Najważniejsze wydarzenia w dziejach ludzkości

Zacznijmy od fraszki C.K. Norwida:

DOBRA WOLA

– Przepraszam państwo, lecz przyszła wiadomość,

Że się Uranus wstrząsa

*

– Mniejsza o to

– Co tam po niebie gdzieś patrzysz Jegomość,

To astronomów rzecz, niech sobie plotą…

*

– Przepraszam państwo – ale panna Klara

Na pannę Różę powiedziała: „stara” –

I ten pod wachlarz bilecik schowała…

*

– Gdzie?! jaki?! dawaj!… to rzecz doskonała!

Norwid pisał tu o niezgodnościach ruchu Urana ze znanymi faktami. Okazało się, że niezgodności owe wywołane są przyciąganiem następnej planety, Neptuna. Jej położenie najpierw obliczono, a następnie znaleziono ją na niebie niemal dokładnie w tym miejscu, gdzie wskazywały obliczenia. Samo wydarzenie jest dobrą ilustracją różnicy między nauką nowożytną a innymi przykładami działalności „naukopodobnej” prowadzonej w najróżniejszych cywilizacjach.

Fraszka Norwida wskazuje też na zjawisko szersze niż salonowy brak zainteresowania nauką. Jesteśmy istotami społecznymi, czasem może nawet zanadto społecznymi: w tym sensie, że skłonni jesteśmy uważać świat międzyludzki za cały wszechświat, a nas samych za istoty stworzone nie mniej, ni więcej, tylko na podobieństwo Boga.

David Christian jest zawodowym historykiem. Zrobił jednak coś, na co nie poważyłaby się większość jego kolegów: prowadzi kurs historii wszechświata, od Wielkiego Wybuchu do dziś. Siłą rzeczy większa część materiału pochodzi z innych dziedzin niż historia: z kosmologii, geologii, biologii itd. Spojrzenie z tej perspektywy na dzieje ludzkości uważam za niezwykle ożywcze. Nigdy nie mogłem się nadziwić pasji, jaką większość historyków wkłada w badanie faktów drugo- albo nawet dziesięciorzędnych: jakaś potyczka pod Straconką (w zasadzie trochę większa bójka) albo śledzenie meandrów polityki jakiegoś nieistotnego władcy. Oczywiście rozumiem, czemu można się zajmować tego rodzaju tematem, podobnie jak rozumiem, czemu można się zajmować badaniem jednego gatunku chrząszczy (a jest ich blisko pół miliona). I wcale nie lekceważę „badaczy owadzich nogów”. Nie rozumiem jedynie, czemu nie widzę prób syntezy, innego spojrzenia, mniej uwikłanego w politykę, mity narodowe, mity religijne; mniej prowincjonalnego geograficznie, kulturowo i cywilizacyjnie.

Jakie więc były najważniejsze wydarzenia w dziejach ludzkości? Większość z nich zaszła w prehistorii albo historii bardzo zamierzchłej: wynalezienie rolnictwa, różnych technik pozwalających odziać się, lepić garnki i przede wszystkim tworzyć narzędzia. W dziejach intelektualnych decydujące znaczenie miało pismo i jego ulepszenie w postaci pisma alfabetycznego: dzięki temu ostatniemu nie tylko zawodowcy mogli umieć pisać – była to rewolucja podobna do rozpowszechnienia w latach osiemdziesiątych XX wieku komputerów osobistych, pozwalających każdemu korzystać z narzędzia przedtem zarezerwowanego dla personelu w białych kitlach (sam pamiętam sale z komputerami typu „Odra”, do których nie wolno było wchodzić, należało zostawić przed wejściem karty perforowane z programem i mieć nadzieję, że przejdzie on pomyślnie kompilację, a może nawet się policzy). Nie jest przypadkiem, że cywilizacja grecka rozkwitła w tym samym czasie, gdy rozpowszechniło się pismo alfabetyczne.

Grecy stworzyli też matematykę ujętą w sposób aksjomatyczny – do dziś jest to ideał przedstawiania wiedzy ścisłej. Geometria grecka i jej najważniejsze zastosowanie: opis ruchu planet stworzyły podstawy przyszłego rozwoju nauki, choć ciąg dalszy nastąpił dopiero po piętnastu wiekach i nie był oczywisty. Cywilizacja przeniosła się na północny zachód Europy. Średniowieczne chrześcijaństwo pokazało swą wielkość w gotyckich katedrach, jak też w tym, że potrafiło zasymilować grecką filozofię i naukę – był to zresztą jego szczytowy moment. Reformacja, która podzieliła chrześcijan, była w znacznym stopniu ujawnieniem się nowej wrażliwości i nowego podejścia do świata, czegoś bardziej fundamentalnego niż dogmaty wiary czy uznawanie bądź nieuznawanie papieża. Nowoczesna cywilizacja wywodzi się z chrześcijaństwa zreformowanego w Europie północnej i w Stanach Zjednoczonych. Katolicyzm definitywnie utracił kontakt z nowoczesnością w wieku XVII, w czasach Galileusza. I sądzę, że nigdy go nie odzyskał, choć w każdej epoce aż do dziś wielu było uczonych katolików i niemal każdy papież deklarował, iż ceni i popiera naukę.

