Darwin czyli pochwała faktów

„Wie pan, wszystko jest rozwojem. Ta zasada wiecznie idzie naprzód. Najpierw była nicość, potem coś było; potem, zapomniałam co – chyba muszle, potem ryby; a potem my przyszliśmy, zaraz, czy to my byliśmy potem? Mniejsza z tym, w końcu byliśmy my, a następną zmianą będzie coś znacznie od nas wyższego, coś ze skrzydłami. Ach, już wiem: byliśmy rybami, a potem staniemy się chyba krukami. Musi pan to koniecznie przeczytać”.

Słowa te wypowiada lady Constance, bohaterka powieści Benjamina Disraelego Tancred; or, The New Crusade („Tankred, czyli nowa krucjata”). Książka ukazała się w roku 1847, a więc na dwanaście lat przed publikacją O powstawaniu gatunków Darwina. Niektórzy sądzili, że teoria ewolucji powstała już dawno, większość uczonych uważała ją za ostatecznie obalony przesąd.

W 1847 roku Darwin już od dziesięciu lat rozwijał swoją wersję teorii ewolucji, niemal nikt jednak wtedy o tym nie wiedział. Był uczonym prywatnym, mógł robić, co chciał, nie musiał się więc spieszyć, czekał, aż pewne myśli dojrzeją. Chciał także zebrać więcej faktów.

Od młodości był kolekcjonerem faktów i okazów przyrodniczych. Najpierw była podróż na pokładzie okrętu „Beagle”, znalazł się tam, gdyż porucznik FitzRoy obawiał się o zdrowie psychiczne i chciał mieć towarzysza podróży, drugiego dżentelmena, z którym mógłby rozmawiać przy obiedzie. Darwin był więc pasażerem, który sam płacił za podróż i miał wolną rękę w ekspedycjach przyrodniczych na ląd, wszystkie okazy zebrane w trakcie podróży były jego prywatną własnością. Po powrocie został członkiem kilku towarzystw naukowych, ale i to były organizacje prywatne, utrzymywane ze składek członków. Nigdy nie pracował zarobkowo. Nie musiał, gdyż majątku ojca wystarczyło na swobodne życie. Nie oznaczało to jednak żadnych ekstrawagancji, Darwin był oszczędny, skrzętnie prowadził rejestr wydatków i przychodów, niczego nie wyrzucał, szkoda mu było pozbywać się nawet kartek papieru zapisanych tylko po jednej stronie. Majątek w jego sferze pełnił rolę wskaźnika moralności: kto był zdrów, pomnażał talenty dzięki pracowitości i wstrzemięźliwości. Darwin przyznawał, że nigdy nie potrafił wypić kieliszka wina bez wyrzutów sumienia. Nie było mowy o wydatkach dla kaprysu. Staranność w prowadzeniu interesów sprawiła, że podwoił odziedziczony majątek, pod koniec jego życia wart on był 300 000 tysięcy funtów (jakieś 15 milionów dzisiejszych funtów).

W roku 1842 sprowadził się z rodziną do Down (dzisiaj Downe), niewielkiej wioski pod Londynem i tam spędził następne czterdzieści lat, niewiele wyjeżdżając. Gabinet, dom, najbliższa okolica stały się na długie miesiące i lata jego całym światem.

Rozdz 8 Gabinet Darwina

Nad kominkiem wisiały trzy portrety: Josepha Hookera, botanika i najbliższego przyjaciela, Charlesa Lyella, geologa i mistrza, z którym różnił się w poglądach na ewolucję, oraz Josiaha Wedgwooda, wspólnego dziadka Darwina i jego żony Emmy, założyciela fabryki porcelany i fajansu, przedsiębiorcy i członka Towarzystwa Księżycowego, skupiającego uczonych i wynalazców. Drugi dziadek i przyjaciel Wedgwooda, Erasmus Darwin, głosił teorię ewolucji jeszcze przed Lamarckiem.

Charles Darwin, dżentelmen bez obowiązków, był człowiekiem iście tytanicznej pracy. Jego namiętność naukowa była niewiarygodna, nie potrafiły go powstrzymać nawet choroby, a przechorował całe lata. Twierdził, że dzięki złemu zdrowiu mniej czasu zmarnował na spotkania towarzyskie (które zresztą bardzo lubił).

Publikację swej teorii odkładał, ponieważ stale wydawała mu się niegotowa, wciąż miał nadzieję zebrać więcej faktów i zrozumieć więcej konkretnych szczegółów. Nauka jest bowiem niczym, jeśli nie jest strukturą, powiązaniem, a właściwie całą siecią powiązań, które wcale nie są oczywiste. Przed Newtonem nikt nie widział związku między ruchami planet a spadaniem jabłek z jabłoni. Przed Darwinem uczeni dziwili się, czemu różne organizmy są tak znakomicie przystosowane do swego trybu życia albo czemu np. wszystkie kręgowce mają zbliżoną budowę anatomiczną. Doniosłość pracy naukowej zmierzyć można tym, jak bardzo należało w jej wyniku zmienić podręczniki. Czasem chodzi o wzmiankę w jakiejś monografii, rzadko o cały rozdział, a już tylko zupełnie wyjątkowe są teorie, które zmuszają do napisania podręczników od nowa. Tak było w przypadku Newtona, tak było także w przypadku Darwina.

Co w takim razie było głównym wkładem Darwina? Przede wszystkim spostrzeżenie, że świat ożywiony nie wymaga Centralnego Planisty, który najpierw wszystko sobie ułożył, a potem wykonał. Nawet największe „cuda natury”, jak np. oko ludzkie, znakomicie przystosowane do zbierania i przetwarzania sygnałów świetlnych, nie świadczą o żadnym projekcie, są wynikiem kolejnych stopniowych udoskonaleń, które zwiększały możliwość przeżycia organizmów. Ewolucja przypomina nieco w działaniu technikę: kolejne urządzenia są niewielkim ulepszeniem (a czasami pogorszeniem) poprzednich, trwają jednak te, które najlepiej służą swemu celowi, zmieniając się z czasem coraz bardziej: pomyślmy, jak zmieniał się wygląd telefonu czy komputera. Żywe organizmy są więc wytworem historii, która być może nie musiała tak się potoczyć, ale skoro była taka, a nie inna, ma wpływ na chwilę bieżącą. Miewamy np. czkawkę, bo pochodzimy od ryb i płazów, które oddychały zarówno skrzelami (w wodzie), jak i prymitywnymi płucami (na lądzie), zostały nam po nich mięśnie zaciskające głośnię, które czasem uruchamiają się w kłopotliwy sposób. Itd. itp. Wymiar czasu został wprowadzony do nauki. Nie tylko biologia nabrała dzięki temu sensu, a być może stała się właśnie w tym momencie jednolitą dziedziną wiedzy, która ma swój jednolity kościec intelektualny – własny paradygmat. Myślenie historyczne istotne bywa i w innych dziedzinach: np. w kosmologii. W XX wieku zrozumiano, że swoją historię ma nie tylko życie na Ziemi, ale i Układ Słoneczny, a także cały wszechświat. Niektórzy, jak Lee Smolin, sądzą, że i w fizyce należy dopuścić jakiś rodzaj myślenia historycznego czy ewolucyjnego. To sprawa otwarta. Nie ulega jednak kwestii, że dzięki Darwinowi myślimy dziś inaczej. Może nawet, pamiętając o swych zwierzęcych przodkach, nauczymy się kiedyś lepiej panować nad swymi niektórymi skłonnościami. Ludzie przez wieki wierzyli, że są uczynieni na boże podobieństwo i jednocześnie dopuszczali się wszelkich możliwych okropieństw (często zresztą w imię boże, ostatecznie okrzyk: „Allahu akbar” nie różni się tak bardzo od: „Bij, kto w Boga wierzy”). Może przydałby się nieco trzeźwiejszy punkt widzenia: jesteśmy sprytnymi zwierzętami, które świetnie potrafią wykorzystywać swoje otoczenie, a często i współplemieńców. Należałoby z tego wyciągać wnioski, zamiast opowiadać o duszy nieśmiertelnej.

