Katalog ignorancji

Bożena Kastory: - Jako fizyk teoretyk, wykładowca akademicki, a zarazem przez niemal ćwierć wieku wydawca "Nature", z pewnością potrafi pan odpowiedzieć na pytanie, czego nauka wciąż nie wie o człowieku i otaczającym go świecie. Sporządził pan własną listę problemów nie rozwiązanych. Co się na niej znalazło?
Sir John Maddox: - Po pierwsze, nie wiemy, jak naprawdę działa nasz mózg. Mówiąc dokładniej, mamy pewne rozeznanie co do tego, jak mózg wypełnia swoje prostsze funkcje, na przykład jak wprawia w ruch ręce czy nogi. Ale nie wiadomo, w jaki sposób myśli ani jak magazynowana jest pamięć. Część naszej niewiedzy wynika z trudności technicznych. Neurofizjolodzy szukający odpowiedzi na te pytania próbują wprawdzie opisać poszczególne komórki układu nerwowego, lecz w ludzkiej głowie jest ich około biliona - tyle, ile gwiazd w dziesięciu galaktykach podobnych do naszej Drogi Mlecznej. Perspektywa zrekonstruowania tą metodą funkcji ludzkiego mózgu jest w najlepszym razie dość odległa. Po drugie, nie wiemy, czym jest świadomość, w dodatku nie potrafimy nawet zdefiniować tego pojęcia. Przypomina to trochę sytuację ludzi korzystających z komputerów osobistych. Wiadomo, jak z nich zrobić użytek za pomocą systemu MS DOS czy Windows, znacznie trudniej zrozumieć, jak to wszystko w środku działa.
- A zatem mózg to jeden z głównych obszarów naszej niewiedzy?
- Drugim jest początek życia na Ziemi. Paradoksalnie, potrafimy dość dokładnie określić, kiedy życie pojawiło się na naszej planecie - stało się to ok. 4 mld lat temu. Uważamy nawet, że w warunkach panujących wówczas na Ziemi, przy obfitości potrzebnych do życia składników chemicznych i w obecności promieni słonecznych, życie powinno powstać. Nie wiemy jednak, jak do tego doszło, nie potrafimy też naśladować tego procesu.
- Należy pan do tej grupy uczonych, którzy są przekonani, że nasze życie zaczęło się na  Ziemi?
- Oczywiście.
- Wielu badaczy skłania się ku hipotezie panspermii, według której prymitywne "zarodniki życia" dostały się na Ziemię z przestrzeni kosmicznej. Zgodnie z tą teorią, my również bylibyśmy ekstraterrestrials - przybyszami z kosmosu.
- Podjąłem dyskusję z teorią panspermii w wydanej niedawno książce. Moje argumenty są proste. Dla prymitywnych "zarodników życia" przebywanie w otwartej przestrzeni kosmicznej, w bardzo niskiej temperaturze i w warunkach szkodliwego promieniowania, byłoby niebezpieczne. Najpierw musiałyby się wydostać poza własną planetę, na przykład w trakcie eksplozji wulkanicznej, wytrzymać dłuższy czas we wrogim otoczeniu, a później przetrwać na powierzchni Ziemi w warunkach, do których nie miały czasu się zaadaptować. Znacznie bardziej prawdopodobne wydają mi się narodziny życia na naszej planecie.
- Mamy więc drugi obszar niepewności - nie tylko nie wiemy, jak pracuje nasz własny mózg, ale też nie jesteśmy pewni, w jaki sposób powstało na Ziemi życie.
- Takich obszarów jest znacznie więcej. Choćby ewolucja gatunku Homo sapiens. Ustalono, że linia ewolucji człowieka oddzieliła się od linii małp człekokształtnych 4,5 mln lat temu. Istoty przypominające Homo sapiens pojawiły się ok. 2 mln lat temu i są znane jako "człowiek wyprostowany" (Homo erectus). Homo erectus współistniał jednak z wieloma innymi gatunkami, na przykład z neandertalczykiem. Pozostaje zagadką, dlaczego tempo ewolucji Homo sapiens było tak szybkie, podczas gdy gatunki, od których człowiek się oddzielił, choćby małpy człekokształtne, pozostały przez 4,5 mln lat w zasadzie niezmienione.
- Czy żaden inny gatunek nie rozwijał się tak szybko jak ludzie?
- Prawdopodobnie niektóre gatunki owadów ewoluowały w krótkim czasie, ale żadne duże zwierzę nie rozwijało się w takim tempie jak człowiek.
- Jak pan tłumaczy ten fenomen?
- Jedno z wyjaśnień, które się przywołuje przy tej okazji, to korzyści, jakie nasi przodkowie odnieśli z postawy wyprostowanej, a także ze świeżo nabytej zdolności porozumiewania się za pomocą słów. Obie te umiejętności dawały ludziom ogromną przewagę w konkurencji z innymi gatunkami. Czy jednak wystarczyły, żeby tak szybko stworzyć gatunek Homo sapiens - do końca nie wiadomo. Tak szybkie tempo ewolucji człowieka może skądinąd rodzić niepewność co do stałości ludzkiego dziedzictwa genetycznego.
- Czyli obawy o to, że ludzki genom może się zbyt szybko zmieniać również w przyszłości?
- W takim wypadku ludzkość stanęłaby wobec dylematu: próbować zmienić wyposażenie genetyczne w taki sposób, aby gatunek człowieka mógł się cieszyć dłuższą egzystencją na Ziemi, czy też pozwolić procesom ewolucji, żeby szybko zmieniły Homo sapiens w coś, czego jeszcze nie potrafimy przewidzieć? Odpowiedź na to pytanie wymaga jednak znacznie głębszej wiedzy o konstrukcji ludzkiego genomu niż ta, którą mamy.
