy mówimy, że chcemy wyjaśnić strukturę Wszechświata, mamy na myśli chęć wyjaśnienia budowy obserwowalnego Wszechświata. Wszechświat może jednak być nieskończony. Być może nigdy się tego nie dowiemy"8. Opierając się na wypowiedzi Barrowa, można przypuszczać, że uczeni na podstawie obserwowalnej części Wszechświata dokonują nieuprawnionej ekstrapolacji na cały nieskończony Kosmos. Nic dziwnego, że wszelkie sądy dotyczące Wszechświata niosą ze sobą ryzyko nieokreśloności, a przez to samo bardzo hipotetycznych twierdzeń. Z punktu widzenia nauki są to sądy o małej wartości poznawczej. Ostatecznie więc na pytanie, czy Wszechświat jest izotropowy, fizycy odpowiadająna ogół twierdząco, lecz bez głębszego uzasadnienia tegoż poglądu. 6 J. Cohen, Living Embryos, op. cit., s. 109. 7 Cyt. za: L. Wolpert, Life Problems in the Universe, Oxford University Press, London 1986, s. 200. 8 Cyt za: P. Davies, Other Worlds, op. cit., s. 93. 49 A jak na to pytanie odpowiadają kosmolodzy? Niestety, kosmolodzy są w tym zakresie podzieleni. Niektórzy z nich wątpią w fakt Wielkiego Wybuchu, ale nadto skłonni są głosić, że istnieje bardzo wiele światów o zróżnicowanych parametrach fizykalnych. Jest to tak zwana kosmologiczna interpretacja fizyki kwantowej. R.H. Dicke, H. Everett, J. Wheeler, M. Rees, H. Drakę twierdzą, że Wszechświat jest wieloraki. Istnieje wiele różnych światów9. Jedyną przesłanką, na której opierająoni swój pogląd jest fakt, że mechanika kwantowa dopuszcza istnienie różnych wszechświatów. I rzeczywiście fizyka kwantowa zezwala na istnienie różnych wszechświatów, lecz pytanie — czyje realizuje? Z punktu widzenia samej heurezji takie stanowisko ma sens. Pozostaje jednak kwestia jego realności. Z powyższych rozważań wynika, że ani fizycy, ani kosmolodzy nie dostarczają nauce niezbitych podstaw co do kwestii, czy Wszechświat rządzi się jednymi tylko prawami i zasadami, czy też może istnieją światy fizycznie zróżnicowane10. Teolodzy są w lepszej sytuacji od uczonych. Punktem wyjścia jest dla nich teza, że Wszechświat został stworzony, a Stwórca nie miał interesu różnicować świata w sensie fizykalnym. Tymczasem specjaliści nauk szczegółowych mówiąo różnicach w świecie w sensie kulturowym, cywilizacyjnym, religijnym, politycznym, gospodarczym czy militarnym. Ale oczywiście te różne światy tu nas nie interesują. Nam chodzi o Wszechświat wielkoskalowy, a nie o glob ziemski. Zagadnienie izotropowości Wszechświata nie wyczerpuje się w dyskusji nad samymi prawami fizyki. Można bowiem pytać o to, czy Wszechświat jest izotropowy w aspekcie zjawiska życia. W tym zakresie uczeni są najbardziej podzieleni. Przytoczę w tym zakresie głosy kilku autorytetów naukowych. Oto co pisze L. Margulis autorytet w dziedzinie biologii rozwojowej, w pracy Living Embryos: „Wszelka dyskusja na temat istnienia życia w innych rejonach świata pozostaje zagadnieniem otwartym tak co do jego ontologicznego statusu, jak i samych form jego przejawu. Niewykluczone, że są bezbiałkowe i beztlenowe jego odmiany. Te hipotezy należy jednak dopiero zweryfikować"". 9 U. Rheinhard, Die neue kosmologie, R. Meyer, Stuttgart 1991, s. 7. 10 Szerzej zagadnienia te są omówione w pracy R. Penrose'a i S. Hawkinga pt. Natura czasu i przestrzeni, UAM, Poznań 1996. " L. Margulis, Living Embryos, op. cit., s. 124. 50 Wypowiedź L. Margulisa jest wysoce asekuracyjna, ale i pouczająca. Życie w Kosmosie jest możliwe, lecz chyba też i rzadko spotykane. Z kolei Lewis Wolpert podaje ciekawszy naukowo wariant możliwości istnienia życia poza Ziemią. Wolpert pisze: „Trudno jest udzielić wiarygodnej odpowiedzi na pytanie, czy we Wszechświecie istnieje życie podobne do ziemskiego. Można natomiast z całą pewnością powiedzieć, że w Kosmosie istnieją zarodki, z których życie w odpowiednich warunkach może się roz- "12 wmąc Badacz ten oparł swoje przypuszczenia na podstawie tego, że w materii międzygwiezdnej, m.in. w spadających meteorytach, odkryto organiczne związki węgla, stanowiące surowiec do powstania życia. No, ale od zarodków do samego życia jest długa droga. W każdym razie stanowisko Wolperta jest mniej spekulatywne aniżeli L. Margulisa. Jednak bez względu na to, jakich argumentów używają uczeni, już sam fakt, że nad tym się zastanawiają, jest sam w sobie wartościowy. W aspekcie biologicznym Wszechświat nie wydaje się tak spójny jak w sensie praw i zasad fizycznych. Nie wiemy jeszcze, czy świat jest izotropowy w sensie cywilizacyjnym. Paul Davies wymienia trzy możliwości: — Wszechświat cywilizacyjnie jest izotropowy, co oznacza, że znajduje się na poziomie cywilizacji ziemskiej; — Wszechświat jest anizotropowy, co oznacza, najkrócej mówiąc, że istnieją cywilizacje o niższym lub wyższym standardzie cywilizacyjnym niż ten, który panuje obecnie na ziemi13. W dyskusji tej ciekawe stanowisko zajmuje Uwe Rheinhard. Powiada on, że wszelka dyskusja nad ewentualnymi cywilizacjami we Wszechświecie zakłada istnienie istot inteligentnych, a po drugie, cywilizacje zmieniają się. Ludzkość miała inną cywilizację pięć tysięcy lat temu niż obecnie14. Z przeprowadzonych tu rozważań widać, że zagadnienie izotropowo-ści Wszechświata jest ze swej natury zawiłe i nauka dzisiejsza nie jest należycie do niego przygotowana. Oczywiście tradycja przyzwyczaiła nas do poglądu, że Wszechświat jest jednorodny i w miarę stabilny. Taki pogląd daje psychiczne poczucie 12 Cyt. za: J. Wheeler, The Anthropic Principle, Cambridge University Press, London 1988, s. 67. 13 Ibidem, s. 19. 14 U. Rheinhard, Die Gegenwartige Wissenschaft, M. Alber, Oldenburg 1997, s. 29. 51 bezpieczeństwa, lecz nauka nie może bazować na tego rodzaju pragnieniach i emocjach. Musi w miarę rzetelnie rozpoznać rzeczy tak, jak się one mają. 2. Czy znane są wszystkie składniki materii? Postawione w tytule pytanie wymaga pewnych dookreśleń. Co to są składniki materii? Są to tak zwane pierwotne jej części. Co to znaczy pierwotne, a nie wtórne? Rozróżnienie to wykażę na przykładach. Takie ciała, jak na przykład organizmy żywe, związki chemiczne, molekuły, atomy należą do materii wtórnej. Zaś do materii pierwotnej należą na przykład kwarki, gluony, z których zbudowane są protony, neutrony czy atomy. Nasze zasadnicze pytanie brzmi — czy znamy podstawowe składniki materii? Nie chodzi więc o atomy uzyskiwane sztucznie w akceleratorach. Nie chodzi o molekuły, związki chemiczne, organizmy żywe. Wszystkie one są przykładem materii wtórnej. Do czego zmierza powyższe pytanie? Jak pisałem już w tej pracy — materię można uzyskać z energii. To, co otrzymamy, zależy od rzędu użytej energii. W warunkach ziemskich nie możemy uzyskać energii na żądanie, to znaczy dowolnych wartości. Aby takie energie uzyskać, musielibyśmy dysponować akceleratorami kosmicznych rozmiarów, a to jest fizycznie niewykonalne15. Jednak energie takie istnieją w Kosmosie, w jądrach olbrzymich gwiazd, gdzie panują niewiarygodnie wysokie temperatury i ciśnienia. Niewykluczone, że w tak ekstremalnych warunkach powstają cząstki, których tu w warunkach ziemskich nigdy istnienia nie doświadczymy. Zatem pytanie o pierwotne, elementarne składniki materii pozostaje dla nauki ciągle aktualne, i to właśnie w kontekście pytania o izotropowość Wszechświata. Taka wiedza zaspokoiłaby nie tylko samą ciekawość uczonych, ale zarazem stanowiłaby postęp w dziedzinie technologii materiałowej. Można by było budować urządzenia, ultraelektronowe, które byłyby około 1000 razy precyzyjniejsze od obecnie istniejących. Podniosłoby to nie tylko ogólny poziom technologii, ale zarazem zmieniłoby oblicze ludzkiej cywilizacji na 15 D. Deutsch, Multiworlds als Methaproblems, Boston University Press, Boston 1996, s. 27. 