Oszukujmy proroków (gra towarzyska)

Rodzaj ludzki, do którego tylu moich czytelników należy, od samego początku i zapewne do końca swego istnienia zabawia się w różne dziecinne gry, które dorośli uważają za nonsens. Jedną z najbardziej ulubionych jest gra pt. „Pozostawmy przyszłość nieznaną”, zwana też „Oszukujmy proroków”. Gracze uważnie i z pełnym respektem przysłuchują się temu, co ludzie mądrzy mówią o tym, co przydarzy się przyszłym pokoleniom. Następnie czekają, aż ci mądrzy ludzie umrą i chowają ich grzecznie. A potem gracze się rozchodzą i robią co innego. To wszystko. Ludziom o niewyszukanym smaku taka gra sprawia radość. (G.K. Chesterton, Napoleon z Notting Hill)

Pisarz S-F, Arthur C. Clarke, przyjrzał się kiedyś przykładom szczególnie nieudanych proroctw ekspertów rozmaitego autoramentu. Nas tutaj szczególnie interesują uczeni. Wybitny astronom Simon Newcomb w roku 1903 twierdził, że niemożliwe jest zbudowanie samolotu: aerodynamika na to nie pozwala. Pięć lat później bracia Wright, właściciele sklepu z rowerami, publicznie zademonstrowali swój wynalazek samolotu w Fort Myer (USA) i Le Mans (Francja). A.W. Bickerton, chemik i nauczyciel Rutherforda, dowodził w latach dwudziestych ubiegłego wieku, że sztuczny satelita jest niemożliwy, nawet gdyby użyć najsilniejszego materiału wybuchowego – nitrogliceryny. Chodzi o to, że jeden gram paliwa wydziela podczas wybuchu mniej energii, niż potrzeba do nadania masie jednego grama prędkości 7,9 km/s (co oczywiście jest prawdą, ale materiały wybuchowe wcale nie wydzielają najwięcej energii w spalaniu, a poza tym nie ma potrzeby wynosić na orbitę całej początkowej masy: od tego są rakiety wielostopniowe). Znaczna część techniki została wynaleziona obok albo wbrew uczonym: od maszyny parowej i żarówki po komputer osobisty. To trochę tak, jak w rosyjskiej bajce: było dwóch braci mądrych i trzeci Wania, przygłupi. I niezmiennie to ten trzeci dokonuje rzeczy niemożliwej dla pierwszych dwóch.
Arthur C. Clarke dzieli przypadki niedanych proroctw na brak śmiałości (failure of nerve) i brak wyobraźni (failure of imagination). W pierwszym przypadku wiedza naukowa istniała, ale nie potrafiono z niej skorzystać w sposób właściwy (w czasach Newcomba aerodynamika była już dostatecznie rozwinięta, lecz astronom nie potrafił z tego zrobić użytku). Innego przykładu dostarcza praca Isaaca Newtona: odkrył on, że w załamaniu światło rozszczepia się na kolory. Uznał więc pochopnie, że każdy przyrząd optyczny zawierający soczewki będzie dawał barwne i zamazane obrazy – co rzeczywiście było zmorą ówczesnych urządzeń. Już po śmierci Newtona zwykły rzemieślnik optyk, John Dollond, dokonał niemożliwego i zbudował obiektyw achromatyczny, stosując dwa rodzaje szkła (flint to szkło z dodatkiem ołowiu).

Chromatic_aberration_lens_diagram.svg

415px-Lens6b-en.svg

(ilustracje z Wikipedii)

W drugim przypadku w chwili wygłaszania proroctwa nie wiedziano czegoś istotnego, co dopiero miało zostać odkryte. Słynny jest przypadek filozofa Augusta Comte’a, który w roku 1835 przekonywał, że astronomowie nigdy nie poznają składu chemicznego ciał niebieskich. W roku 1859 powstała analiza widmowa, zupełnie odmieniając astronomię. Obecnie stały się też możliwe loty badawcze w obrębie Układu Słonecznego, więc można analizować ciała niebieskie tradycyjnymi metodami chemii.

Nie zawsze łatwo rozróżnić te dwa defekty proroka. Np. ruch Ziemi wydawał się pomysłem równie fantastycznym jak latanie. Jeśli Ziemia krąży wokół Słońca, to dlaczego gwiazdy nie zataczają w okresie rocznym elips na niebie? (Chodzi o tzw. paralaksę roczną, patrząc z różnych punktów orbity Ziemi powinniśmy widzieć daną gwiazdę w różnych kierunkach – jej tor na niebie powinien być rzutem orbity Ziemi).

paralaksa

Wyobrażano sobie, że gwiazdy są znacznie bliżej, bo czemu miałyby być tak niesłychanie daleko? Pierwsi kopernikanie, Kepler i Galileusz, bezskutecznie starali się wykryć paralaksę roczną, mając nadzieję na uciszenie oponentów. Paralaksę udało się zmierzyć dopiero w XIX wieku, gdyż kąty, które wchodzą w grę, są poniżej jednej sekundy kątowej (1/3600 stopnia). A więc rozwiązanie istniało, wydawało się tylko trudne do przyjęcia. Wszechświat jest ogromny, wyrażanie jego rozmiarów w metrach czy innych „ludzkich” jednostkach prowadzi do niebywale dużych liczb.
Podobna sytuacja przydarzyła się w odniesieniu do wieku Ziemi i stałości gatunków w czasach Darwina. Znano wiele skamieniałości, wskazywały one ogólnie biorąc, że gatunki bliższe nam w czasie są bardziej podobne do żyjących dziś. Wystarczyło tylko connect the dots – połączyć kropki. A jednak idea stopniowych transformacji zwierząt i roślin wydawała się niemal wszystkim uczonym absurdalna. Richard Owen, krytykując Darwina (którego traktował protekcjonalnie jako nieźle piszącego gawędziarza, lecz naukowego dyletanta), przytaczał dane, iż w ciągu 30 000 lat polipy koralowca nie zmieniły się, ergo: gatunki się nie zmieniają. Darwin mówił o 300 milionach lat, ale został zakrzyczany przez ekspertów, więc pokornie nie wdawał się potem w żadne szacowania. Dziś wiemy, że życie istnieje niemal tak długo jak Ziemia, skala czasu liczona jest w miliardach lat (i oczywiście należy kropki łączyć). Dla człowieka 100 lat to długo, ale ewolucja właśnie wymaga bardzo wielu pokoleń, a więc czasu w naszej skali niezwykle długiego.
Jeszcze trudniej przychodziło uczonym uwierzyć, że przodkiem człowieka może być jakaś małpa. Thomas H. Huxley pierwszy wykonał rysunek pokazujący mniej więcej, jak to się stało. Łatwiej było mu przekonać robotników i rzemieślników na popularnych wykładach niż kolegów naukowców.

Frontispis Huxleya1

Mamy następujące prawo Clarke’a:

Gdy wybitny, lecz niemłody uczony twierdzi, że coś jest możliwe, niemal na pewno ma rację. Jeśli natomiast twierdzi, że coś jest niemożliwe, to jest bardzo prawdopodobne, że się myli.

Dodałbym do tego, że prawda nie zawsze najlepiej się czuje pod profesorskim biretem, a niemal każdy ekspert ma ludzką, arcyludzką słabość, by wypowiadać się na tematy, których nie przemyślał zbyt głęboko albo które są mu obce. To niebezpieczne zwłaszcza dziś, gdy mamy ekspertów od wszystkiego i nikt się na niczym nie zna (oczywiście, oprócz swojej wąskiej specjalności naukowej). Poza tym eksperci zwykle funkcjonują w środowisku innych specjalistów i myślą podobnie do nich. Z jednej strony to konieczność: delikatny mechanizm oceny, czy ktoś jest ekspertem i nie bredzi, musi być społeczny i ograniczony do specjalistów. Z drugiej jednak strony zbiorowa mądrość to oksymoron. To, co się nieźle sprawdza w codziennym funkcjonowaniu nauki, zawodzi w przypadkach najważniejszych: gdy jest coś naprawdę ważnego do odkrycia. Nie przypadkiem Kopernik i Darwin byli outsiderami, a Einstein pierwszego fizyka teoretyka zobaczył (jak sam mówił) w wieku trzydziestu lat.

Ernst Haeckel: Anna w meduzę przemieniona (1864)

Był zoologiem, specjalistą od fauny morskiej. Obdarzony talentem rysunkowym, chwalił naturę w nieskończonych planszach swoich dzieł. Dorobek naukowy liczyło się wówczas w tomach, nie w artykułach. Chcąc zostać profesorem nadzwyczajnym uniwersytetu w Jenie, musiał Haeckel wydać monografię. Był to kilkukilogramowy tom wraz z atlasem zawierającym 35 plansz, poświęcony promienicom, maleńkim stworzeniom o średnicy ułamka milimetra.

Tafel_09m

Już Charles Darwin podczas swojej podróży na pokładzie „Beagle” zachwycał się różnorodnością kształtu i barw planktonu. Pisał: „Wiele z tych stworzeń, choć się znajdują na tak niskim szczeblu natury, ma wyszukane kształty i bogate ubarwienie. Wzbudza to uczucie zdziwienia, że tyle piękna miałoby być stworzone dla pozornie tak nikłego pożytku” (przeł. K. Szarski). Była to refleksja przyrodnika, który wciąż jeszcze patrzył na świat ożywiony jako na dzieło Stwórcy. Mikroskopowy plankton był równie niepojęty jak gwiazdy niewidoczne gołym okiem: w jakim celu zostało stworzone to wszystko?