Reformacja związana była od początku z wynalezieniem druku: zapewne nie rozszerzyłaby się tak szybko w innych warunkach. Druk i powszechna umiejętność pisania (głównie jednak w krajach protestanckich) były kolejnym progiem udostępniania wiedzy szerokim rzeszom. Jednak nie podział religijny był najważniejszy w wieku XVI i XVII. Nawet wojna trzydziestoletnia z dłuższej perspektywy jest epizodem bez znaczenia. To rewolucja naukowa przesądziła o znaczeniu tej epoki, a także o znaczeniu Europy w dziejach naszej planety. Jakąś nauką zajmowały się wszystkie cywilizacje, lecz to europejska znalazła skuteczny klucz do poznania przyrody. Najpełniej widać to w dziele Isaaca Newtona: modele matematyczne ściśle opisują rzeczywistość fizyczną. Połączenie matematyki i eksperymentu pozwala dowiedzieć się rzeczy, o których się filozofom nie śniło i które są sprawdzalne. Tym się różnimy od innych cywilizacji, że nasze samoloty latają, nie musimy sobie tego jedynie wyobrażać.

Rewolucja naukowa XVII wieku nie dotyczyła biologii. Wydawało się, że istoty żywe nie podlegają dokładnie tym samym prawom, co reszta materii. Świat biologiczny stał się ostatnim azylem zwolenników celowości. Przypomnijmy: już Arystoteles doszukiwał się w przyrodzie przyczyn celowych. Stopniowo celowość została wyeliminowana z astronomii i fizyki. Nie pytamy: w jakim celu Układ Słoneczny zawiera te a nie inne planety krążące po takich a nie innych orbitach. Wydawało się jednak, że oko ludzkie „zostało stworzone” do patrzenia, podobnie jak piękne, smukłe ciało geparda do szybkiego biegania. Charles Darwin i Alfred Russel Wallace pierwsi zauważyli, że przystosowanie do funkcji jest skutkiem doboru naturalnego, a nie celem. Oko naszych przodków (również czworonożnych, również pływających) doskonaliło się stopniowo, aż osiągnęło dzisiejszy stan (wcale zresztą nie idealny: można dobrać soczewki indywidualnie korygujące wzrok, które sprawiają, że widzimy szczegóły, o jakich dotąd nie mieliśmy pojęcia). Podobnie gepardy doskonaliły się w sztuce biegania, w miarę jak gazele doskonaliły się w sztuce uciekania. Ewolucja za pomocą sekwencji niezliczonych drobnych kroków stworzyła całą biosferę. Wielu ludziom wydaje się to nadal trudne do pojęcia i z uporem szukają luk w teorii ewolucji. Ci sami ludzie nie czują na ogół skrupułów, gdy dzięki nowoczesnej terapii zostają wyleczeni. Podobnie jak niektórzy postmoderniści, którzy twierdzą, że fizyka jest formą dominacji białego człowieka i nie jest więcej warta od mitów jakiegoś plemienia, a potem wsiadają w samolot, aby udać się na kolejną konferencję, gdzie będą o tym nauczać młodzież, żądną zdobycia, jeśli nie wiedzy, to przynajmniej stopni naukowych.

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.

Tren dla Annie Darwin

W marcu 1838 roku Charles Darwin poszedł obejrzeć młodą samicę orangutana w londyńskim ZOO. Do tej pory nie widziano tam stworzenia tak bardzo podobnego do człowieka. Małpę nazwano Jenny, ubrano w dziecięce stroje i umieszczono w ogrzewanym pomieszczeniu razem z żyrafą – wiadomo było, że zwierzęta te są niezwykle delikatne i źle znoszą niewolę. Często zapadały na suchoty, jak nazywano wówczas gruźlicę, o której bardzo niewiele było wówczas wiadomo. Nie wiedziano nawet, czy jest chorobą zakaźną.