52 Ziemi. Można by na przykład budować elektrownie na subcząstkach. Przy ich rozpadzie wyzwalałyby się ogromne ilości energii. Pamiętajmy, że w materii zamrożone są ogromne ilości energii. Tak więc rozstrzygnięcie kwestii składników materii nie jest problemem czysto teoretycznym. Ma ono swoje konsekwencje natury praktycznej. Ale daje ono też ważną odpowiedź na pytanie o charakter naszego Kosmosu, rozstrzyga bowiem, czy Wszechświat jest izotropowy, czy ani-zotropowy. Problem elementarnych składników materii ma nie tylko zaspokoić intelektualną ciekawość uczonych, ale również ostatecznie udzielić odpowiedzi na pytanie, czy nasz Wszechświat jest w tym względzie izotropowy. Chcielibyśmy wreszcie wiedzieć, czy jest tylko jeden czy więcej składników materii? Jednak na przeszkodzie tych dociekań stoi koncepcja wielu światów, a ta z kolei, jak na razie, komplikuje odnalezienie właściwej odpowiedzi. Nie należy się jednak łudzić, że uzyskanie wiedzy o cząstkach elementarnych materii jest takie proste. Poprę to następującą ilustracją. Przypuśćmy, że udało nam się uzyskać w akceleratorze cząstkę „A". Skąd mamy wiedzieć, czy jest ona już elementarna, tzn. dalej nierozkładalna, czy jeszcze złożona? Można to sprawdzić tylko w jeden sposób. Należy taką cząstkę poddać jeszcze większym działaniom energii. Ale jak uzyskać tak dużą energię? Należałoby zbudować akcelerator przekraczający rozmiarami kulę ziemską, a zbudowanie takiego urządzenia jest niemożliwe ze względów technicznych. Być może energie takie występują w jądrach olbrzymich gwiazd. Dostęp do tych procesów jest dziś jednak albo utrudniony, albo wprost niemożliwy. Obecnie nie mamy zatem technicznych możliwości sprawdzenia, czy na przykład kwarki są cząstkami elementarnymi, czy jeszcze złożonymi? 3. Idea wielu światów a materia Problematykę wielości światów podejmuje ostatnio coraz to więcej badaczy. Zanim przejdę do omówienia koncepcji wielu światów przedstawię stanowiska na ten temat, które znaleźć można w światowej literaturze. Paul Davies przypomina, że niektórzy kosmolodzy przyjmują tezę o istnieniu wielu wszechświatów, a nasz Wszechświat jest jednym z nich. Zwolennicy koncepcji wielu światów nie precyzują ich liczby. Niektórzy 53 kosmolodzy sądzą, że istnieje nieskończona ilość wszechświatów. Taka właśnie ilość dopuszczalna jest przez mechanikę kwantową. Tymczasem R.H. Dicke, J. Wheeler i S. Hawking są zdania, że wielość światów jest konsekwencją samego momentu Wielkiego Wybuchu. A oto argumentacja Dicke'a: „W pierwszych ułamkach sekund Wielkiego Wybuchu panował niepodzielnie stan kwantowy. Z tej racji nie był ściśle określony, a więc nie mógł to być jeden określony świat"16. Tak twierdzi również S. Hawking. Nie trudno jest jednak zauważyć, że koncepcja wielu światów rodzi wiele problemów, czasami trudno rozstrzygalnych. Przede wszystkim już na samym początku nasuwa się pytanie, na jakiej podstawie kosmolodzy wnioskują, że jakiś wszechświat jest inny od naszego? Jakie czynniki decydują o jego odrębności? Najczęściej wymienia się różne stałe fizyczne lub różne prawa i zasady fizyki. Zwolennicy wielości wszechświatów sugerują, że większość wszechświatów nie nadaje się do życia ze względu na wysoką entropię. Zdaniem tych uczonych, tylko nieliczne wszechświaty nadają się do zamieszkania. Dowodzą oni, że w światach tych gęstość materii i temperatury znacznie odbiegają od obecnie notowanej na Ziemi, toteż życie staje się tam niemożliwe17. Koncepcja wielu światów budzi najwięcej kontrowersji wśród kosmologów. To prawda, że mechanika kwantowa zezwala na istnienie wielu światów, ale na tej prawdzie zagadnienie się kończy. Koncepcja ta kłóci się przede wszystkim z ideą izotropowości Wszechświata. Ale John Wheeler wyjaśnia, że światy te powstająjeden po drugim. Nie istnieją one jednocześnie, w związku z tym nie ma konfliktu między naszym światem a światami alternatywnymi18. Inni badacze, na przykład H.R. Dicke, podtrzymują pogląd, że każdy z wszechświatów rządzi się innymi prawami fizycznymi. Taki punkt widzenia świata sugeruje, że natura realizuje różne fizyki, o zróżnicowanych prawach i zasadach. Byłoby jednak znacznym uproszczeniem sądzić, że koncepcja wielu światów jest wyłącznie teorią kosmologiczną. John Wheeler i Roger Pen-rose sądzą, że nawet idee mechaniki kwantowej i zagadnienia świadomości 16 R.H. Dicke, Modern Cosmology, „Naturę" 1961, nr 19, s. 440. " M. Rees, Before the Beginning, op. cit., s. 234. 18 R. Penrose, Quantum Aspects in Knowledge, „Naturę" 1988, nr 445, s. 576. 54 są ze sobą powiązane. Roger Penrose wypowiada w tym zakresie nader kontrowersyjną, ale śmiałą myśl: „Być może ani gwiazdy, ani atomy, ani żadna inna materia nie są potrzebne do pojawienia się inteligentnego (świadomego) obserwatora"19. Myśl, którą wypowiada R. Penrose, jest na wskroś rewolucyjna, a przy tym bardzo dyskusyjna. Tymczasem Hugh Everett oraz David Deutsch wysunęli koncepcję tak zwanych „światów rozgałęzionych". W miarę upływu czasu różnice między nimi pogłębiają się. Stąd czasami mówi się też o „światach rozbieżnych". Rozbieżnych w aspekcie wielkości fizycznych20. Spróbujmy podsumować nasze rozważania na temat wielości wszechświatów. Otóż bez względu na to, czy głoszone poglądy na temat wszechświatów są słuszne, czy bezpodstawne, wszystkie one wyrastają na gruncie mechaniki kwantowej. Okazuje się, że ta dziedzina wiedzy wykracza daleko poza samą fizykę i ogarnia kosmologię oraz filozofię. Koncepcje wielu światów sugerują, że Kosmos jest złożony i że nasze ziemskie doświadczenia są niewystarczające, aby mogły stanowić solidną podstawę do uogólnień. Wysunięte przez Wheelera i Penrose'a pomysły, że świadomość konstytuuje się na zasadach kwantowych i że kategoria świadomości nie wymaga podłoża materialnego, mogą mieć charakter spekulatywny, ale za to są odważne i niezwykle inspirujące do głębszych przemyśleń. Gdyby tak było faktycznie, to zwyciężyłby Platon, Filon i Leibniz, dla których materia była tym bytem gorszym, upośledzonym wobec bytu idealnego. Wówczas pojęcie materii zostałoby zdegradowane, ponieważ nie miałoby swego udziału w procesach świadomych, a więc tych, które czynią obserwatora inteligentnym. Wszystkie poruszone tu zagadnienia są najwyższego lotu. Należą do wiodących zagadnień dzisiejszej nauki. Czas pokaże, czy były to tylko spekulacyjne improwizacje, czy hipotezy, które gruntownie zmienią nasze widzenie świata. Roger Penrose twierdzi, że zjawiska mentalne i świadome nie wymagają podłoża materialnego, wystarczają ilościowe proporcje pewnych elementów (dzisiaj nie wiemy jeszcze jakich), aby zaistniała psychika i świadomość21. 19 R. Penrose, Quantum Aspects..., s. 236. 20 Ibidem, s. 240. 21 Ibidem. 55 Pogląd Penrose'a nie jest nowy. Takie stanowisko zajmowali już pita-gorejczycy i Leibniz. W mojej pracy Zarys pedagogiki aksjologicznej przypominam, że filozofowie tej formacji wszystko uzależniali od proporcji liczbowych. Rozum, dobro i zło, niedowład umysłowy, zdaniem tych uczonych, zależały od liczby. Twierdzili oni, że to — czy człowiek jest dobry czy zły, zależy od wzajemnych proporcji „dobra" i „zła", albowiem każdy człowiek jest nosicielem zarówno dobra, jak i zła. Podobnie jest z rozumem. Każdy człowiek posiada rozum oraz jego niedostatki, ale o tym, która właściwość u niego przeważa, decyduje ich wzajemna proporcja2 Ten sam motyw Pitagorejski powtarza R. Penrose, z tym że przywołuje on na ratunek zasady mechaniki kwantowej — czego nie mogli uczynić pitagorejczycy. W każdym razie uniezależnienie procesów mentalnych i świadomościowych od podłoża materialnego wydaje się pomysłem godnym uwagi. Wydaje mi się, że nie jest ważny sposób dojścia do prawdy: czy będzie on natury matematycznej, czy materialnej. Istotne jest natomiast, moim zdaniem, samo dotarcie do istoty procesów czucia i myślenia, do mechanizmów odpowiedzialnych za te zjawiska? Nauka światowa robi dziś ogromne postępy. Tempo odkryć wzrasta z każdym dniem. Jeszcze 15 lat temu kosmologia była mało znaczącą dziedziną wiedzy, dzisiaj stała się nauką wiodącą. Na jej usługach jest obecnie nowoczesna fizyka, matematyka, biologia molekularna, mechanika kwantowa i aparatura pomiarowa wysyłana w Kosmos. Kosmologia współczesna stała się w ten sposób dziedziną interdyscyplinarną, a przez to znacząco wzbogaconą. Wzrasta też na świecie wiedza o niej samej i świadomość jej roli w poznawaniu Wszechświata23. Teza o istnieniu wielości światów stoi w jawnej opozycji do hipotezy o izotropowosci Wszechświata, chyba że uczeni jedynie postulują istnienie takich światów jako teoretycznie możliwych. Natomiast istnienie realnych światów pozostaje nadal kwestią otwartą. Ponieważ dominującą postacią materii, jaka występuje w Kosmosie, jest głównie wodór, trudno więc wyobrazić sobie światy o bardzo zróżnicowanych parametrach fizycznych. Istnieje jeszcze inna możliwość istnienia różnych światów. Świat fizyki kwantowej i świat fizyki makroskopowej nie są tymi samymi światami, 22 J. Czemy, Zarys pedagogiki aksjologicznej, Katowice 1997, s. 64. 