Darwin, jak wiemy, stwierdził niebawem, że nie każdy inżynierski projekt dowodzi istnienia inżyniera-projektanta. Jednym z pierwszych jego zwolenników w Niemczech był dwudziestokilkuletni Ernst Haeckel. Odznaczał się entuzjazmem, pracowitością, czytał Goethego i przyjaźnił się z artystami. Kochał się od lat z wzajemnością w kuzynce, Annie Sethe. Dopiero posada profesora nadzwyczajnego pozwoliła im wziąć ślub.

EH1860

 

Podróż poślubną spędzili włócząc się po Alpach, Ernst niósł w plecaku cały ich dobytek. Jesienią 1863 roku młody profesor wybrał się wraz z żoną do Szczecina na zjazd Towarzystwa Niemieckich Przyrodników i Lekarzy. Wygłosił tam płomienny odczyt o Darwinowskiej teorii ewolucji. Nazywał ją Entwicklungs-Theorie – teorią rozwoju (słowa ewolucji używano wtedy w innym sensie). Dla przejętego panteizmem Haeckla była to zresztą rzeczywiście teoria wyjaśniająca nie tylko tworzenie się nowych gatunków, ale także ich rozwój, rosnącą złożoność i doskonałość.

Zimą 1864 roku Anna zachorowała, dostała zapalenia opłucnej. Niemal już wyzdrowiała, gdy jej stan się niespodziewanie pogorszył i 16 lutego – dokładnie w dniu trzydziestych urodzin Haeckla – zmarła. Przyczyną było prawdopodobnie zapalenie wyrostka robaczkowego, przypadłość dziś niemal trywialna. Zdruzgotany, Haeckel przez osiem dni nie wstawał z łóżka. Gdyby nie rodzice i brat, zapewne popełniłby samobójstwo. Rodzice wysłali go do Nicei, słał im stamtąd uspokajające listy, lecz cierpiał. Przytaczał słowa Mefistofelesa:

…wszystko bowiem, co powstaje,
Do wytępienia tylko się nadaje,
Więc lepiej niech się nic już nie tworzy w tym świecie.
(przeł. F. Konopka)

Dni bywały nieco lepsze albo bardzo złe, aż na przełomie marca i kwietnia, przy pięknej pogodzie, zaczął znów pracować. Zajął się obserwacjami mikroskopowymi. Zaobserwował też w morzu wyjątkowo piękną meduzę. Widział ją tylko przez dwa dni: za pierwszym razem dwie sztuki, za drugim razem dwadzieścia sztuk i później nigdy więcej. „Ruchy tej cudownie pięknej Eucopide stanowiły iście magiczny widok, przez kilka szczęśliwych godzin mogłem cieszyć się grą jej czułków, które zwisały jak jasne ozdoby do włosów z krawędzi czapeczki, zwijając się przy najlżejszym poruszeniu w gęste krótkie spirale…”

monographiederme11879haec_0051maly

„Nazwałem ten gatunek, prawdziwą księżnę wśród Eucopide, na pamiątkę mej niezapomnianej drogiej żony, Anny Sethe”. Jej nazwa łacińska brzmiała Mitrocoma Annae.
Haeckel zajął się meduzami w sposób systematyczny. Opublikował dwutomową monografię meduz (parzydełkowców) wraz z atlasem. Znalazła się tam jeszcze jedna meduza nazwana na cześć zmarłej żony: Desmonema Annasethe.

monographiederme11879haec_0131maly

Był już rok 1879. Do tego czasu Haeckel stał się najbardziej znanym zwolennikiem Darwina i zaciekłym przeciwnikiem religii instytucjonalnych. Sam wyznawał monizm, który nie był prostym materializmem, lecz raczej panteizmem w duchu Spinozy, Goethego, i później Einsteina.
Wspominał też ciągle Annę, mimo że od lat miał już drugą żonę, Agnes Huschke, i trójkę dzieci. Jeszcze raz Desmonema Annasethe z późniejszej pracy Haeckla:

Haeckel_Discomedusae_8maly

Więcej promienic z wczesnej pracy Haeckla

Plansze z Kunstformen der Natur

Niebezpieczna idea Darwina (1859)

Świat wyobrażano sobie zawsze jako coś uporządkowanego i celowego. Pitagorejskie słowo κόσμος – kosmos ma takie właśnie znaczenie. Grecy wierzyli, że Ktoś, np. demiurg z Timajosa, musiał uładzić świat w taką, a nie inną całość. Nie inaczej sądził w XVIII wieku Isaac Newton, gdy pisał:

„Ten najbardziej elegancki układ Słońca, planet i komet nie mógł powstać bez zamysłu i władztwa istoty inteligentnej i potężnej. I jeśli gwiazdy stałe są środkami podobnych układów, to wszystkie one będą zbudowane zgodnie z podobnym zamysłem i będą podlegać Jednemu, zwłaszcza że światło gwiazd stałych jest takiej samej natury co światło Słońca i wszystkie układy wysyłają światło ku wszystkim innym. I aby układy gwiazd stałych nie pospadały wzajemnie na siebie pod działaniem grawitacji, porozmieszczał je na ogromnych odległościach jeden od drugiego. On rządzi wszystkimi rzeczami nie jako dusza świata, lecz jako pan wszystkiego. I z powodu swego władztwa nazywany jest Panem Bogiem Pantokratorem (tzn. władcą powszechnym)” [Principia, wyd. 2, 1713].

Newtonowi chodziło o regularności w Układzie Słonecznym: planety poruszają się po orbitach zbliżonych do okręgów, w mniej więcej jednej płaszczyźnie i wszystkie w tym samym kierunku. Oznaczało to jego zdaniem, że Stwórca w chwili początkowej nadał planetom ściśle określone prędkości i położenia, po czym dalej układ ten poruszał się pod działaniem zwykłych praw mechaniki – w tym prawa powszechnego ciążenia, odkrytego przez Newtona.

solar_system_formation
Później Laplace zasugerował, że nie trzeba angażować Stwórcy, wystarczy, aby Układ Słoneczny powstał z obłoku wirującej materii – wtedy wyróżniona płaszczyzna i ruch w tę samą stronę przestają być „cudem”.
Domena „cudów”, czyli tego, czego nauka nie potrafi wyjaśnić, ograniczono stopniowo do biologii. Jak wyjaśnić budowę oka albo nadzwyczajną szybkość geparda i gazeli, piękno pawiego ogona, a wreszcie ludzki rozum? Nauka jest bezsilna, należy więc przywołać rozumnego Autora, który stoi za tymi wszystkimi faktami. Był to tzw. argument z projektu: obiekt zaprojektowany musi mieć autora. Gdy znajdziemy na wrzosowisku zegarek, wiemy, że nie spadł on z nieba. Fred Hoyle sformułował podobną myśl następująco:

Na złomowisku znajdują się porozrzucane w nieładzie wszystkie części Boeinga 747. Przypadkiem nad złomowiskiem przechodzi trąba powietrzna. Jakie jest prawdopodobieństwo, że po jej przejściu znajdziemy tam poskładanego w całość i gotowego do lotu boeinga? Zaniedbywalnie małe, nawet gdyby tornado miało wiać nad całym wszechświatem wypełnionym takimi złomowiskami [The Intelligent Universe].

Przed Darwinem najbardziej do odpowiedzi zbliżył się David Hume. W wydanych w roku 1779 (na wszelki wypadek pośmiertnie!) Dialogach o religii naturalnej. Pojęcie „religii naturalnej” nie brzmiało wówczas jak oksymoron, lecz dotyczyło argumentów za istnieniem Boga, jakie można wyprowadzić z obserwacji świata. Chodziło więc o dyskusję na płaszczyźnie czysto naukowej, nie wchodząc w prawdy objawione. Nawet tak bystry krytyk jak Hume miał kłopot z obaleniem argumentu z projektu.

Kiedy oglądamy statek, cóż za wygórowaną ideę wypadałoby nam powziąć o pomysłowości cieśli, który zbudował machinę tak skomplikowaną, tak użyteczną i piękną! I jakaż spotkać by nas musiała niespodzianka, gdyby okazało się, że to nierozgarnięty rzemieślnik, co naśladował innych i brał ślepy wzór ze sztuki, która po wielu próbach, błędach, poprawkach i deliberacjach doskonaliła się stopniowo przez długie wieki. W ciągu wieczności spartaczono może i sfuszerowano wiele światów, zanim udało się wymyślić ten oto system; wiele roboty poszło może na marne; podjęto może wiele bezowocnych prób, a powolny, lecz stały postęp w sztuce wyrabiania światów ciągnął się nieskończenie długo. [Dialogi o religii naturalnej, przeł. A. Hochfeldowa].