jenny-web-3933
Darwin zapisał w swoim notatniku: „Człowiek powinien zobaczyć oswojonego orangutana, posłuchać jak ekspresyjnie płacze, przyjrzeć się, jak rozumnie spogląda, gdy się do niego zwrócić – jakby rozumiał każde wypowiedziane słowo, ujrzeć jakim uczuciem darzy znane sobie osoby, przyjrzeć się, jak szaleje z wściekłości, dąsa się i okazuje rozpacz (…) i dopiero wtedy niech się spróbuje pochwalić swoją dumną wyższością (…) Człowiek uważa się w swej arogancji za coś tak wielkiego, że aż godnego boskiej interwencji. Z większą pokorą i, jak sądzę, prawdziwie, jest uważać go za stworzonego ze zwierząt”.

Dziesięć lat później zmarł ojciec przyrodnika, Robert Darwin, lekarz i religijny sceptyk. Sam Charles w młodości omal nie został pastorem, choć jak się zdaje, pociągała go nie tyle posługa duchowa, co perspektywa zamieszkania na wsi, blisko natury, i możliwość oddawania się przyrodniczej pasji. W każdym razie teraz, pod koniec lat czterdziestych, oddalił się już znacznie od wiary religijnej. Jego motywy nie były wyłącznie naukowe czy racjonalne, myślał jak przyrodnik, ale był też pełnym empatii człowiekiem, dla którego wielkie znaczenie miały moralne skrupuły. Dżentelmeni z jego sfery bardzo poważnie i uczciwie zastanawiali się nad swoimi poglądami. Wiele lat później napisał w Autobiografii:

„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.
Chociaż o istnieniu Boga osobowego dużo myślałem dopiero w znacznie późniejszym okresie życia, podam tu ogólne wnioski, do których doszedłem. Stary, przytaczany przez Paleya, argument o celowości w przyrodzie, który dawniej wydawał mi się tak przekonywający, upada obecnie z chwilą odkrycia prawa doboru naturalnego. Nie możemy już dłużej utrzymywać, że np. piękne zawiasy skorupy małży musiały być wykonane przez istotę rozumną, tak jak zawiasy drzwi – przez człowieka. Nie więcej jest, zdaje się, celowości w zmienności istot żywych i w działaniu doboru naturalnego niż w kierunku, w którym wieje wiatr” (przeł. S. Skowron).

W 1851 roku umarła ukochana córeczka Darwina, dziesięcioletnia Annie. Dziecko zachorowało najprawdopodobniej na gruźlicę, nie mówiono o tym jednak głośno, ponieważ diagnoza taka oznaczała wyrok śmierci, chorych na nią nie przyjmowano nawet do szpitali. Ojciec miał nadzieję, że małej pomoże hydroterapia w zakładzie w Malvern, gdzie sam leczył wcześniej własne niedomagania. Miał może nadzieję, że Annie pomoże to samo, co pomogło jemu, ponieważ stale podejrzewał, iż jej choroba może być dziedziczna. Darwin spędził w Malvern przy Annie ostatnie dni jej życia, szalejąc z rozpaczy. Tydzień po pogrzebie napisał o niej wspomnienie, najbardziej emocjonalny tekst człowieka, który zawsze starał się zachować obiektywizm, ale i zrozpaczonego ojca, który czuł się winny śmierci córki. Annie była idealnym wiktoriańskim dzieckiem: łagodna, kochająca, posłuszna, niewinna, wesoła, pełna życia, lecz nigdy nie rozkapryszona, bardzo wrażliwa na każdy przejaw dezaprobaty ze strony rodziców, którzy nie musieli jej nawet karcić, wystarczyło trochę surowsze spojrzenie, by natychmiast odczuła niewłaściwość swego postępowania. I nie tylko cechy charakteru dziewczynki miały znaczenie, Darwin starał się zapamiętać także jej wygląd zewnętrzny. „Jej wzrok się iskrzył, często się uśmiechała. Chodziła elastycznie i pewnie, trzymała się prosto i często odrzucała nieco głowę w tył, jakby rzucając żartobliwe wyzwanie światu. (…) Dagerotyp jest bardzo do niej podobny, lecz zupełnie nie oddaje jej wyrazu: zrobiony został dwa lata temu, jej twarz się od tamtej pory wyciągnęła i nabrała urody. Ruchy miała żywe, energiczne i zazwyczaj pełne wdzięku, kiedy chodziła ze mną na spacer ścieżką dookoła domu, to mimo iż chodzę szybko, często wyprzedzała mnie, kręcąc piruety w najbardziej elegancki sposób i uśmiechając się słodko”.