23 M. Faber, State oj Today s Cosmology, Random House, New York 1997, s. 7. 56 podobnie zresztą gigaświat, który nazywamy Kosmosem. W świecie makro nie obowiązują ani zasady fizyki kwantowej, ani relatywistycznej. Światem makro rządzą prawa fizyki Newtonowskiej. I chyba w takim sensie można mówić o różnych światach. Nie da się utrzymać tezy, że w świecie makro nie obowiązują prawa fizyki relatywistycznej, to właśnie ona stanowi podstawę fizyki makro. Oddzielnym problemem współczesnej kosmologii pozostaje świat materii ciemnej. Hubert Reeves w swojej pracy pt. Najnowsze wiadomości z kosmosu pisze że „przyspiesza ona kiełkowanie galaktyk"24. W innym miejscu czytamy: „W wielu miejscach świata trwają prace mające na celu wykrycie tej niezwykłej materii i ustalenie jej właściwości. Jak dotąd nie uzyskano żadnego konkretnego wyniku. Najwidoczniej ów składnik jest tak utajony, że nie daje się łatwo zdemaskować. Bardzo słabo oddziaływa ze zwykłą materią. Gdyby było inaczej, z pewnością już by go wykryto i zidentyfikowano. Przy takich cechach fizycznych ciemna materia może tworzyć galaktyki jeszcze przed wytworzeniem się atomów wodoru w temperaturze 3000 stopni Kelvina"25. Powyższa wypowiedź H. Reevese'a ważna jest chociażby z tego względu, że nie znamy do końca wszystkich składników materialnych tego świata. Natomiast wiedza na temat materii nam dostępnej i zbadanej nie dostarcza wyczerpujących informacji o tym składniku Kosmosu. Dlatego wszelkie wypowiedzi filozofów o materii muszą być z gruntu ograniczone, nie mówiąc już o ich trafności merytorycznej. Sądzę, że kosmologia wzbogaci naszą wiedzę o tym aspekcie Wszechświata, a przez to samo przybliży nam jego rozumienie. 24 H. Reeves, Najnowsze wiadomości z kosmosu: w stroną pierwszej sekundy, przeł. R. Gromadzka, Cyklady, Warszawa 1996, s. 189. 25 Ibidem, s. 189. Rozdział VI Znaczenie nauki materii dla współczesnej cywilizacji 1. Zarys problemu Bez względu na to, co myśliciele i filozofowie powiedzieli lub napisali na temat materii, bez wątpienia ta gałąź nauki odgrywa kluczową rolę dla ludzkiej cywilizacji. Wszystko, co nas otacza, zbudowane jest z materii, w tym i nasze organizmy. Pożywienie, ubiory, urządzenia i leki, stopy, powietrze i woda — to wszystko zbudowane jest z materii. Trudno zatem zignorować tę kategorię, tak jak czynili to czasami niektórzy filozofowie (m.in. Platon, Filon)1. Oznacza to, że im bogatsza jest nasza wiedza o materii, tym łatwiej człowiekowi ją przetwarzać i stosować w codziennym życiu. Należy koniecznie odrzucić obiegowy pogląd, wedle którego zagadnienia materii są co najwyżej interesujące dla fizyków, chemików, kosmologów czy też biologów, a więc tak zwanych fachowców. Niestety, od stopnia zaawansowania nauki o materii zależy poziom cywilizacji ludzkiej. By nie sięgać zbyt daleko, starczy odwołać się do zjawiska chorób. Czym jest choroba? Dla medyka to pewne symptomy, takie jak na przykład: gorączka, bladość, wysypka, obrzęk, infekcja, wadliwa morfologia krwi. Lecz czym jest choroba według nauki o materii? Jest to oddziaływanie materii organizmu, który jest chory, z materią, która tę chorobę wywołała. Kiedy odkryto na przykład prątki Kocha, poznano, jak przebiega i na czym polega gruźlica. 1 Jak wiadomo, Platon i Filon uważali materię za gorszą stronę bytu i siedlisko wszelkiego zła. 59 Jeżeli na przykład dzisiejsi medycy mają trudności w ustaleniu przyczyn i całości rozumienia procesów wywołujących raka czy chorobę Kreuz-felda-Jakoba, to znaczy, że brak im wiedzy, w jaki sposób zachowuje się materia człowieka chorego na przykład na raka, czy inną niewyjaśnioną dotąd chorobę. Już te proste fakty wskazują, czym jest i jakie ma znaczenie znajomość nauki o materii. Tranzystory, miniaturyzacja urządzeń, na przykład komputerów, farmaceutyki, kosmetyki, stopy szlachetne, materiały budowlane, nowe technologie materiałowe: światłowody, procesy klonowania są rezultatem zdobyczy w zakresie nauki o materii. Pozostaje jeszcze kwestia wzajemnego oddziaływania materii i promieniowania. Dzisiejszej cywilizacji znane są tak zwane choroby popromienne będące wynikiem działania promieniowania na materię ożywioną. Niestety, nie wszystkie te oddziaływania są dla nas dziś jeszcze zrozumiałe. Zarysowałem tu jedynie główne problemy związane z nauką o materii i stanem cywilizacji. 2. Nauka o materii a technologia Tworzywa syntetyczne, nowe stopy szlachetne, półprodukty, nowe odmiany roślin i leków, tak charakterystyczne dla naszej cywilizacji, mogły pojawić się po zrozumieniu natury materii ożywionej i martwej. Również procesy biogenetyczne oraz wywoływanie mutacji stały się dla nas jasne po rozpoznaniu zjawisk świata materii. Nauka o materii przyczyniła się do utworzenia nowej współczesnej technologii, zwanej nanotechnologią. Kwestie, które wyżej opisałem, są powszechnie znane. Jednak w ich kontekście rodzi się pytanie, jak daleko i w jakim kierunku potoczy się rozwój technologii w miarę pogłębiania naszej wiedzy o materii? Na podstawie dotychczasowych osiągnięć można przypuszczać, że przed technologią nie ma granic. Około 100 pierwiastków chemicznych może utworzyć miliardy rozmaitych substancji. Aby jednak je uzyskać, należy lepiej zrozumieć samą naturę materii, a także sposób jej oddziaływania z inną materią lub energią w postaci promieniowania. Powiększanie się dziur ozonowych to przykład wzajemnego oddziaływania materii z promieniowaniem2. 2 C. Sagan, Cosmos, op. cit., s. 124. 60 Walka z wszelkimi odmianami grypy to kolejny przykład znaczenia nauki o materii, tym razem w zakresie medycyny, a ściślej mówiąc, wirusologii. Niezwykle dosadnie rolę nauki o materii wyraża Annę Sterling w pracy Nobody Loves Mutands: „Do pomyślenia są takie czasy, kiedy człowiek nie tylko wytworzy technologię tworzyw supersyntetycznych, ale także substancje przeciw agresji, zawiści i wszelkiej patologii. Jest to tylko kwestia głębokiej znajomości zachowania się materii w określonych warunkach"3. Wizja A. Sterling może być nieco przesadzona, ale zwraca uwagę na ogromne możliwości w zakresie technologii materiałowej. Ludzie zawsze chcieli zrobić użytek z materii. Gloryfikacja szlachetnych kamieni, próby alchemików otrzymania złota z innych pierwiastków to dobrze znane przykłady z historii ludzkości. Wyrażają one tęsknotę człowieka za cudowną materią, która byłaby lekiem na wszystko. Wszelkie mikstury i przepisy na dolegliwości podawane w dawnych wiekach są dowodem takich oczekiwań4. Oczywiście nie chodzi nam tutaj o jakieś czarnoksięskie zaklęcia, ale raczej o świadomą działalność opartą na rzetelnej wiedzy o samej materii. Niniejsza praca ma wykazać, jak doniosła jest dla ludzkiej cywilizacji nauka o materii. Farmacja bywa przez niektórych badaczy nazywana współczesną alchemią. Producenci zapewniają nas, że ich leki są absolutnie skuteczne w zwalczaniu wszelkich chorób. Gdyby rzeczywiście tak było, to przy obecnej produkcji rozmaitych leków człowiek mógłby zwalczyć każdą chorobę. Żyłby zatem wiecznie. Oczywiście wiemy, że są to tylko lepsze lub gorsze chwyty reklamowe, ale potwierdza to tylko tezę, że bez względu na postęp cywilizacyjny i kulturowy człowiek zawsze szuka zbawczego środka na wszystko! Poszukiwanie to zawsze ulokowane jest w materii. Z całą pewnością technologia materiałowa będzie się szybko na świecie rozwijać. Będą produkowane tak zwane substytuty, to znaczy materiały zastępujące surowce naturalne, takie jak: drzewo, metale, smary, materiały budowlane, opał. Ma to docelowo obniżyć koszty produkcji, a zarazem stanowić bazę surowcową wyczerpujących się na świecie naturalnych minerałów. W dzisiejszym budownictwie sięga się po syntetyczne materiały budowlane, które eliminują powoli tradycyjne surowce. 3 A. Sterling, Nobody Loves Mutands, Ltd. University Press, Boston 1995, s. 61. 