Argumenty te padły jednak w dyskusji i nie były traktowane jako bliskie prawdy. Dopiero Charles Darwin, osiemdziesiąt lat później, zasugerował rozwiązanie: w ogóle nie potrzeba inteligencji, wystarczy proces doboru naturalnego. Potomstwo staje się nieco lepiej przystosowane od przodków, a każdy złożony projekt „inżynierski” można rozbić na mnóstwo drobnych etapów. Była to idea niezwykle rewolucyjna, gdyż odwracała uświęcony tradycją sposób myślenia. Być może idea taka mogła powstać dopiero w czasach masowej produkcji, gdy robotnik nie musiał umieć wiele, ponieważ wykonywał tylko jedną drobną czynność, nie był już rzemieślnikiem, który potrafi w swoim fachu wszystko i uczył się tego latami. Z pewnością nie była to jednak idea oczywista w chwili powstania. Darwin zaproponował, aby na każdy organizm spojrzeć jak na zegarek czy inny artefakt, tyle że ukształtowany stopniowo przez bardzo bardzo wiele pokoleń.

Jeśli na żywy organizm nie będziemy spoglądali tak, jak dzicy patrzą na okręt – jak na coś, co całkowicie przewyższa ich zdolność pojmowania; jeśli każdemu tworowi przyrody przyznamy długą przeszłość; jeśli każdą złożoną strukturę i każdy instynkt będziemy rozpatrywać jako sumę wielu pojedynczych, pożytecznych dla posiadacza właściwości, podobnie jak w każdym wielkim wynalazku techniki widzimy wspólny efekt wytężonej pracy, doświadczenia, rozumowania, a nawet błędów wielu robotników; jeśli każdą istotę organiczną tak będziemy rozpatrywać, o ileż ciekawsza (mówię to z własnego doświadczenia) stanie się wtedy historia naturalna! [C. Darwin, O powstawaniu gatunków, przeł. Sz. Dickstein i J. Nusbaum]

Ta niebezpieczna idea Darwina uniepotrzebniała za jednym zamachem istnienie Stwórcy, a także wiele naszych przesądów (mylonych często z kulturą) – bo skoro ewolucyjnie ukształtować się mogło nasze ciało, to także i nasze uczucia, umysł, język i w konsekwencji cała kultura, a nawet nauka – które mogą być potraktowana jako przedłużenie pewnej ewolucji (już kulturowej, a nie genetycznej).

darwin32

Rysunek z czasopisma „Fun” z roku 1872. Podpis głosił: „Doprawdy, panie Darwin, niech pan mówi, co chce o mężczyźnie [człowieku], ale moje uczucia proszę zostawić w spokoju” (w tym właśnie roku ukazała się książka O wyrazie uczuć u człowieka i zwierzątThe Expression of the Emotions in Man and Animals).

Nie ma w każdym razie potrzeby, by Boeing 747 złożył się sam pod działaniem trąby powietrznej – w jakimś sensie on złożył się sam, budując najpierw swoich konstruktorów, a przedtem wszystko, co było potrzebne, aby ci konstruktorzy zaistnieli.
Zadziwiające, jak często i jak wielu ludzi nie chce się pogodzić z takim sposobem podejścia. Słyszy się np., że to „redukcjonizm”. Lecz wszystkie największe sukcesy nauki brały się z redukcjonizmu, począwszy od doświadczeń Galileusza, który nie przejmował się tym, czy doświadczenia w pracowni są secundum naturam – „w zgodzie z naturą”, czy contra naturam – „przeciw naturze”. Prawdopodobnie należy drążyć właśnie tam, gdzie wyczuwa się opór. Wielkość Charlesa Darwina leży w tym, że zupełnie zignorował zastrzeżenia swych uczonych kolegów, pragnąc, aby historia naturalna stała się ciekawsza, tzn. lepiej zrozumiała i bogata w powiązania. Bez wielkiej przesady można powiedzieć, że biologia jako jednolita nauka zaczyna się dopiero od Darwina.

Filozoficzne konsekwencje idei Darwina omawia klasyczna książka Daniela C. Dennetta, Darwin’s Dangerous Idea: Evolution and the Meanings of Life.

Richard Owen i hipokamp mniejszy, czyli: Co nas różni od małpy? (1857-1863)

Owen był w tych latach szanowanym anatomem i paleontologiem po pięćdziesiątce, m.in. wprowadził do nauki wymarłe gady, które znamy jako dinozaury. Zaciekle przeciwstawiał się jednak wszelkim poglądom ewolucyjnym, podobieństwa w budowie różnych zwierząt świadczyły jego zdaniem o tym, że zostały one stworzone według jednolitego planu: Stwórca pragnął zaoszczędzić sobie pracy, korzystał więc z jednego schematu, który dostosowywał do różnych sytuacji – tak jak fabryki używają gotowych podzespołów do różnych produktów. Krótko mówiąc, Owen był znakomitym fachowcem, lecz religijnie obciążonym. Elita brytyjskiej nauki podzielała jego uprzedzenia, toteż uniwersytet w Cambridge w roku 1859 – a więc w roku ukazania się O pochodzeniu gatunków – przyznał Owenowi doktorat honorowy.

Richard_Owen_1856

Owen z czaszką krokodyla

 

Przy tej okazji Owen przypomniał swe poglądy i przedstawił klasyfikację kręgowców. Człowiek tworzył w niej osobny rząd: dwurękie. Zdaniem Owena mózg człowieka różni się anatomicznie od mózgu małp kilkoma cechami, w tym zwłaszcza posiadaniem niewielkiej struktury nazywanej wówczas hippocampus minor – hipokamp mniejszy (dziś terminologia ta została zarzucona). Miała to być uchwytna, jakościowa różnica między człowiekiem a małpami. Dzieło Boże obdarzone duszą posiada także hipokamp mniejszy.

Gray739-emphasizing-hippocampus-minor

Uczeni kierujący się w swej działalności poglądami religijnymi niezmiennie lądowali w oparach absurdu, nawet gdy przypadkiem kawałek drogi przebyli we właściwym kierunku. Na etapie wysuwania hipotez inspirować się można wszystkim, także religią, bo ważne jest wówczas myślenie niestandardowe, choćby i nie do końca logiczne. Ostatecznie jednak Pismo Święte i teologia nie zawierają niczego pożytecznego dla nauki i wszelkie próby uzgadniania nauki z religią kończyły się porażką dla nauki (bo wierze religijnej prawdopodobnie nie może zaszkodzić nic). Ponieważ Owen głęboko wierzył w swoje tezy i zażarcie ich bronił, więc nadszarpnął mocno swoją reputację. Najpierw Thomas H. Huxley wykazał, że małpy także mają hipokamp mniejszy. Zauważono także, że Owen posługiwał się błędnymi rysunkami, sprostowanymi później przez badaczy. Różnice między nami a małpami są mniejsze, niż chciałaby większość ludzi. Istnienie duszy rozumnej jest tak samo wątpliwe jak istnienie owego hipokampu mniejszego jedynie u ludzi.

Water-babies_2

 

Przedsięwzięcie Owena było czystą donkiszoterią, gdyby wszystkie różnice między człowiekiem a małpą miały się sprowadzać do kilku fałd w mózgu, to nie warto o nie kruszyć kopii. Śmieszność sporu o hipokamp uwydatnił Charles Kingsley w swojej bajce pt. The Water-Babies, której bohaterem jest kominiarczyk zamieniony w wodne dziecko. Profesor Ptthmllnsprts (Put-them-all-in-spirits: Wsadź je wszystkie do spirytusu) wygłasza tam tezę: „Jeśli posiadasz w mózgu hippopotamus major, to nie jesteś małpą (…) Mógłbyś sobie myśleć, że są inne, ważniejsze różnice między tobą i małpą, jak zdolność mowy, budowania maszyn, odróżniania dobra od zła, umiejętność modlitwy i inne drobne rzeczy tego rodzaju; ale wszystko to są dziecinne mrzonki, mój drogi. Wszystko zależy od testu na hippopotamus. Jeśli posiadasz w mózgu hippopotamus major, nie jesteś małpą, choćbyś miał cztery ręce, nie miał stóp i był bardziej małpi od małp ze wszystkich małpiarni świata. Ale jeśli hippopotamus major zostanie kiedyś odkryty w mózgu choćby jednej małpy, nic nie uratuje twej pra-pra-pra-pra-pra-pra-pra-pra-pra-pra-pra-pra-prababki od uznania za małpę”.

Kingsley był pastorem i zarazem jednym z pierwszych zwolenników teorii Darwina. Jego umiarkowane poglądy były jednak uważane przez wielu zagorzałych chrześcijan za zdradę świętego tekstu i może jeszcze bardziej świętej ignorancji. Do rozpowszechnienia idei, że jesteśmy spokrewnieni z małpami bardzo się też przyczyniły ogrody zoologiczne, gdzie każdy sam się mógł przekonać, jak blisko nam do mieszkańców małpiarni.

Zoological Garden - The Monkey House

Gustav Doré, W małpiarni, 1872.