- W jednym ze swoich esejów napisał pan , że współczesna nauka jest jeszcze bardzo młoda. Teoria budowy atomu powstała w pierwszych dziesięcioleciach XX w., jeszcze na początku naszego stulecia nikt nie słyszał o genetyce, obowiązujący dziś obraz rozszerzającego się wszechświata, zrodzonego w Wielkim Wybuchu, liczy sobie zaledwie kilkadziesiąt lat. Czy sądzi pan, że nasze obecne wyobrażenia dotyczące na przykład budowy wszechświata nie zmienią się w przyszłości?
- Przede wszystkim jestem przeciwny teorii Wielkiego Wybuchu. Często zapominamy, że hipoteza rozszerzającego się wszechświata postawiona przez Edwina Hubble’a 60 lat temu była zaledwie próbą praktycznego wyjaśnienia pewnych niezrozumiałych zjawisk. W latach 40. opracowano już pozornie uzasadniony model Wielkiego Wybuchu. Ekspansja wszechświata miała być rezultatem energii uwolnionej podczas wielkiej eksplozji - Big Bangu. Teoria ta ma na swoim koncie wiele sukcesów, ale też liczne wady. Nie wyjaśnia na przykład, co było przed Wielkim Wybuchem. Jej twórcy chcą, byśmy uwierzyli, że przed nim nie było literalnie nic, nawet przestrzeni. Dopiero w wyniku owej eksplozji miały powstać materia, czas i przestrzeń. Hipoteza Wielkiego Wybuchu nie tłumaczy jednak, dlaczego wszechświat jest taki jednolity, podobny we wszystkich kierunkach. Jedynym możliwym wyjaśnieniem jest przyjęcie, że "nasz" wszechświat - ten region przestrzeni, który możemy oglądać przez teleskopy - jest tylko drobną częścią o wiele większej struktury. To z kolei prowadzi do hipotezy, że istnieje wiele (setki, tysiące, a może nawet więcej) wszechświatów ekspandujących jeden obok drugiego. Żaden z nich nie może być jednak dostępny naszej obserwacji. Jest jeszcze jeden problem, z którym teoria Big Bang nie może dać sobie rady. Według niej, we wszechświecie powinno się znajdować dziesięć razy więcej materii, niż udaje się dostrzec. Od 25 lat astrofizycy nie mogą się jej doszukać.
- Sądzi pan, że obecne hipotezy dotyczące powstania wszechświata w wyniku Wielkiego Wybuchu zostaną w przyszłości zastąpione przez inne?
- Jestem tego pewien. Żadna z tych hipotez nie jest ostateczna. Będą one korygowane w następnych dziesięcioleciach czy stuleciach, podobnie jak to się działo w przeszłości.
- Wciąż też nie dają się z sobą pogodzić dwie teorie uznane za największe intelektualne osiągnięcia XX w. - teoria grawitacji Einsteina i mechanika kwantowa.
- I warto dodać, że dopóki nie będziemy umieli ich z sobą uzgodnić, dopóty nie będzie można wykazać błędów w teorii Wielkiego Wybuchu.
- Mógłby pan to wyjaśnić?
- W jednej z najwcześniejszych faz Wielkiego Wybuchu, zanim zaczęła się ekspansja wszechświata, cząstki materii miały się zawierać w bardzo niewielkiej przestrzeni. Cząstki takie opisuje mechanika kwantowa. Ale jeśli ogromna liczba cząstek stłoczona jest w niewielkiej przestrzeni, na ich zachowanie wpływają siły grawitacji - co opisuje teoria Einsteina. W sumie, żeby określić stan wszechświata w najwcześniejszych fazach jego istnienia, teorię grawitacji Einsteina trzeba wyrazić w języku mechaniki kwantowej. A tego wciąż nikt nie potrafi zrobić. Bez uzgodnienia tych dwóch teorii - doskonałych każda w swoim zakresie, lecz nie dających się zastosować razem - nie sposób też zrozumieć natury czarnych dziur, w których ma znikać materia, ale które nadal oddziałują grawitacyjnie na swoje otoczenie. Wydaje się też, że aby kiedykolwiek człowiek mógł zrealizować ambitne plany podróżowania w czasie (na przykład w przeszłość), konieczne będzie głębsze zrozumienie obu tych teorii. Ktoś może powiedzieć: "No dobrze, skoro sądzi pan, że obecne teorie zmienią się w przyszłości, to proszę powiedzieć, co w nich jest złego i czym mogą być zastąpione". Oczywiście, nie mam żadnych możliwości, żeby to zrobić. Pewnie potrzebne będą na to dziesiątki lat, a może stulecia. Mogę tylko wskazywać - jak to robi wielu innych badaczy - w którym miejscu obecne teorie są niejasne lub sprzeczne z sobą. Postęp w nauce - o czym trzeba pamiętać - polega na stawianiu wciąż tych samych pytań w coraz bardziej przenikliwy sposób. Z tym, że wielkie niespodzianki w nadchodzących stuleciach zrodzą się z pytań, których jeszcze nie potrafimy stawiać.

Sir John Maddox przez 22 lata (do 1995 r.) był wydawcą i redaktorem naczelnym jednego z najbardziej prestiżowych czasopism naukowych - brytyjskiego tygodnika "Nature". Z wykształcenia jest fizykiem, rozpoczął karierę jako wykładowca na Uniwersytecie Manchester (w latach 1949-1955). Pracował jako korespondent naukowy w "The Manchester Guardian" (1955-1964). Był koordynatorem programów edukacyjnych, wydawcą książek naukowych, dyrektorem fundacji naukowej. Otrzymał liczne nagrody i zaszczyty - między innymi w 1995 r. tytuł lorda za zasługi w rozwoju nauki.