4 M. Hoffmann, Zur Geschichte der Kultur, Peter - Lang, Halle 1967, s. 53. 61 Zwiększanie się liczby mieszkańców na globie ziemskim, pociągnie za sobą wzrost zapotrzebowania na surowce energetyczne. Zajdzie także konieczność utylizacji odpadów po to, aby nie skazić środowiska i nie wywołać panepidemii. Wiele materiałów technologicznych może w przyszłości okazać się toksycznymi, jak to było na przykład z azbestem. Taka perspektywa wymusi na ludzkości pewne nowelizacje technologiczne. Wyczerpujące się zasoby naturalne na Ziemi z pewnością zastąpi się materiałami syntetycznymi. Uczeni muszą zatem poszerzyć swojąwiedzę o materii, jest to dla nich wyzwanie XXI wieku. Energia i technologia to dziedziny, które będą musiały szybko się rozwijać. Medycyna stanie także wobec nowych wyzwań w związku ze wzrastającą liczbą chorób cywilizacyjnych. Pewne jednostki chorobowe ludzkość potrafi zwalczać. Ale w ich miejsce pojawiają się nowe, dlatego że materia ciągle muruje. Znakomitym przykładem jest gruźlica. W latach II wojny światowej gruźlicę nazywano białą dżumą. Po wojnie świat medyków uporał się z tą chorobą, ale po upływie blisko sześćdziesięciu lat powraca ona już w nowej wersji, zwanej neoturbeculances (neogruźlica), która zbiera śmiertelne żniwo nawet w krajach wysoko ucywilizowanych. Przykład z nawrotem gruźlicy, jako choroby ogólnoświatowej, dowodzi, że wskutek mutacji materii pojawiają się choroby w jej zmodyfikowanej postaci. Nie rozumiemy obecnie podłoża choroby „szalonych krów" (Kreuzfelda- Jakoba). Nie wiemy, dlaczego nie dosięga ona na przykład psów lub koni, a jedynie krowy? 3. Pytania o ostateczne wyznaczniki materii Jednym z kluczowych zagadnień dotyczących istoty materii jest zjawisko jej tak zwanego połowicznego rozpadu. Fizycy i chemicy opracowali szczegółowe dane na temat czasu połowicznego rozpadu tak cząstek elementarnych, jak i atomów. W pracy tej nie interesują nas wskaźniki liczbowe, ale samo zjawisko rozpadu (dezintegracji) materii. Pytaniem fundamentalnym jest: jakie czynniki powodują rozpad materii? I chyba jeszcze bardziej podstawowym, dlaczego dochodzi w ogóle do dezintegracji materii? Co natura chce przez to osiągnąć? Jaki cel lub cele chce realizować? 62 Rozpady promieniotwórcze zachodzą wtedy, gdy produkty rozpadu osią-gająniższy stan energii niż majądro macierzyste. Nadmiar energii objawia się w postaci energii promienistej. Możliwe są w związku z tym rozmaite odpowiedzi. Franz Collemann w pracy Grundlage der Wissenschaft des Materie pisze m.in.: „Możliwe, że rozpad połowiczny materii może być spowodowany faktem, że natura nie akceptuje na dłużej struktur złożonych. W drodze połowicznego rozpadu doprowadza ją zatem do stanu prostszej organizacji"5. Innego objaśnienia dostarcza wypowiedź Georga StiBmanna: „Ponieważ entropia dla układów zamkniętych zgodnie z drugą zasadą termodynamiki wzrasta, przeto dochodzi nieuchronnie po pewnym czasie do rozpadu struktury. Jest to naczelna zasada przyrody, która odnosi się tak do struktur martwych, jak i ożywionych"6. Myślę, że obydwie wypowiedzi w jakimś stopniu oddają istotę nauki 0 materii. Fakt, że w Kosmosie najwięcej jest wodoru, potwierdza w pewnym stopniu te przypuszczenia. Jest to bowiem strukturalnie najprostszy atom w całym układzie pierwiastków. Jednak pytanie, dlaczego natura doprowadza do rozpadu materii, nadal pozostaje dla nauki tajemnicą. Dominacja wodoru bierze się nie stąd, że powstał on w wyniku rozpadu materii bardziej złożonej (rozpady pierwiastków cięższych od wodoru, a lżejszych od żelaza nie mogą zachodzić, wymagają dostarczania energii, rozszczepienie pierwiastków bardzo ciężkich prowadzi zaś do powstania pierwiastków cięższych od żelaza), a dlatego że nie został przetworzony jeszcze w pierwiastki cięższe. Jeśli zgodzimy się z myślicielami, którzy twierdzą, że natura jest celowa, to pada pytanie — jaki cel spełnia w przyrodzie zjawisko rozpadu materii? Wolpert daje jeszcze inne wyjaśnienie tego zjawiska. Jego zdaniem, połowiczny rozpad materii jest realizacją takich procesów, jak: ewolucja 1 mutacja7. Ale gdyby tak faktycznie było, to ewolucja miałaby określony kierunek, a mianowicie dążyłaby do coraz to prostszych postaci materii, to znaczy materii na coraz to niższym stopniu organizacji. Taka tendencja ewolucji musiałaby z czasem doprowadzić do likwidacji organizmów żywych, które znajdują się, jak wiadomo, na najwyższym szczeblu organizacyjnym. 5 F. Collemann, Grundlage der Wissen der Materie, M. Faber, Leipzig 1970, s. 19. 6 G. SiiGmann, Neue Wissenschaft, F. Mayer, Munchen 1970, s. 19. 1 L. Wolpert, Gens and Living Structure, Addison - Wesley, New York 1996, s. 31. 63 Oczywiście to tylko hipoteza, ale czy trafna? Posłużę się tutaj wypowiedzią Lewisa Wolperta, pochodzącą z jego pracy Success ofBorn: „Współczesna biologia molekularna wykazuje, że wszystkie żywe organizmy rozwijają się według podobnych mechanizmów, nieważne, jak bardzo mucha wydaje się różna od myszy czy człowieka. Co więcej, wszystkie te organizmy wykorzystują w tym celu bardzo podobne geny. Mamy już dowody, że zarówno geny, jak i system wysyłanych sygnałów są we wszystkich tych wypadkach bardzo podobne. To tylko subtelne różnice w genach modyfikujących zachowania komórek podczas rozwoju sprawiają, że świat zwierzęcy jest tak zróżnicowany"8. O czym świadczy przytoczona tu wypowiedź Wolperta? Potwierdza ona wypowiedziany przeze mnie wcześniej pogląd, że znajomość natury materii posiada kapitalne znaczenie dla rozumienia procesów życia. Poprzez ingerencję czy też interwencję w gotową strukturę materii uzyskujemy nowe jej cechy, nazywane mutandami. Czasami takie mutandy materii nazywa się modyfikacjami9. Jako skutek modyfikacji materii możemy otrzymywać substancje o zmodyfikowanych cechach, takich jak: wytrzymałość mechaniczna, odporność na temperatury, wilgoć, ciśnienie etc. Dzięki modyfikacjom materii uzyskuje się nowe odmiany zbóż, warzyw, owoców, leków, tworzyw sztucznych i stopów stosowanych w przemyśle. Wszystkie te zjawiska są dostrzegalne wokół nas. Nasza cywilizacja związana jest nieodłącznie z nową technologią tworzyw i samą materią. Wytwarzając w akceleratorach nowe pierwiastki chemiczne, uzyskujemy materię, która nie istnieje w stanie wolnym w naturze. Jest to niewątpliwy postęp naukowy i technologiczny. Należy jednak pamiętać, że dla coraz to nowych technologii materiałowych rysują się nieograniczone możliwości. Potrafimy obecnie modyfikować materię nieożywioną, lecz z dobrym skutkiem także substancje wyżej zorganizowane. Wspomnę tu choćby o prowadzonych ostatnio pracach badawczych zmierzających do wytworzenia syntetycznej krwi. Lynn Margulis oraz Eduard Lovelock z Wydziału Biologii Uniwersytetu Massachusset w Amherst kreśląpewne uwagi, jakie korzyści odniosłaby ludzkość, gdyby taką syntetyczną krew udało się uzyskać. Przede wszystkim zniknąłby problem krwi skażonej. Syntetyczną krew można by dość długo przechowywać. Nie byłoby potrzeby pozyskiwania krwi od dawców. 8 L. Wolpert, Success ofBom, Amherst - Boston 1995, s. 6. 9 R. McKey, Shapes ofMatters, Harper & Collins, New York 1986, s. 110. Kliniki i szpitale miałyby odpowiednie rezerwy tego płynu, dzięki czemu nie byłoby już konieczności wstrzymywania operacji10. Steve Sherman z kolei podaje inny pomysł uzyskiwania krwi dla potrzeb szpitalnych. Proponuje on „modyfikować krew niektórych zwierząt"11. Być może wszystkie te pomysły są naiwne, jednak sama myśl, że materią można manewrować, a przez to samo uzyskiwać nowe jej komponenty, jest sama w sobie inspirująca. Nie da się zaprzeczyć, że dalsze losy cywilizacji związane są z nauką o materii. Fizyka cząstek elementarnych oraz nauka o ciele stałym mogą tu wnieść niezmiernie wiele odkryć. Cywilizacja XXI wieku będzie nierozerwalnie związana z nową technologią materiałową. Nowe leki, syntetyczna krew lub paliwa energetyczne to nadzieja dla ludzkości. W tym sensie nauka o materii związana jest z naszą egzystencją i sposobem dalszego przetrwania. Spektakularne osiągnięcia obserwuje się ostatnio w dziedzinie przeszczepów oraz wytwarzaniu komórek żywych w warunkach laboratoryjnych. Ta technologia zmienia oblicze współczesnej medycyny. Może ona doprowadzić do likwidacji handlu ludzkimi narządami, które zastąpiono by syntetycznymi. Byłby to sukces nie tylko pod względem technologicznym, ale i moralnym. 