John Perry, lord Kelvin i wiek Ziemi, czyli lepiej być sławnym i bogatym (1895)

Kim był John Perry? Pracował kiedyś jako asystent Thomsona (późn. Kelvina) na uniwersytecie w Glasgow, potem został profesorem mechaniki inżynierskiej. Perry polemizował z Kelvinem na temat wieku Ziemi i miał rację, ale niestety nic z tego nie wynikło. Kelvin zastosował fizykę matematyczną do tego zagadnienia: założył, iż na początku wewnątrz globu panowała pewna wysoka temperatura, która na powierzchni spadała do zera (z grubsza wszystko jedno w jakiej skali). Ponieważ skały przewodzą ciepło, więc profil temperatury powinien się stopniowo pochylać, jak na obrazku. Kelvin Można zmierzyć, jak szybko rośnie temperatura w miarę zagłębiania się w Ziemi, a stąd nietrudno obliczyć ile lat ma Ziemia. Wyszło mu, że pewnie kilkadziesiąt milionów lat. Wynik był bardzo ważny, bo zadawał kłam geologom, którzy wyobrażali sobie na podstawie różnych niepewnych rozumowań, że chodzi przynajmniej o setki milionów lat – a więc co najmniej dziesięć razy dłużej. Wynik Kelvina stanowił też kłopot dla Darwina i jego zwolenników, bo ewolucja w ciągu, powiedzmy 20 milionów lat, musiałaby przejść wszystkie etapy od organizmów jednokomórkowych do królowej Wiktorii (dziś wiemy, że trwało to 200 razy dłużej). Geologowie nie mieli ilościowych argumentów, wydawało się, że rozumowaniu Kelvina nic nie można przeciwstawić, trudno się sprzeczać z matematyką. I tu na scenę wkracza John Perry. Gdyby przyjąć, że tylko cienka warstwa powierzchniowa skorupy ziemskiej jest w stałym stanie skupienia, wnętrze zaś płynne, to temperatura owego wnętrza mogłaby się szybciej wyrównywać dzięki prądom konwekcyjnym (korzystają z nich szybownicy w pogodne dni). Nikt nie umiał obliczyć, jak zmienią się wyniki, gdyby uwzględnić konwekcję. Perry przyjął, że przewodzenie ciepła zachodzi tylko przy powierzchni Ziemi, w cienkiej warstwie o grubości L. Strumień ciepła w W/m2 jest proporcjonalny do gradientu temperatury (deg/m):

\dfrac{P}{4\pi R^2}=K\dfrac{T}{L},

gdzie P jest mocą przekazywaną przez całą Ziemię na zewnątrz, R jej promieniem, K współczynnikiem przewodnictwa, zależnym od materiału, a T temperaturą wewnątrz Ziemi (na zewnątrz przyjmujemy zero). Jest to prawo przewodnictwa Fouriera, Kelvin też je stosował, tyle że do całego globu, a nie tylko do warstwy powierzchniowej. Moc to ilość ciepła \Delta Q przepływającego na zewnątrz podzielona przez czas \Delta t, można ją zapisać przez zmianę temperatury \Delta T (duże T – temperatura, małe t – czas), masę Ziemi M oraz jej ciepło właściwe c – to zwykła kalorymetria:

P=\dfrac{\Delta Q}{\Delta t}=-\dfrac{Mc\Delta T}{\Delta t}.

Minus w ostatnim równaniu informuje, że gdy ciepło wypływa, temperatura maleje. Łącząc oba równania, otrzymamy szybkość zmian temperatury (ściśle biorąc chodzi o pochodną, ale jeśli ktoś nie zna tego pojęcia, to nic nie szkodzi):

\dfrac{\Delta T}{\Delta t}=-\left(\dfrac{3K}{\varrho c LR}\right)T\equiv -\dfrac{T}{t_0}.

Wielkość \varrho to średnia gęstość Ziemi. Wszystkie współczynniki przed temperaturą dają się zapisać w jedną stałą t_0 o wymiarze czasu. Im niższa jest temperatura, tym wolniej spada. Równanie takie opisuje wykładniczy zanik temperatury (Takie samo prawo obowiązuje np. w rozpadzie promieniotwórczym). Okazuje się jednak, że proces ten jest znacznie wolniejszy niż w modelu Kelvina. Na rysunku zaznaczone są górna i dolna granica strumienia ciepła, możliwe do przyjęcia (trudno wyliczyć średnią dla całej powierzchni Ziemi). Dane wchodzące do obliczeń nie zmieniły się istotne od czasów Kelvina i Perry’ego. perry Parametry liczbowe są dla obu modeli takie same. Jak widać model Perry’ego dla L=50\mbox{ km} pozwala wydłużyć wiek Ziemi do dwóch miliardów lat. Nasz wykres kończy się na prawdziwym wieku Ziemi. Jak na prościutki model, wyniki są zupełnie dobre. Dziś wiemy, że rację miał Perry, a nie jego idol Kelvin. Ani Kelvin, ani Peter Guthrie Tait – inna ówczesna znakomitość, nie wzięli poważnie pod uwagę modelu Perry’ego. Sprawę wieku Ziemi przesądzono na niekorzyść Kelvina dziesięć lat później. Zrobił to Ernest Rutherford, który zwrócił uwagę, że zgodnie z odkryciem Pierre’a Curie i André Laborde’a, pierwiastki radioaktywne wewnątrz Ziemi wydzielają ciepło, co zmienia bilans. Rutherford wspominał swój wykład z roku 1904:

Wszedłem do na wpół zaciemnionej sali i po chwili zauważyłem wśród publiczności lorda Kelvina, co oznaczało dla mnie kłopoty, bo ostatnia część prelekcji dotyczyła wieku Ziemi i moje poglądy w tej sprawie nie zgadzały się z jego opinią. Na szczęście zapadł on w mocną drzemkę, kiedy jednak doszedłem do tego ważnego punktu, zobaczyłem, że stary ptak siada prosto i rzuca mi spod brwi srogie spojrzenie! Wtedy spłynęło na mnie nagłe natchnienie i powiedziałem, że lord Kelvin ograniczył wiek Ziemi przy założeniu, że nie zostanie odkryte żadne nowe źródło ciepła. To prorocze stwierdzenie odnosi się do tego, o czym dziś mówimy – do radu. I proszę, staruszek się do mnie promiennie uśmiechnął.

Najzabawniejsze jest jednak to, że Rutherford też nie miał racji, pierwiastki promieniotwórcze nie zmieniają bilansu cieplnego Ziemi wystarczająco, by obalić rozumowanie Kelvina. Kiedy pisałem o wieku Ziemi, też tego nie wiedziałem – podręczniki powtarzają tę mądrość o pierwiastkach radioaktywnych, a za podręcznikami ludzie. Model Perry’ego jest znacznie bliższy prawdy niż model Kelvina. Wnętrze Ziemi jest płynne, dziś modeluje się komputerowo procesy przepływu ciepła i wiadomo na ten temat znacznie więcej. Od początku problem leżał nie w przybliżonym charakterze modeli, bo to można poprawić, lecz w odmiennych założeniach. Kelvin i ówczesny establishment nie chcieli przyjąć „dziwnego” założenia o płynnym wnętrzu Ziemi. Gdyby je przyjęli, dużo wcześniej zgodzono by się na ruch płyt tektonicznych – jeszcze jedną heretycką hipotezę. Kelvin wielkim uczonym był i sam Perry to rozumiał. Toteż wszyscy posłuchali Kelvina zamiast myśleć na własny rachunek. Oczywiście, oprócz stadnego myślenia wchodziła też w grę niechęć do arbitralnych, jak się mogło wydawać, założeń Perry’ego: bo dlaczego tylko taka warstwa miałaby podlegać prawu przewodnictwa? Kelvin wykazał, że przewodnictwo cieplne w wysokich temperaturach się nie zmienia oraz uznał, że konwekcją można się nie przejmować, głównie dlatego, że nikt nie potrafił uwzględnić jej w obliczeniach.

Korzystałem z artykułu, P. England, P. Molnar, F. Richter, John Perry’s neglected critique of Kelvin’s age for the Earth:A missed opportunity in geodynamics, „GSA Today”, t. 17, nr. 1 (2007), s. 4-9. Jest też jego popularna wersja na stronie internetowej „American Scientist”.