Annie_Darwin

Dzieci na ówczesnych dagerotypach miały często nienaturalny wygląd, ponieważ musiały wytrwać bez ruchu przez całą minutę – tyle bowiem trwało naświetlanie zdjęcia. Widać, że dłonie Annie są nieostre, dziewczynka się poruszyła.

Śmierć dziecka była w tamtej epoce zjawiskiem częstym, ludzie pobożni pocieszali się mówiąc o lepszym życiu, do którego zostało przeniesione zgodnie z nieprzeniknionymi zamysłami Stwórcy. Charles Darwin nie próbował szukać pociechy tego rodzaju, jak się wydaje, śmierć niewinnej istoty była w jego oczach całkowicie sprzeczna z jakąkolwiek wizją dobrego Boga. Prawdopodobnie sądził też, że jakaś cząstka naszego współczucia należy się również istotom mniej od nas uprzywilejowanym – jak Jenny z ZOO, ofiara tej samej co Annie choroby.

Korzystałem z książki Randala Keynesa, Annie’s Box: Charles Darwin, His Daughter, and Human Evolution, London 2001. Na książce tej oparto scenariusz filmu BBC z roku 2009 pt. Creation.

Adolphe Quetelet, krzywa dzwonowa i statystyczny człowiek (1835)

Był z wykształcenia matematykiem, z temperamentu organizatorem, lecz do historii przeszedł głównie dzięki swej niepohamowanej namiętności do stosowania metod statystycznych. Pragnął stworzyć statystyczną naukę o człowieku, opartą na rozmaitych szczegółowych spisach dotyczących narodzin, rozwoju, zdolności, karalności, chorób i zgonów ludnosci różnych obszarów czy grup. Jego dwutomowe dzieło z roku 1835 zatytułowane Sur l’homme et le développement de ses facultés, ou Essai de physique sociale („O człowieku i rozwoju jego zdolności, czyli zarys fizyki społecznej”) stało się szybko klasyczne. Quetelet wprowadził pojęcie statystycznego czy też przeciętnego człowieka (l’homme moyen), wyobrażając sobie, iż istnieje pewien idealny wzór, od którego poszczególni ludzie odchylają się za sprawą wielu różnych przyczyn. Pojęcie rozkładu statystycznego, który mieści całe spektrum badanej cechy, dopiero się kształtowało. Wcześniej  uczeni stosowali rozkłady statystyczne takie, jak rozkład Gaussa, do analizy błędów pomiarowych, gdy wiadomo, że mierzona wielkość przyjmuje pewną określoną wartość, a problemem jest jej ustalenie na podstawie obarczonych błędami pomiarów. Równolegle przebiegał społeczny proces uznania różnic między ludźmi za coś naturalnego, a nawet potrzebnego, nie za błąd w rozwoju czy niedostatek.

Jak to zwykle bywa w przypadku badań pionierskich, wiele wyników zostało potem zrewidowanych, niektóre stwierdzenia rażą dziś naiwnością. W swojej epoce był jednak Quetelet powszechnie uznawany za postać ważną, jego prace czytali uczeni tak różni, jak James Clerk Maxwell (który idee statystyczne zastosował do gazów) i Charles Darwin. Kontynuatorem prac Queteleta stał się kuzyn Darwina Francis Galton (to on ochrzcił rozkład Gaussa mianem rozkładu normalnego).

Znany powszechnie indeks masy ciała BMI (iloraz masy i kwadratu wzrostu) jest wynikiem obserwacji Queteleta, iż objętość ciała człowieka dorosłego nie jest proporcjonalna do sześcianu, lecz raczej do kwadratu wzrostu:

Gdyby człowiek rósł jednakowo we wszystkich wymiarach, ciężar w różnym wieku byłby proporcjonalny do sześcianu wzrostu. Obserwuje się jednak co innego. Wzrost masy jest mniej gwałtowny, z wyjątkiem pierwszego roku po urodzeniu, kiedy rzeczywiście na ogół obserwuje się powyższą proporcję. Potem jednak aż do okresu pokwitania ciężar ciała rośnie mniej więcej jak kwadrat wzrostu. (Sur l’homme, t. 2, s. 52)

Quetelet nie interesował się wszakże różnicami między ludźmi, starał się raczej odnaleźć typ idealny. Wskaźnik BMI zaczął być stosowany dopiero w drugiej połowie wieku XX, gdy problemem medycznym i ubezpieczeniowym w społeczeństwach zachodnich stały się nadwaga i otyłość.