10 L. Margulis, E. Lovelock, Human — Blood, Caltech University Press, Princeton 1995, s. 7. " S. Sherman, Animals Blood, „Naturę" 1995, nr 105. Rozdział VII Problem Demokrytejski w świetle nauki o materii 1. Współczesny stan wiedzy o materii Jeszcze w latach sześćdziesiątych XX wieku uczeni wierzyli, że tak zwane cząstki elementarne, a więc na przykład protony, neutrony, elektrony należą faktycznie do elementarnych składników materii. Sytuacja ta uległa jednak zmianie, kiedy to laureat nagrody Nobla Murray Gell-Mann odkrył, że faktycznie protony i neutrony składają się z cząstek bardziej elementarnych, które nazwał kwarkami'. Fizycy wyróżniają obecnie około sześciu odmian kwarków w postaci tak zwanych zapachów, a każdy z kwarków ma jeszcze po trzy kolory. Na przykład proton i neutron różnią się jedynie kolorami zawartych w nich kwarków2. Po odkryciu Gell-Manna uczeni zadają sobie nadal pytanie, czy kwarki należy uznać już za ostateczne składniki materii — czy być może są one jeszcze złożone? Wielu badaczy sądzi, że są to ostateczne składniki materii (np. Gell-Mann, Hawking, Barrow), lecz nie wszyscy uczeni ten optymizm podzielają. Jak zatem sprawdzić, czy kwarki są elementarne czy jeszcze złożone? Najkrócej mówiąc, aby dowiedzieć się, czy kwarki lub gluony są złożone, należałoby użyć ogromnych energii, pod których wpływem cząstki te uległyby rozbiciu. Musiałyby to jednak być gigantyczne energie. Skąd wziąć taką energię? 1 G. Suflmann, Neue Physik und neue Philosophie, Vortrag, Miinchen 1994, s. 134. 2 S.L. Glashow, Interactions, Random House, New York 1988, s. 76. 67 Istnieje kilka sposobów. Albo należałoby zbudować ogromne akceleratory o rozmiarach wielu tysięcy kilometrów, albo też energię tę, jak już pisałem wcześniej w tej pracy, pozyskać z wnętrz istniejących gwiazd. Każdy z tych sposobów przy dzisiejszej technologii jest niewykonalny. Dlatego pytanie, czy kwarki są elementarne, czy złożone pozostaje nadal bez odpowiedzi. Oczywiście jest jeszcze inny sposób uzyskania na ten temat wiedzy, a mianowicie założenia i spekulacje teoretyczne. Za pomocą nowoczesnych komputerów można zbudować modelowe teorie, które mogą przynieść w tym zakresie jakieś informacje. Ale takie teoretyczne wnioski należałoby doświadczalnie potwierdzić3. Zaskakującą ciekawostką naukowąjest fakt, że materia Wszechświata składa się z cząstek, które spełniajątak zwany zakaz Pauliego. Są to cząstki materii o spinie 1/2. Zakaz Pauliego sprawia, że materia, jak mawia Carl Sagan, jest „przeraźliwie pusta"4. A więc i nasz Kosmos jest „pusty". Oprócz cząstek o spinie 1/2 istnieją cząstki elementarne o spinie całkowitym. Nie tworzą one zwykłej materii, lecz przenoszą jedynie oddziaływania między cząstkami materii. Niektóre z nich to tzw. cząstki wirtualne. Fizycy ustalili, że każda cząstka materii ma swoją antycząstkę. Oznacza to, że materia ma swoją antymaterię. Jednak z badań kosmologów wynika, że anty cząstek jest w Kosmosie znacznie mniej niż cząstek zwykłej materii. Za taki stan rzeczy odpowiedzialna jest pierwsza faza Wszechświata zaraz po Wielkim Wybuchu, kiedy to cząstki i antycząstki anihilowały ze sobą, ale w taki sposób, że cząstek zawsze trochę pozostawało „wolnych"5. Z dotychczasowych rozważań wynika, że dzisiejsza nauka nie jest w stanie rozstrzygnąć demokrytejskiego problemu, czy materia posiada elementarne składniki, czy też nie. Jednak na tym problemie nie kończą się tajniki wiedzy o materii. Dzisiejsi kosmolodzy wiedzą, że Wszechświat ustawicznie się rozszerza. Fakt ten pociąga za sobą pewną konsekwencję, a mianowicie że wskutek ekspansji Wszechświata dochodzi do rozrzedzenia energii. Kosmolodzy są też świadomi, że rozrzedzenie materii lub gęstość materii we Wszechświecie nie może mieć dowolnej wartości, lecz musi być bliskie tak zwanej gęstości krytycznej6. 3 H. Pagels, The Cosmic Code, Reidel, New York 1982, s. 107. 4 Por. J. Bell, Men ofMathematics, Pergamon, NewYork 1937, s. 201. 5 F. Dyson, Disturbing Universe, Dyson, New York 1979, s. 67. 6 G. Feinberg, What is the World Madę oj?, Random House, New York 1977, s. 36. 68 Przy takiej gęstości Wszechświat ani się nie rozszerza wiecznie, ani też się nie zapada. Lecz jeżeli Wszechświat ciągle od Wielkiego Wybuchu rozszerza się, to rodzi się pytanie, jak utrzymuje swoją krytyczną gęstość materii? Odpowiedzi w tej drażliwej sprawie padają rozmaite. Niektórzy uczeni sądzą, że zgodnie z prawami mechaniki kwantowej cząstki materii mogą powstawać z energii w postaci par cząstka - antycząstka. Energia potencjalna pola grawitacyjnego jest ujemna, a materia ma energię dodatnią. Energie te są liczbowo sobie równe, dlatego się znoszą. Wynika z tego, że całkowita energia Wszechświata może być równa zero7. Gęstość krytyczna i stała Hubble'a są ze sobą powiązane, jeśli gęstość materii maleje to powinna maleć również stała Hubble'a. Tak więc gęstość krytyczna w przeszłości mogła być znacznie niższa niż obecna, a gęstość krytyczna w przyszłości spadnie poniżej dzisiejszej. Z powyższego wynika, że skoro we Wszechświecie powstaje materia, to tym samym powstaje energia grawitacji. Ostatecznie więc suma tych energii wynosi zero. Chociaż z punktu widzenia arytmetyki taki model Wszechświata jest bez zarzutu, to jednak kryją się w nim pewne kruczki. Powstaje bowiem pytanie, jak powstała materia, gdy nie było jeszcze Wielkiego Wybuchu, a ściślej mówiąc, gdy istniała tylko energia, kiedy jeszcze nie było materii? Jeżeli to prawda, że przed Wielkim Wybuchem istniała tylko energia, to nie mogła ona być zerowa, bo nie miałoby co eksplodować8. Oczywiście kosmolodzy pomijają ten wątek i przechodzą od razu do opisu procesów po Wielkim Wybuchu. Dlatego S. Hawking pisze: „Nie mamy jeszcze kompletnej i spójnej teorii łączącej mechanikę kwantową z grawitacją. Wiemy natomiast prawie na pewno, jakie muszą być niektóre cechy takiej teorii"9. Duża gęstość i mały promień Wszechświata mogą dać energię całkowitą bliską zeru. Związek proporcjonalności pomiędzy kwadratem stałej Hubble'a a gęstością materii uzyskuje się przy założeniu zachowania energii Wszechświata. S. Hawking i J. Hartte przyjęli, że czasoprzestrzeń nie ma granic i nie ma brzegów. Ale i to założenie nie rozwiązuje omawianych tu zagadnień. Trudno zgodzić się z tym, co głosi ogólna teoria względności, że przed Wielkim Wybuchem materia miała nieskończoną gęstość, a to dlatego że 7 G. Feinberg, What is the World Madę oj?, op. cit., s. 183. 8 Właśnie na tym polega osobliwość kosmologiczna (dop. J. Cz.). 9 S. Hawking, Black Holes, Bentam Bodes, New York 1998, s. 45. 69 w obecnym świecie energia ta ma wartość zero. Oznaczałoby to tyle, że owa energia znikła! Sądzę, że zupełnie oddzielnym zagadnieniem pozostaje kwestia wzajemnej relacji między energią a materią. Wzór Einsteina E = mc2 jest jedynie zależnością matematyczną, odzwierciedlającą głębokie treści fizyczne. 2. Atomizm Demokryta jako zagadnienie naukowe i filozoficzne Na wstępie rozważań wyłania się pytanie, czy ustalenie, czy materia posiada ostateczne, elementarne składniki, jest dla nauki i filozofii istotne, czy tylko pozostaje ciekawostką? Myślę, że czego innego po tej odpowiedzi oczekują fizycy, a zgoła czego innego filozofowie. Gdyby naukowcom udało się ustalić elementarne składniki materii, to wówczas moglibyśmy sięgnąć po nowe technologie materiałowe. Moglibyśmy tworzyć syntetycznie zupełnie nowe odmiany materii, która obecnie nie występuje w przyrodzie. Znajomość podstawowych cegiełek materii dałaby uczonym możliwość dokładnego rozczytania procesów powstawania materii w Kosmosie. Dzięki zdobytej wiedzy utworzyłyby się nowe dziedziny nauki, które obecnie nazywająsię nanotechnologiąmateriałową. Skonstruowano by nowe generacje komputerów oraz urządzeń ultrasubcząstkowych. Doszłoby tą drogą do niewiarygodnej miniaturyzacji urządzeń nadawczo-przesyłowych. Powstałby zatem nowy typ cywilizacji. Najogólniej mówiąc, znajomość struktury materii otworzyłaby przed człowiekiem szerokie możliwości technologiczne. Wszystkie dotychczasowe uwagi mają związek z użytkową sferą wiedzy o materii. Jest jednak rzeczą oczywistą, że ostateczna wiedza o strukturze materii stanowiłaby solidne podwaliny wszelkich teorii i samej refleksji filozoficznej. Prawdopodobnie zostałby rozstrzygnięty spór o to, czy istnieje byt i niebyt, czy tylko byt. Chyba że przez termin „byt" będziemy rozumieć substancję pozamaterialną, wówczas wiedza o materii niczego by tu nie zmieniła. Ale przecież Demokryt mówił o materii, że składa się z atomów (bytu) i miejsc „pustych", czyli niebytu. A więc Demokryt nie wyrażał się czysto formalnie tak jak na przykład matematycy, kiedy mówią o liczbach lub figurach geometrycznych. 