Szczęśliwy błąd Charlesa Darwina: Glen Roy (1838)

Zwykle opowiadam o sukcesach nauki. Robię to z kilku przynajmniej powodów: nauka to jedyna dziedzina, w której postęp jest niewątpliwy i bezdyskusyjny; zawsze warto mówić o autentycznych sukcesach; sukcesy naukowe są pożyteczne dla całej ludzkości itd. Czasem także porażki i błędy do czegoś się przydają, i to nie tylko jako przestroga na przyszłość. Tzn. sam błąd jest tylko błędem – i tak jak zło w teologii chrześcijańskiej nie jest samodzielnym bytem, ale, by tak rzec, dziurą czy luką w bycie. Jednak wybitni uczeni w swoich najlepszych latach popełniali zwykle mnóstwo błędów. Oczywiście, popełniali nie same tylko błędy (dlatego ich pamiętamy), a poza tym ich błędy były nieraz na poziomie wyższym niż niejeden „sukces” ich kolegów. Ale nadal były to błędy.
Kiedy jesienią 1836 roku Charles Darwin przybił do wybrzeża Anglii i zszedł na ląd w Falmouth, pragnął gorąco zostać uznanym geologiem. Zebrał sporo obserwacji zwłaszcza z Ameryki Południowej, wokół której Beagle krążył przez kilka lat. Jego pragnienie się spełniło, wszedł w środowisko geologów, a nawet zaprzyjaźnił się z Charlesem Lyellem, znanym mu z książek, wybitnym uczonym i ówczesnym przewodniczącym Towarzystwa Geologicznego. Było to zresztą bardzo snobistyczne i elitarne Towarzystwo, geologia była w Anglii niebywale popularna. Charles Lyell mógł się utrzymać z drukowania co roku nowego wydania swoich Principles of Geology – nie sądzę, aby jakikolwiek autor naukowy w Polsce mógł kiedykolwiek dokonać podobnej sztuki (książka Lyella nie była podręcznikiem!).
Lyell cieszył się, że w osobie Darwina znalazł adepta, który gotów jest stosować jego podejście w praktyce. Chodziło o wyjaśnianie przeszłości geologicznej powolnymi, lecz bardzo długotrwałymi procesami. A więc nie jakieś trzęsienia ziemi, pożogi czy biblijny Potop, ale np. powolne podnoszenie się kontynentu Ameryki Południowej (i od czasu do czasu trzęsienia ziemi). Darwin sądził, że znalazł dowody obserwacyjne takiego podnoszenia się kontynentu. W ciągu dwóch lat po zejściu na ląd zajmował się najwięcej geologią, choć w notatnikach rozwijał pewną niezbyt ortodoksyjną teorię dotyczącą transmutacji gatunków: w myśl tej teorii żywe organizmy były ze sobą spokrewnione. Wiemy, co z tego wynikło. Lyellowskie podejście do geologii było dla Darwina dobrym punktem wyjścia, ponieważ epoki geologiczne musiały trwać długo, skoro zmiany zachodziły bardzo powoli. A jeśli trwały długo, to był wystarczająco dużo czasu, aby np. ze wspólnego przodka wyewoluowały zwierzęta tak różne jak koń, mysz, tapir i słoń (przykład Darwina).
Charles Darwin chciał także wnieść swój wkład do geologii Wielkiej Brytanii. Wybrał się więc w roku 1838 do Szkocji do doliny Glen Roy, gdzie znajdowały się słynne równoległe tarasy.

 

Glen_Roy_18392Są to ułożone wzdłuż poziomic półki skalne biegnące wzdłuż zbocza. Tłumaczono je obecnością w tym miejscu jeziora, które kilkakrotnie zmieniało swój poziom. Darwin uznał, że półki te są dawnymi plażami morskimi i podobnie jak w Ameryce Południowej plaże te stopniowo się podniosły razem z całym lądem. W Ameryce Południowej mógł na takich obszarach znaleźć skamieniałości mięczaków, w Glen Roy nie było ani śladu muszli. Tarasy takie jak w Glen Roy nie występowały w sąsiednich dolinach: czemu morze miałoby zatopić jedną dolinę, nie zalewając sąsiednich? Oczywiście, były to trudności, ale Charles, przekonany, że ma rację, jakoś te wszystkie trudności objaśnił. Pisał do Lyella: „Nabrałem przekonania (mimo pewnych wątpliwości na początku), że tarasy są plażami morskimi; mimo że nie mogłem znaleźć ani jednej muszli, sądzę, że potrafię wyjaśnić większość, jeśli nie wszystkie trudności” – no właśnie: I can explain away most, if not all, the difficulties (to wspaniały czasownik: explain away). Napisał o Glen Roy bardzo długi artykuł: ponad czterdzieści stron w „Philosophical Transactions”. Dzięki temu artykułowi wybrano go do Towarzystwa Królewskiego, od czasów Isaaca Newtona najbardziej prestiżowego towarzystwa naukowego na Wyspach. Kiedy dwa lata później w te same góry przyjechał Louis Agassiz i znalazł ślady działalności lodowców, Darwin uznał, że to nieprawda. Napisał nawet długą pracę, w której dowodził, że w Ameryce Południowej głazy narzutowe wzięły się z gór lodowych, nie lodowców: a więc tereny te zalewało morze. Znalazł ślady lodowców w Walii – była to jego ostatnia wyprawa w teren (1842). Zatem lodowce mogły występować wszędzie, byle nie w „jego” Ameryce Południowej i nie w Glen Roy.
No dobrze, popełnił błąd, a potem się przy nim upierał, po co się nad nim znęcać… Otóż, sądzę, że Glen Roy było produktem ubocznym pewnego istotnego stanu ducha. Darwin w roku 1838 niemal szybował, nie dotykając ziemi, tryskał pomysłami i nie obchodziło go, dokąd zaprowadzą. Był w tym okresie wszystkim, lecz nie obiektywnym obserwatorem. Był skrajnie stronniczy, widział problemy wyłącznie ze swojej perspektywy. Wierzył w siebie i swoje pomysły. Niedługo po Glen Roy przeczytał Malthusa i wpadł na najważniejszy pomysł swego życia: to znaczy powziął ideę doboru naturalnego. Jego teoria miała istotne luki (części z nich nie udało mu się zresztą usunąć ani wtedy, ani później), ale mógł nad nimi przejść do porządku dziennego, podając jakieś lepsze czy gorsze wyjaśnienie (znowu: explain away). Nawet ożenić się postanowił w tym właśnie roku (co zresztą także było w jego przypadku świetnym pomysłem, bo potrzebował później stałej opieki). W ogólnym bilansie Glen Roy nie było zbyt wygórowaną ceną za teorię ewolucji.

Inteligencja Charlesa Darwina

Sam miał o niej niewysokie mniemanie: „Nie odznaczam się ani wielką lotnością pojmowania, ani bystrością (…) Moja zdolność do śledzenia długiego i abstrakcyjnego toku myślowego jest bardzo ograniczona, nigdy zresztą nie osiągnąłem niczego w metafizyce lub matematyce”. W Cambridge pod koniec trzyletnich studiów najzdolniejsi próbowali sił w tripos – konkursowym kilkudniowym egzaminie końcowym z matematyki. Zwycięzca: Senior Wrangler, albo ci, którzy zajęli wysokie miejsce, byli bardzo fetowani, znajdujemy wśród nich wielu znanych uczonych, jak James Clerk Maxwell, William Thomson, John Herschel, Arthur Cayley, czy John Couch Adams, który jednocześnie z Leverrierem wykrył nową planetę za pomocą obliczeń (potem wystarczyło już tylko spojrzeć we wskazanym kierunku, planetą był Neptun).
Charles Darwin nawet nie próbował zdawać trudniejszej matematyki, miał kłopoty ze zwykłą algebrą, np. z usuwaniem niewymierności z mianownika albo z dwumianem Newtona (który niewiele ma wspólnego z Isaakiem Newtonem, ale to już inna historia). Musiał więc czuć się w Cambridge niezbyt pewnie – nawet profesorowie geologii, Adam Sedgwick, i botaniki, John Stevens Henslow, mieli w swoim czasie niezłe wyniki w tripos. Teolog, William Paley, z którego książek uczył się Darwin do swoich egzaminów, był w swoim czasie Senior Wranglerem.
Studia Darwin zapamiętał jako miły okres wesołych kolacji z przyjaciółmi i konnych wycieczek, poza tym zbierał w tym czasie namiętnie chrząszcze. Właściwie robił to nie do końca naukowo, bardziej zależało mu na posiadaniu jak najrzadszych okazów niż na badaniu ich życia. Był jednak skrupulatny, prowadził notatki do swoich zbiorów, uczył się też obserwować. Gdy wyruszał na okręcie Beagle w rejs dookoła świata, był zaawansowanym amatorem przyrodnikiem z dużym upodobaniem do sportów terenowych: polowania, jazdy konnej. Zdążył być na paru wycieczkach geologicznych. Powrócił do Anglii po pięciu latach jako ukształtowany geolog i przyrodnik, który przez te lata nie tylko zbierał próbki i okazy, ale także przeczytał i przemyślał niejedno, przede wszystkim dwa tomy Principles of Geology Charlesa Lyella. Po lekturze pierwszego nabrał przekonania, że procesy geologiczne na Ziemi potrzebowały bardzo długiego czasu – pogląd ten sprawdzał się w terenie. Tom drugi był krytyką ewolucjonizmu w wydaniu Lamarcka. Darwin poznał więc argumenty przeciwko ewolucjonizmowi, ale niezbyt uwierzył Lyellowi. „Jestem (…) marnym krytykiem; praca lub książka, którą czytam po raz pierwszy, budzi zazwyczaj we mnie podziw i dopiero po dłuższym zastanowieniu dostrzegam słabe jej punkty”. Nie był jeszcze ewolucjonistą, ale niezbyt wierzył lekturom, tak samo zresztą jak swoim mistrzom z Cambridge, którzy mocno wierzyli, że organizmy żywe zostały ukształtowane przez Stwórcę z myślą o pewnym celu. Są one rodzajem zegarków skonstruowanych przemyślnie przez Boskiego Zegarmistrza. Darwin niby się z tym zgadzał, ale nie do końca. Niewykluczone, że pomogła mu samotność w podróży: miał czas spokojnie i bez presji z zewnątrz zastanowić się nad różnymi kwestiami: „Od wczesnej młodości moim największym pragnieniem było zrozumienie i wyjaśnienie wszystkiego, cokolwiek podpadało mojej obserwacji, czyli podporządkowanie wszystkich faktów ogólnym prawom”. Widząc krajobraz, zastanawiał się Darwin, jak powstało wszystko, co widzi: skały, rośliny, zwierzęta. Czy kiedyś było tutaj morze? Dlaczego dziś go nie ma? Dlaczego wielkie kopalne zwierzęta Ameryki Południowej są tak podobne do dzisiejszych? Zastanawiał się i latami starał się ułożyć w głowie obraz dawno widzianego krajobrazu czy zwierzęcia tak, aby zrozumieć, jakie prawa nimi rządzą. „Moja gorliwość w obserwowaniu i gromadzeniu faktów była chyba tak wielka, jak to jest w ogóle możliwe”. Podczas podróży znaczyło to, że nie cofał się przed wyprawą w najbardziej oddalony zakątek kraju, jeśli miał nadzieję znaleźć tam coś ciekawego. Całymi tygodniami wędrował z gauchos i dzielił ich tryb życia albo wspinał się na jakieś góry w Ziemi Ognistej, obserwując, jak niewiele żywych organizmów może przetrwać w tak surowym klimacie. W Anglii gromadził już nie zbiory, lecz poglądy, ekspertyzy fachowców, różne ciekawostki znane przez ludzi praktycznych: hodowców, ogrodników, pszczelarzy. Ale także obserwował rozwój własnych dzieci albo chodził do zoo i wszystko skrzętnie zapisywał.