70 Chciałbym tu wtrącić cenną uwagę, jaką wypowiedział kiedyś Georg SiiBmann w swoim referacie Uber die strukturen der Materie: „Fakt, że jakaś cząstka nie podlega dalszemu rozkładowi na części prostsze nie może stanowić absolutnego dowodu, że jest strukturalnie prosta (resp. — elementarna). Może też dowodzić, że mimo swej złożoności, nie poddaje się dalszym rozkładom"10. Gdyby pogląd Siifimanna okazał się poprawny, to nigdy nie dowiemy się, jaka jest faktyczna natura materii. A wtedy założenie Demokryta będzie nadal istniało jako domysł, hipoteza, pogląd filozoficzny". W książce tej chciałem ukazać zasadnicze problemy naukowe i filozoficzne związane z kategorią materii, pojęciem, które legło u podstaw filozofii antycznej Grecji. W książce tej ukazałem, że lakoniczne poglądy greckich filozofów o materii, jako drugiej kategorii wobec świata idei, czy myśl Filona, że materia jest siedliskiem zła, były zbyt potoczne i naiwne. Okazuje się, że materia kryje w sobie cechy i osobliwości, których nadal nie rozumiemy. Nauka dowiodła, że materia to coś więcej niż rozciągłość, masa, ciężar, twardość lub lotność. Niższe pokłady materii odsłaniająjej dwoisty charakter korpuskular-no-falowy, a na poziomie kwantowym stan nieokreślony. Wszystkie te zdobycze nauki są ogromnym osiągnięciem ludzkości, jakkolwiek granice wiedzy o materii sąjeszcze dla nas odległe. Najnowsze obliczenia wykazały, że składnik tak zwanej materii ciemnej dominuje w Kosmosie i wynosi około 96 procent ogółu tego, co nazywamy materią Kosmosu. Ciemny składnik materii, jak pisze H. Reeves, wystarcza, aby zaprowadzić porządek w ruchu gwiazd, planet i całych galaktyk. Tę materię ciemną kosmolodzy nazywają halo. Powoduje ona zjawisko bardzo szybkiego poruszania się gwiazd. Jednocześnie Reeves dodaje: „Z czego składa się owa ciemna materia, to jest to kwestia dla nauki jeszcze nie uchwytna"12. Kosmolodzy nie nazywają materii ciemnej halo, natomiast występuje ona w tzw. halo galaktycznym i łatwo dowieść jej istnienia w tym miejscu. 10 G. SuBmann, Uber die Strukturen der Materie [w:] Grichische Denker und Nueue Wissenschaft?... , op. cit., s. 176. " Po prostu zabrakłoby kryteriów zezwalających ustalić elementarność lub też złożoność (dop. J. Cz.) 12 H. Reeves, Najnowsze wiadomości z Kosmosu: w stroną pierwszej sekundy, przeł. R. Gromadzka, Cyklady, Warszawa 1996, s. 207. 71 Ludzie budują dziś roboty i komputery, które wykonują wiele czynności racjonalnych, dlatego mówi się o sztucznej inteligencji. Niektórzy futurolodzy i uczeni stawiają sobie pytanie, czy przyszłe roboty nie zagrożą człowiekowi, czy nie zaważą na losach jego egzystencji? Myślę, że na płaszczyźnie filozoficznej łatwiej jest na te pytania odpowiedzieć. Należy zwrócić uwagę na fakt, że zarówno komputery, roboty, jak i człowiek zbudowane są z tej samej materii. Wprawdzie struktury tej materii są obecnie różne, ale Harry Wood prognozuje, że w przyszłości człowiek będzie tworzył struktury materialne bardziej zaawansowane niż obecnie. Co będzie wówczas — zapytuje Wood? I od razu udziela odpowiedzi: „Nie jesteśmy dziś w stanie przewidzieć, co przyniosą roboty, które nie tylko będą myśleć, ale i czuć (resp. — odczuwać)"13. Myślę, że sugestie Wooda, nawet gdyby były nieco przesadzone, to i tak niosą ponurą perspektywę, jaka czeka ludzkość już w niedalekiej przyszłości. Sądzę też, że w XXI wieku w nauce o materii nastąpi duży postęp. Wymaga tego walka ze współczesnymi chorobami (AIDS, Parkin-son, choroba Kreuzfelda-Jakoba, Alzheimer), a także współczesne wyzwania technologiczne w zakresie łączności i nowej generacji komputerów. Pojawią się też dalsze oczekiwania, czysto teoretyczne, w zakresie nauki o materii. Uczeni zechcą wiedzieć, czy materia mutuje nieustannie? Jakie są kierunki tej mutacji? Co natura osiąga w drodze mutacji materii? Czy znamy już wszelkie postacie materii? Czy w Kosmosie występują inne formy materii? Pytań jest wiele, ale odpowiedzi dopiero trzeba znaleźć. Harry Mc Falland w pracy Between Knowledge and Secrets pisze m.in.: „Dzisiaj już dobrze wiemy, że proces dzielenia tak zwanych cząstek elementarnych nie ma swego kresu. Wynika to z równania Einsteina E = mc2. Starczy więc, aby za każdym razem przy rozbijaniu używać odpowiednio dużej energii, a proces rozpadu będzie toczył się dalej. Dlatego hipoteza Demokryta nie podlega ani weryfikacji, ani falsyfikacji"14. Zatem na drodze empirycznej nigdy nie zdołamy ustalić, czy istnieją elementarne składniki materii. Hipoteza o istnieniu atomów może zostać utrzymana jako hipoteza lub jako wiedza heurystyczna. 13 H. Wood, Computers and Men, Mc Graw - Hill, New York 1997, s. 24. 14 H. Mc Falland, Between Knowledge and Secrets, Dover, Oxford University Press Ltd., London 1996, s. 216. 72 Nic dziwnego, że niektórzy badacze, jak na przykład Thomas Lewins lub John Baxter, sugerują, że pojęcie materii staje się bardziej kategorią technologiczną niż matafizyczną czy naukową15. W zakresie wiedzy o materii dokonano znacznego postępu, jednak dzisiejsze osiągnięcia nauki wyłoniły pytania i kwestie nieznane tradycji. Ostatecznie więc mamy obecnie znacznie szersze spojrzenie na pojęcie materii niż jeszcze pół wieku temu. Do tego gmachu wiedzy o materii przyczyniła się mechanika kwantowa. Jej spektakularne osiągnięcia zaskakują nawet specjalistów. Robert Graves oraz Marvin Minsky w pracy pod tytułem The Society of Mind rozpoczynają swoje rozważania od przypomnienia następującego cytatu Arystotelesa z Polityki: „Społeczeństwo może stać się w pełni równe bez przywódców, zniewolonych i panów, jeżeli rzeczy nieożywione będą zdolne do wykonywania pracy. Kiedy prom będzie płynął bez popychania, a harfa będzie grać bez potrącania strun"16. Graves i Minsky zupełnie świadomie przytoczyli myśl Arystotelesa, aby podkreślić, jak nieodległe są czasy realizacji tego, co Stagirycie wydawało się niewykonalne. W dzisiejszych czasach możemy bez ludzkiej ingerencji uruchomić nie tylko harfę, ale dowolny instrument. Uczeni ci przypominają, że formowanie się organizmów antropoidal-nych trwało na Ziemi około 60 milionów lat. Organizm człekokształtny pojawił się 8 tysięcy lat temu. Pięć tysięcy lat temu człowiek nauczył się uprawy roli po to, aby ustabilizować swoje życie, a więc budować osady, grody, miasta, a później i państwa17. Trzy tysiące lat temu powstała filozofia kontynentalna. Około 300 lat temu powstała nowoczesna nauka. Jest to tempo nad wyraz imponujące. Freyman Dyson przewiduje, że za 500 lat ludzkość dokona większego postępu cywilizacyjnego aniżeli w ciągu ostatnich 5 tysięcy lat. Styl myślenia Arystotelesa przejdzie do historii jako legenda. Tymczasem Graves i Minsky są przekonani, że już w niedalekiej przyszłości można będzie wszczepiać do mózgu człowieka lub zwierząt zminiaturyzowane urządzenia elektroniczne wielkości maleńkiej główki igły, dzięki 15 J. Baxter, Th. Lewins, Nanotechnology in Modern World, Benton, New York 1997, s. 26. 16 Cyt. za: R. Graves, M. Minsky, The sociaty ofMind, Pergamon Press, Oxford 1993, s. 137. 17 Ibidem, s. 138. 