583px-Charles_Darwin_seated_crop

Darwin w roku 1855, cztery lata przed publikacją O powstawaniu gatunków.

 Nigdy się nużył myśleniem o przyrodzie, przeciwnie: to rozrywki, spotkania towarzyskie i teatr, szybko wywoływały u niego zniecierpliwienie. Zorganizował sobie życie tak, żeby jak najmniej rzeczy odrywało go od pracy. Od samego początku tylko on sam wiedział, po co zbiera dane informacje albo okazy, nikt nigdy nie kierował wyborem jego tematów badawczych. A Darwin nie zawsze informował, nawet przyjaciół, czym się zajmuje. Obawiał się, że wielu nie zrozumie jego poglądów i tak ostatecznie było. Poglądy ewolucyjne mają jakąś zdolność irytowania pewnych ludzi, podkopują chyba ich samoocenę. Tak jest nawet dzisiaj, półtora wieku temu w Anglii nie było lepiej, zwłaszcza że Darwin był gentlemanem i nie chciał uchodzić za jakiegoś rewolucjonistę, co to biega z bombą po ulicach. Kościół anglikański zrośnięty był z klasami rządzącymi, większość jego profesorów w Cambridge stanowili duchowni. „Te wszystkie przyczyny razem wzięte złożyły się na cierpliwość w rozważaniu i rozmyślaniu przez lata całe nad jakimś nie wyjaśnionym problemem. O ile mogę sądzić, nie mam skłonności do ślepego naśladowania bliźnich”. Nie miał. Wiktoriański gentleman powinien wyrobić sobie własny pogląd. Ostatecznie ten cichy, codzienny upór i spokojne rozważanie racji za i przeciw własnym pomysłom, gromadzenie faktów, ciągłe układanie ich w logiczną całość pozwoliły mu napisać – po dwudziestu latach zastanawiania się i kilku szkicach – O powstawaniu gatunków. Jak to kiedyś śpiewał Sting: „Be yourself no matter what they say”.

Cytaty Darwina: przeł. S. Skowron, Autobiografia.

Charles Darwin – łaska niewiary

Podobno Charles Darwin porzucił chrześcijaństwo, ale w ostatnim możliwym momencie – tuż przed śmiercią – nawrócił się i dlatego nie wszystko stracił w oczach Pana Zastępów. Tak przynajmniej wymyśliła pobożna niewiasta, lady Hope (trudno o lepsze nazwisko w lepszej sprawie!), która ponoć bywała u sędziwego uczonego niedługo przed śmiercią i wszystko widziała. Miała ona wprawdzie ziemskie długi do spłacenia i szukała rozgłosu, ale gorliwość w obronie wiary, nie raz i nie dwa szła w parze z interesem ekonomicznym. To nic złego, póki mamy Boga w sercu. Amen.

Młody Darwin nie należał do buntowników i wierzył mniej więcej w to, co należy. Nie była to do końca wiara przodków, bo ojciec był mało religijny, a dziadek wcale (kobiety w rodzinie były wprawdzie pobożniejsze, ale niezbyt się liczyły jako wzór dla mężczyzn). Jednak gentleman, z poważnym majątkiem, nie powinien dawać złego przykładu. W zasadzie Charles Darwin pragnął wierzyć w Boga, oczywiście w jego wersji anglikańskiej. Unitarianie z rodziny matki nie byli poważną przeciwwagą: to tylko puchowa poduszka dla upadającego chrześcijanina. Charles nie chciał poduszek ani podpórek. Ale nie był też obrazoburcą. Czy ktoś, kto robi na studiach 200 funtów długu (4 przyzwoite roczne pensje), może być wywrotowcem? Studia były zresztą wstępem do święceń, na które czekał bez entuzjazmu, lecz spokojnie.

Właściwie to chodziło o przyrodę i miękkie serce Charlesa. Charles Darwin starał się być przede wszystkim obserwatorem. Przyroda nie pasuje do żadnych bajek, które ludzie chętnie sobie opowiadali od niepamiętnych czasów.

„Zgadza się z tym, co wiemy o prawach nadanych materii przez Stwórcę, fakt, że stwarzanie i ginięcie form, podobnie jak narodziny i śmierć pojedynczych istot, powinny być wynikiem działania [praw] środków drugiego rzędu. Uwłaczające byłoby przypisywanie Stwórcy niezliczonych systemów światów stworzenie miriada pełzających pasożytów i robaków, od których roiło się w każdym dniu życia na lądzie i w wodzie tego jednego globu. Przestajemy się jednak zdumiewać, jakkolwiek mocno byśmy to potępiali, że pewna grupa zwierząt została specjalnie stworzona po to, aby składać jaja w trzewiach i ciele innych zwierząt, że niektóre zwierzęta radują się okrucieństwem, że zwierzęta bywają zwiedzione fałszywym instynktem, że każdego roku odbywa się ogromne marnotrawstwo jaj i pyłku. Widzimy, jak ze śmierci, głodu, grabieży i skrytej wojny w naturze wywodzi się bezpośrednio najwyższe dobro, jakie możemy sobie wyobrazić: stworzenie zwierząt wyższych” (Esej z 1842 roku w: C. Darwin, The Foundations of the Origin of Species: Two Essays written in 1842 and 1844, F. Darwin (ed.), Cambridge 1909).

Obserwując przyrodę, spotykamy na każdym kroku przejawy koszmarnego okrucieństwa. Nie mógł tego urządzić dobry Bóg, a przynajmniej nie do końca: może pozwolił jedynie działać pewnym prawom. Wskutek działania owych praw wyewoluowała przyroda, jaką znamy, pełna potworności i cudowności zarazem, powstały też inteligencja i moralność, które mogą osądzać świat widzialny. Mechanizm jest okrutny, ale służy dobremu celowi. Nie było to odległe od teodycei Leibniza: Bóg stworzył świat najlepszy spośród możliwych. Nie ingeruje jednak w jego szczegóły, zadowala się podyktowaniem praw ogólnych. Nie on stworzył pluskwiaka benchuca, który ukąsił Darwina w Ameryce Południowej i zostawił mu na pamiątkę nieuleczalną do końca życia chorobę. Benchuca to collateral damage w wojnie przyrody, cena za powstanie zwierząt wyższych i jednego zwierzęcia najwyższego, czyli nas.

charles-robert-darwin-scientists-naturalist

Darwin sądzi, że lepiej dla Stwórcy, jeśli zostanie nieco oddzielony od swoich niektórych stworzeń i nie trzeba będzie winić Go bezpośrednio za wszystkie nieszczęścia i cierpienia. Zalicza do nich cierpienia zwierząt, nie tylko ludzi.

„Toteż rozum nasz wzdraga się przed przypuszczeniem, że jego dobroć nie jest nieograniczona; jakąż bowiem korzyść może przynieść cierpienie milionów niższych zwierząt w ciągu nieskończonego niemal czasu? Ten bardzo stary argument przeciw istnieniu rozumnej pierwszej przyczyny, oparty na istnieniu cierpień, wydaje mi się bardzo poważny” (Autobiografia, przeł. S. Skowron, przekł. nieco zmieniony).