73 którym nasze twórcze zdolności oraz myślenie w znacznym stopniu się zaktywizują. Będą to mikroskopijne płytki półprzewodników działające z prędkością światła. Umożliwi to człowiekowi ogarnięcie nowych obszarów wiedzy, których istnienia obecnie na razie nie podejrzewamy. W praktyce oznacza to, że człowiek zacznie myśleć setki tysięcy razy szybciej niż obecnie. Taki zabieg nazywa się implantowaniem komputerowym18. Dzięki technologii materiałowej, piszą ci uczeni, pojawią się roboty i komputery nowej generacji — komputery molekularno-kwantowe, około miliona razy szybsze od obecnych urządzeń tego typu. Zmieni to radykalnie styl życia ludzi na Ziemi. Pojawi się nowy typ kultury zwany nanocywi-lizacją. Zbiory biblioteki Watykańskiej zmieszczą się na trzech dyskach! Osobowy spis ludności świata może zostać zarejestrowany na czterech dyskach. To będzie rewolucja. Zmieni się styl edukacji. Będzie to mianowicie edukacja wirtualna oparta tylko na pracy z komputerami. Komunikacja morska, lotnicza i samochodowa będzie sterowana komputerowo. A wszystko to dzięki znajomości wiedzy o samej materii. Surowce ludzkość będzie pozyskiwać z meteorów oraz bliskich ciał niebieskich. Zamiast niebezpiecznych i nieekologicznych elektrowni węglo-wo-jądrowych powstaną elektrownie na czystym helu, który nie skaża środowiska19. Okazuje się, że pogardzana przez wieki kategoria materii zostanie zapewne zrehabilitowana. Dzięki niej człowiek będzie mógł wygodnie urządzać sobie życie tu na Ziemi. Dzisiejsza medycyna czy farmakologia są tego znakomitym przykładem. W 1945 roku używano telefonów nakręcanych korbką. Dzisiaj mamy telefony komórkowe z wizją. Co będzie za 100 lat? Myślę, że są to fakty, które trudno podważyć, a które uświadamiają, w jak niesłychanie szybkim tempie narasta wiedza ludzka20. 18 R. Graves, M. Minsky, The Society ofMind, ap. cit., s. 139. "Ibidem, s. 139. 20 , s Ibidem,*. 145. Rozdział VIII Nauka o materii a nanocywilizacja 1. Nanotechnologia Wielu uczonych i myślicieli coraz głośniej mówi i pisze o nowym typie cywilizacji XXI wieku, zwanej nanotechnologia lub nanocywilizacja1. Eric Drexler w pracy The Engines ofCreation mówi o tak zwanej na-notechnologii jako o nowym typie cywilizacji XXI wieku. Badacz ten pisze: „Urządzenia XXI wieku można będzie miniaturyzować w zasadzie bez ograniczeń. Jedyną barierą będzie tu stała Plancka o rozmiarach 10~33 centymetra. Ostatecznie więc urządzenia takie będzie można zmniejszać do rozmiarów cząsteczek lub nawet atomów. Atomy węgla dadzą się na przykład tak dobrze dopasować, że tworzą supermocne włókna doskonałego diamentu. Dzięki nanotechnicznym robotom i komputerom możliwe stanie się zminiaturyzowanie XXIX-tomowej Encyklopedia Britanica do rozmiarów łebka szpilki. Nanotechnologia pozwoli na wytworzenie robotów medycznych mniejszych od główki igły. Otworzy to zgoła nowy typ cywilizacji"2. Jeszcze dosadniej epokę nanocywilizacji charakteryzuje Michio Kaku. Wyróżnia on cywilizacje ziemskie i planetarne3. Właśnie nanotechnologia, zdaniem tego uczonego zdecyduje o przejściu cywilizacji ziemskiej w planetarną. W innej swojej pracy zatytułowanej: Hiperprzestrzeń... Michio Kaku ' Mam tu na myśli m.in. prace: M. Kaku, L. Ledermana, A. Berry, F. Ashalla i E. Drexlera. 2 E. Drexler, The Engines ofCreation, Pergamon, New York 1995, s. 175. 3 M. Kaku, Wizje, czyli jak nauka zmieni świat w XX wieku, przeł. K. Pesz, Prószyński i S-ka, Warszawa 2001, s. 205. 75 mówi już konkretnie o trzech typach cywilizacji, które oznacza symbolami I, II i III. Badacz ten już na wstępie podkreśla fakt, że kultura i gospodarka rozwijają się liniowo, podczas gdy wiedza rośnie nakładniczo. O typie cywilizacji jak pisze Kaku — decyduje spożycie energii (np.: wiek pary, wiek elektryczności, epoka nuklearna)4. Zgoła inny podział cywilizacji wprowadza w swojej twórczości Józef Bańka. W swojej monumentalnej trzytomowej monografii zatytułowanej Filozofia cywilizacji filozof ten omawia dwie zasadnicze wersje cywilizacji opartej na sferach thymos iphronesis. Dopiero w ramach tej dychotomii wyróżnia on tak zwane archetypy cywilizacji oparte na mutacjach kulturowych5. Oczywiście podział, który wprowadza Józef Bańka, nie stoi w sprzeczności z tymi, które przedstawili Drexler czy Kaku. Studium J. Bańki jest znacznie dogłębniej sze i oparte na solidnych podstawach antropologicznych. Tymczasem wywody Drexlera czy Kaku są bardziej pragmatyczne lub, ściślej mówiąc, oparte na kryteriach technologicznych. Niezależnie od dyskusji nad ewentualnymi typami cywilizacji jest kwestią niepodważalną, że XXI wiek rozpoczyna się od rewolucyjnej technologii zwanej — nanocywilizacją. Nie ulega też wątpliwości, że nanocywiliza-cja zmieni radykalnie sposób bytowania ludzi na Ziemi. Już obecnie jest to widoczne w obszarze medycyny przy transplantacji, powielaniu komórek, klonowaniu, sekwencjonowaniu DNA, stosowaniu implantów i zastosowaniu robotów zminiaturyzowanych, przy zabiegach operacyjnych. Elektronika cyfrowa daje o sobie znać w nowoczesnej łączności, zminiaturyzowanych obwodach scalonych, tak zwanych mikroprocesorach. Postępy technologii są olbrzymie. To wszystko wywiera przemożny wpływ na styl życia i ludzką świadomość. A oto jak charakteryzuje typ cywilizacji Michio Kaku w czasach, kiedy Isaac Newton formułował zasady mechaniki klasycznej. Badacz ten pisze: „Życie w czasach Newtona było krótkie, pełne okrucieństwa i brutalności. Większość ludzi nie potrafiła pisać i czytać. Nie miała w ręku książki i nigdy nie uczyła się w szkole. Z rzadka tylko ludzie oddalali się od swego 4 M. Kaku, Hiperprzestrzeń: naukowa podróż przez wszechświaty równolegle, pętle czasowe i dziesiąte wymiary, przeł. E.L. Łokas, B. Bieniok, Prószyński i S-ka, Warszawa 1997, s. 186. 5 J. Bańka, Filozofia cywilizacji, t.l, 2, 3, Śląsk, Katowice 1986, 1987, 1988, 1989. Badacz ten jest twórcą kompletnego systemu wiedzy zwanej recentywizmcm. 76 miejsca urodzenia i zamieszkania. Dni upływały na znojnej pracy. Kładziono się spać o zmierzchu, by następnie wstać o świcie ponownie do pracy. Panował wówczas głód i choroby, które dziesiątkowały ludność. Tylko nieliczni żyli w dostatku i w pełni oświecenia. Epicka, opisowa faza nauki zbliża się do końca. Rozpoczyna się nowa era: nanocywilizacja"6. W opinii M. Kaku trzy obszary nauki z determinują nową epokę, a mianowicie: — nauka o materii, — zjawisko życia, — umysł. Rozszczepienie jądra atomowego, odczytanie kodu genetycznego i komputeryzacja sąwyznacznikami obecnej nanocywilizacji7. „Dzięki biologii molekularnej — pisze M. Kaku — będziemy mogli odszyfrować przekaz genetyczny, tak jakbyśmy czytali książkę. Dostarczy to człowiekowi wiedzy o: wirusach, bakteriach i mikrobach, a więc podstawowej wiedzy o przyczynach obecnych chorób, takich jak: HIV, Parkinson czy Ąlzheimer"8. Uczeni spodziewają się, że ludzki genom zostanie rozczytany do 2005 roku. Wówczas człowiek pozna „instrukcję obsługi" istoty ludzkiej. Uczeni twierdzą, że w najbliższym czasie dojdzie do tak zwanej synergii — to znaczy o nowoczesnej nauce zdecydują fizyka, chemia i biologia. Synteza tych nauk będzie opozycją do dawnego redukcjonizmu i wymusi przemożny wpływ na typ nowej cywilizacji9. Jak pisze Steven Jay Gould, wybitny znawca zagadnień biogenetyki molekularnej, trzy rewolucje zdecydują o nowej erze cywilizacyjnej: — rewolucja komputerowa, — rewolucja kwantowa, — rewolucja w biologii molekularnej10. Lester Thurow z Cornelle University prognozuje, że nauka przyczyni się do wyróżniania świata w zasobności gospodarczej, a globalizacja upowszechni naukę i technologię. Oznacza to, że znikną dotychczasowe kontrasty między narodami dzięki wymianie myśli naukowej i technicznej. Zdaniem tego uczonego polepszy się znacznie kondycja zdrowotna ludzi, 6 M. Kaku, Wizje..., op. cit., s. 124. 1 Ibidem, s. 195. 8 Ibidem, s. 209. 9 Ibidem, s. 316. 10 S.J. Gould, Biological Mashines, Delta, New York 1996, s. 93. 