Tyle o dobrym Stwórcy, choć Darwin uważa, iż suma szczęścia w świecie przyrody przeważa nad sumą nieszczęścia – jest to jego intuicyjne przekonanie, wie, że nie sposób tego obliczyć.
Pozostaje jeszcze nie abstrakcyjny Bóg filozofów, ale ten z gorejącego krzaka i Ewangelii.

„Stopniowo jednak dochodziłem do przekonania, że Stary Testament z jego jawnie fałszywą historią świata, z Wieżą Babel, z tęczą jako znakiem itd. i z przypisywaniem Bogu uczuć mściwego tyrana nie jest bardziej wiarygodny niż święte księgi Hindusów lub wierzenia barbarzyńcy. (…) pamiętam, jak wciąż powracałem do marzenia o odkryciu jakichś starych listów sławnych Rzymian albo znalezieniu w Pompei lub gdzie indziej jakichś rękopisów, które by potwierdziły w sposób oczywisty wszystko to, co napisano w Ewangeliach. Lecz nawet przy zupełnej swobodzie, jakiej udzielałem mojej wyobraźni, coraz trudniej było mi wynaleźć dowody, które by przekonywały mnie w stopniu dostatecznym. Stopniowo coraz bardziej owładała mną niewiara, aż wreszcie dokonało się to całkowicie. Postępowało to wszakże tak wolno, że nie odczuwałem żadnego niepokoju i od tego czasu nie wątpiłem nigdy ani przez chwilę, że moje wnioski są prawidłowe. Trudno mi doprawdy pojąć, że ktokolwiek mógłby sobie życzyć, aby wiara chrześcijańska była prawdziwa. Bo gdyby tak było, to bezpośrednia wymowa tego tekstu [tekstu Ewangelii – tłum.] jest jak się zdaje taka, iż ludzie, którzy nie wierzą – a do nich należy zaliczyć mego Ojca, Brata i prawie wszystkich moich najlepszych przyjaciół – są skazani na wieczne potępienie.
A to jest wszak okropna doktryna”. (Autobiografia, przeł. S. Skowron).

 

Czy globalne ocieplenie to bzdura? Pochwała atmosfery

Atmosfera Ziemi jest jak „uszyta na miarę”: chroni nas przed meteorytami, tłumi promieniowanie nadfioletowe, wytwarzające mutacje (np. raka skóry), zapewnia nam tlen niezbędny do oddychania i jest przezroczysta akurat w tym obszarze fal elektromagnetycznych, które widzimy. Oczywiście, od czasów Charlesa Darwina, wiemy, że trzeba spojrzeć na to odwrotnie: na drodze jakiej ewolucji doszło do tej sytuacji. Ochrona przed meteorytami jest np. niepełna, o czym boleśnie przekonały się dinozaury (zostały tylko energooszczędne zwierzątka w rodzaju dzisiejszych ryjówek – nasi prarodzice). Nam też w zasadzie grozi podobny los, jeśli odpowiednio duża asteroida uderzy w Ziemię. Warstwę ozonową, która chroni przed nadfioletem, dość łatwo byłoby zniszczyć, na szczęście przestaliśmy wypuszczać do atmosfery niektóre związki chemiczne, stosowane w celach dość trywialnych: w dezodorantach i lodówkach. Za tlen powinniśmy dziękować naszym braciom mniejszym roślinom, bez nich (bez fotosyntezy) nie moglibyśmy żyć. Widzimy fale elektromagnetyczne o takich długościach, bo nasza gwiazda centralna najwięcej wysyła w tym obszarze widma (byłoby bez sensu mieć oczy wrażliwe na fale, których praktycznie nie ma). To, że dzięki temu możemy widzieć także inne ciała niebieskie jest tylko wspaniałym dodatkiem. A dzięki obserwacjom gwiazd i planet powstała astronomia matematyczna. A dzięki astronomii powstała fizyka, a dzięki fizyce, a później chemii i biologii, powstała nasza cywilizacja w obecnym kształcie.

W sierpniu 1883 roku na wysepce Krakatau w Indonezji wybuchł wulkan. Wskutek tej erupcji i wywołanych nią fal tsunami zginęło 40 000 ludzi. W końcu października w Europie zaczęły się niesamowicie piękne zachody słońca – znaczyło to, że pył wyrzucony do atmosfery podczas erupcji zdążył już przywędrować na umiarkowane szerokości geograficzne (kolory zachodów słońca to głównie skutek rozpraszania Rayleigha). W Wielkiej Brytanii zachody słońca obserwował zafascynowany nimi poeta, żarliwy katolik, Gerald Manley Hopkins. Swoje opisy wysłał do „Nature”: „Ponad zielenią ukazał się czerwony blask, szerszy i bardziej krzepki; był miękko cętkowany i w żebrach czy pasach kolor był bliższy różu, a w prześwitach, gdzie przeświecał błękit nieba, bliższy malwy. Wyżej był niewyraźnie bzowy. Czerwień można było dostrzec najpierw na wysokości 45º nad horyzontem i widziało się w niej promienie, które jeden z patrzących porównał do ludzkiej dłoni. Do 4:45 czerwień wyparła zieleń i stapiając się z resztką pomarańczowego dosięgła horyzontu” (cyt. w: http://publicdomainreview.org/2012/05/28/the-krakatoa-sunsets/). Malarz William Askroft spędził wiele popołudni, malując widoki nieba na brzegu Tamizy w Chelsea, było to dla niego frustrujące doświadczenie: jego sztuka była bezsilna wobec tej ruchomej powodzi kolorów.

7261360630_2085ed432a_o7261360998_60c9500aa6_o

Zachody słońca po erupcji Krakatau pokazały naocznie, że atmosfera jest wspólna dla całej Ziemi. Jeszcze jedną wspaniałą zaletą, za którą winniśmy wdzięczność naszej siostrze atmosferze, jest efekt cieplarniany. Gdyby nie było atmosfery temperatura Ziemi byłaby równa -20º C – tyle wynika z prostego bilansu energii przychodzącej ze Słońca i wysyłanej przez Ziemię. Ilości energii przychodzącej i wysyłanej w jednostce czasu powinny być równe, inaczej Ziemia musi się ogrzewać albo stygnąć. Naprawdę gdyby temperatura była tak niska, na powierzchni Ziemi byłoby dużo lodu, który świetnie odbija światło i w rezultacie mniej światła słonecznego byłoby pochłaniane przez Ziemię, co znaczy, że temperatura byłaby jeszcze niższa.
Nasza atmosfera przepuszcza niemal całkowicie światło widzialne – większą część energii docierającej do nas ze Słońca. Ziemia, a także sama atmosfera, także wysyłają promieniowanie termiczne, ale jest ono w większości podczerwone, gdyż temperatura Ziemi jest 20 razy mniejsza od temperatury Słońca. Atmosfera Ziemi jest jednak nieprzezroczysta w podczerwieni, dzięki parze wodnej i CO2. Bilans energetyczny wygląda w rezultacie tak.

greenhouse1

Ziemia wysyła więcej promieniowania podczerwonego, niż otrzymuje ze Słońca. Bilans energii zarówno „pod atmosferą”, jak i „nad atmosferą” jest zerowy: tyle samo energii przychodzi i ucieka. Jednak atmosfera promieniuje w górę i w dół, dzięki czemu Ziemia może wysyłać więcej energii – a to oznacza, że jej temperatura jest wyższa: zamiast -20º C otrzymalibyśmy +30º C (-20º C będzie teraz temperaturą na skraju atmosfery, a nie na Ziemi). Temperatura wyszła trochę za wysoka, ale to szczegół. Gdybyśmy przyjęli, że nie cała energia wysyłana w podczerwieni przez Ziemię jest pochłaniana przez atmosferę, ale część jej ucieka w kosmos, wynik byłby bardziej realistyczny. Widać o co chodzi: im bardziej nieprzezroczysta atmosfera w podczerwieni, tym wyższa temperatura planety. Efekt ten – efekt cieplarniany – jest zbawienny, bo, powtórzmy, marnie by nam się żyło w temperaturach średnich poniżej -20º C. Tyle, że gdy atmosfera stanie się zanadto nieprzezroczysta w podczerwieni, na Ziemi może stać się zbyt ciepło. Ludzie od XVIII wieku wysłali do atmosfery tyle CO2, że zaczęło to już wpływać na klimat globalny. Możemy stać się ofiarami naszego sukcesu ewolucyjnego i cywilizacyjnego. Oczywiście, przyszłość jest nieznana, bo może też nadlecieć za, powiedzmy, pięćdziesiąt lat duża asteroida i zafundować nam nie tylko piękne zachody słońca, ale w ogóle zimę na dziesięć lat. Wtedy nikt się nie będzie musiał martwić globalnym ociepleniem, zresztą ryjówki mają na to za mały mózg.