77 a wiele dzisiejszych chorób zostanie opanowanych. Wszystko to dzięki nauce i globalizacji". Wielu uczonych i znawców informatyki pisze i mówi o tak zwanych inteligentnych komputerach, które będą mogły wykonywać wiele czynności jednocześnie, o ile zajdzie taka potrzeba. Będą one sterować środkami lokomocji. Karty elektroniczne będą pełniły funkcje dowodu osobistego, środka płatności, paszportu bądź prawa jazdy. Wszystkie te osiągnięcia technologiczne zrewolucjonizują nasze życie. Książki, prasa, radio, telewizja będą na jednym monitorze, a prace naukowe będą dostępne drogą interne-tową, a nie jak dotychczas na papierze12. Nie sposób przewidzieć obecnie wszelkich konsekwencji, jakie przyniesie nanotechnologia. Jest pewne, że zmieni ona styl życia ludzi, a także ludzką mentalność. Tylko niewielu ludzi potrafi sobie należycie wyobrazić zmiany, jakie nastąpią w ciągu najbliższych 50 lat. Według Bradleya Rhedsa z Arizona University, wiedza ludzka podwaja się co 6 lat, a dezaktualizuje się co 3 lata13. Rodzi się więc pytanie, jak dotrzymać kroku tej ekspansji, by nie dostać zadyszki? Wchodzimy w XXI wiek z ogromnym ludzkim historycznym doświadczeniem i potężnym bagażem wiedzy. Jak ludzkość spożytkuje ten dorobek, zależy od niej samej, od tego, czy zwycięży nurt humanistyczny czy komercyjny. W tym zakresie prognoz nie ma, chociaż istnieją społeczne odczucia co do utrzymujących się tendencji. Oprócz nauki i technologii istotne są bowiem także postawy ludzkie i hierarchia wartości, po to, aby zwyciężały programy humanistyczne. 2. Nauka o materii a nanotechnologia W kontekście rozważań zawartych na początku tego rozdziału wyłania się pytanie, czy miniaturyzacja urządzeń, a więc proces nanotechnologii, to tylko kwestia ich minimalizacji, zmniejszania wymiarów, czy też czegoś więcej? " L. Thurow, Science and Technology, Adison - Wesley, Boston - New York 1996, s. 63. 12 M. Kaku, Wizje..., op. cit., s. 114. 13 B. Rheds, Future od Science, Panton, Princeton 1999, s. 24. 78 Otóż należy podkreślić, że miniaturyzacja była i jest możliwa dzięki temu, że uczeni zgłębili tajniki materii. Czy oznacza to, że nie mamy już żadnych w tym zakresie tajemnic? Otóż nie. Taki wniosek byłby przedwczesny, a tym samym i nieuprawomocniony. W dziedzinie nauki o materii mamy jeszcze dotkliwe braki. O niektórych z nich pisałem wcześniej w tej pracy. W tym miejscu odniosę się do kwestii jeszcze niesygnalizowanych w tej pracy. O ile w zakresie sub- i makrocząstek posiadamy rzetelną wiedzę, o tyle już na poziomie tak zwanej materii organicznej, lub biologicznej mamy pokaźną niewiedzę. Zanim jednak przejdę do bliższego omówienia tych zagadnień muszę zatrzymać się nad pojęciem materii ciemnej. Wiadomo, że stanowi ona znaczny procent całej materii Kosmosu. Gdyby wierzyć filozofom, którzy głosili tezę o celowości Natury, to natychmiast trzeba postawić pytanie — w jakim celu bądź jaką rolę pełni materia ciemna w Kosmosie? Ojej istnieniu wiemy z oddziaływań grawitacyjnych. Leon M. Lederman oraz Dick Teresi piszą: „Mamy wielu kandydatów na składniki ciemnej materii. Większość z nich to oczywiście cząstki o fi-kuśnych nazwach, np.: aksjony, fotina no i kandydat numer jeden to neutrina. Na czoło [...] wysuwa się neutrina taonowa, czyli krótko taony. Raz dlatego, że istnieją, a po drugie: nic nie wiemy o ich masie"14. Darując sobie na razie wszystkie te szczegóły, zadajemy pytanie, jaką rolę odgrywa materia ciemna w Kosmosie? Wielu uczonych sugeruje, że nauka wieku XXI będzie skupiała swoją uwagę na: — strukturze materii, — fenomenie życia, — procesach umysłowych. Niestety, już u progu tego swoistego programu badawczego XXI wieku napotykamy nie lada trudności. Nie znamy bowiem wszystkich zagadnień dotyczących materii. Materia ciemna była tego przykładem. Nie wiemy, jaki związek ma ona z takimi zjawiskami, jak życie, umysł bądź zjawiskami, których jeszcze nie poznaliśmy15. Nie sposób zrozumieć istoty zjawisk życia czy umysłu, nie dysponując kompletną wiedzą o samej materii. Jest to wiedza niezbędna dla zrozumie- 14 L.M. Lederman, D. Teresi, Boska cząstka: jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?, przeł. E. Kołodziej-Józefowicz, Prószyński i S-ka, Warszawa 1996, s. 535. "Ibidem, s. 535. 79 nia wyższych form organizacji świata. Dzisiaj uczeni nie są w stanie stwierdzić, na ile znają już organizację materii, a w jakim stopniu istnieje w tym zakresie niewiedza. Bez takiej wiedzy ludzkość nie dokona postępu. Zjawiska życia, umysłu i świadomości pozostaną nadal dla nas niezrozumiałe. Musimy w tym zakresie odrabiać wielowiekowe zaległości. Filozofowie i myśliciele kultury europejskiej oswoili nas z poglądem, że materia to gorszy gatunek bytu w porównaniu na przykład z transcendentalnym światem idei i całą metafizyką16. Jednak nasilające się ostatnio choroby cywilizacyjne, takie jak: Kreuz-felda-Jakoba, pryszczyca, choroba Parkinsona, AIDS, Alzheimer, przypomniały ludzkości, że materia jest istotnym składnikiem naszego bytu, wbrew temu, co głosili dawniej filozofowie i myśliciele. Dzisiaj nie umiemy odpowiedzieć na pytanie, czego nie wiemy jeszcze o materii. Przypomnę jedynie — o czym pisałem w tej pracy — że obecnie możemy powiedzieć, że nie wiemy, dlaczego materia posiada masę, dlaczego siła grawitacyjna jest tylko przyciągająca? Niewiele wiemy o roli i przeznaczeniu materii ciemnej we Wszechświecie. Nie wiemy też, jak doszło do powstania związków organicznych, nie mówiąc już o organizmach biologicznych. Nie rozumiemy procesów i zjawisk psychicznych, czy mają podłoże materialne, czy też inne? A przecież pojęcie materii to dopiero klucz do zrozumienia zjawisk i procesów bardziej złożonych, takich jak fenomen życia czy świadomość, albo procesy myślenia i czucia17. Wszystkie poruszone tu kwestie są wyzwaniem dla nauki i uczonych XXI wieku. Pogardzana przez filozofię kategoria materii wraca obecnie do łask, szkoda tylko, że w tak ponurej scenerii, w której pojawia się: choroba Kreuzfelda-Jakoba, Parkinsona, AIDS, rak, Alzheimer. Postęp wymusił na rzeszy uczonych nawrót do nauki o materii, gdyż to głównie od niej zależy przetrwanie ludzkości i dalszy postęp cywilizacyjny. Nanotechnologia zwana nanocywilizacjąjest tego świadectwem. 3. Maszyny molekularne a mechanika kwantowa Rękojmią wszelkiego postępu techniczno-technologicznego jest mechanika kwantowa, a ściśle mówiąc, zasady mechaniki kwantowej. Dlaczego? 16 F. Ueberwerg, Geschichte zur Philosophie, Bd. I, Halle 1926, s. 187. 17 M. Kaku, Wizje..., op. cit., s. 275. 80 Dlatego, że prawa mechaniki kwantowej zezwalają na wszystko. Jeżeli nawet istnieje Nic, to zgodnie z mechaniką kwantową może powstać Coś18. Oczywiście to nie żadne cuda. To po prostu prawa mechaniki kwantowej, których istnienie stwierdziliśmy, ale których obecnie jeszcze nie rozumiemy. Korzyści płynące z mechaniki kwantowej są trudne do opisania, zawdzięczamy jej całą dzisiejszą technikę: lasery, tranzystory, mikroskopy elektronowe, Internet, mikroprocesory, telewizję, łączność światłowodową, nanotechnologię, telefonię satelitarną. Jak na ironię, korzystamy w pełni z zasad mechaniki kwantowej przy braku ich pełnego rozumienia19. Oczywiście wśród uczonych panuje optymizm, że prawa te zostaną zrozumiane już w niedalekiej przyszłości. To tylko kwestia czasu. Natomiast znamy i w pełni już wykorzystujemy fakt, że zasady mechaniki kwantowej dopuszczają realizację wszelkich scenariuszy z dokładnością do stałej Plancka20. Co powyższe wywody oznaczają w praktyce? Otóż możemy bez przeszkód miniaturyzować wszelkie urządzenia do rzędu stałej Plancka, to jest do rozmiarów 1O~33 centymetra, a więc dużo mniejszych od atomu wodoru. Dzięki temu prawa mechaniki kwantowej zezwalająna stworzenie tak zwanych maszyn molekularnych i maszyn atomowych, to znaczy urządzeń sterowniczych o rozmiarach molekuł i atomów. Urządzenia takie nie tylko będą maleńkie, ale w dodatku same się będą powielały, tak jak żywe komórki. Dzięki temu będą tanie i powszechne w użyciu. Będzie można je hodować jak roślinki w ogrodzie. Takie urządzenia, na przykład implanty medyczne, będą regulowały pracę genów lub narządów żywego organizmu. Zbędne staną się dodatkowe operacje. Przyszła medycyna w niczym nie będzie przypominać dzisiejszej chirurgii czy leczenia zachowawczego. Pewne symptomy nanotechnologii dostrzega się już w dzisiejszej medycynie czy łączności. Ale to dopiero początki nanocywilizacji21. Ludzkość odbyła długą drogę, zanim weszła na ścieżki nanotechnologii. Zaczęło się od epoki żelaza i mosiądzu, potem były prace alchemików przy poszukiwaniu kamienia szlachetnego, później przyszły odkrycia Dal-tona i fizyków atomowych. Postęp jest błyskawiczny. Ostatecznie nauka s. 68. 18 M. Kaku, Wizje..., op. cit., s. 293. "B. Steven, Modern Technology andito />p//caft