W swym traktacie podał też Quetelet zaskakujący wzór na skłonność do przestępstwa y (mierzoną statystycznie) jako funcję wieku w latach x:

y=(1-\sin x)\,\dfrac{1}{1+2^{18-x}},

gdzie argument funkcji sinus podany jest w gradach: 100 gradów odpowiada kątowi prostemu. Wykres obserwowanej skłonności do przestępstwa wygląda u Qeteleta następująco:

źródło ilustracji: gallica.bnf.fr

Drugi wykres z płaskim obszarem szczytowym między trzydziestym a czterdziestym piątym rokiem życia dotyczy zdolności literackich. Wróćmy jeszcze do owej skłonności do przestępstwa.

Zależność Queteleta jest iloczynem dwóch funkcji: malejącej funkcji 1-\sin x w pierwszej ćwiartce (czyli czegoś zbliżonego do paraboli) oraz funkcji logistycznej, która opisuje szybki wzrost w okolicy x=18. Nb. krzywa logistyczna zastosowana została kilka lat później przez Pierre’a François Verhulsta, ucznia Quteleta, do modelowania ograniczonego wzrostu populacji, który zaczyna się wykładniczo (nieograniczone rozmnażanie), lecz osiąga naturalną barierę (np. brak pożywienia). Tutaj, w pracy Queteleta, krzywa logistyczna zdaje sprawę z osiągania dojrzałości przez człowieka, na dobre i złe. Oczywiście, nie powinniśmy zbyt serio traktować tego wzoru. Sam Quetelet w późniejszych latach ograniczał się do opisu danych statystycznych, nie upierając się przy żadnym wyrażeniu.

Wykres skłonności do przestępstw wg płci. Widzimy, że kobiety wkraczają później na ścieżkę kryminalną, lecz dłużej są aktywne.

Trwałym dorobkiem Queteleta okazało się stosowanie krzwej dzwonowej do opisu rozkładu statystycznego. Sam po raz pierwszy zastosował ją do statystyki obwodu w piersiach szkockich rekrutów. Jego dane wyglądały następująco:

Obwód w klatce piersiowej wyrażony jest w calach. Quetelet starał się dopasować do tych danych krzywą Gaussa, lecz w praktyce użył rozkładu dwumianowego z prawdopodobieństwami sukcesu/porażki 1/2 oraz liczbą prób równą 999 (tak, żeby mieć 1000 różnych wyników). Inaczej mówiąc, są to prawdopodobieństwa uzyskania k orłów w 999 rzutach monetą.

Jako uczeń Fouriera i Laplace’a wiedział dobrze, że rozkład dwumianowy dąży przy dużych wartościach liczby prób do rozkładu Gaussa. W ten sposób zaczęła się oszałamiająca kariera krzywej Gaussa w zastosowaniach statystycznych. W latach późniejszych przesadne stosowanie rozkładu Gaussa do wszelkich możliwych danych zaczęto nawet nazywać „quetelizmem” – bo, oczywiście, istnieją też inne rozkłady, choć w wielu sytuacjach właśnie rozkład Gaussa prawidłowo opisuje stan faktyczny.

Oko ludzkie i doskonałość stworzenia

Czy długa szyja żyrafy, zajęcze skoki albo narząd taki, jak ludzkie oko, są wytworem opatrznościowego inteligentnego projektu, czy też mogły ukształtować się samorzutnie wskutek ewolucji? Do połowy XIX wieku poglądy ewolucyjne były raczej odosobnione i niedopracowane. W żywych istotach widziano przykład mądrości bożej. Nawet arcyniedowiarek Voltaire pisał w swym Traité de métaphysique (czyli „Traktacie metafizycznym”):

Kiedy widzę zegarek, którego wskazówka pokazuje godziny, dochodzę do wniosku, że istota inteligentna rozmieściła sprężyny tej machiny w taki sposób, by wskazówka pokazywała godziny. Podobnie widząc sprężyny ciała ludzkiego, dochodzę do wniosku, że istota inteligentna rozmieściła jego narządy w taki sposób, aby mogło mieścić się i odżywiać przez dziewięć miesięcy w macicy; że oczy są mu dane, by widzieć, ręce, aby chwytać itd.

Voltaire nie był osobistym wrogiem Stwórcy, był deistą, sceptycznie zapatrującym się na Jego samozwańczych przedstawicieli na ziemi. Argument Voltaire’a podjęty został przez teologa Williama Paleya, który w zegarku znalezionym na wrzosowisku chciał widzieć dowód istnienia Boga, i to koniecznie w jego anglikańskiej odmianie. Rozwijana była, zwłaszcza w XIX wieku, tzw. teologia naturalna. Podkreślano w niej rozmaite przykłady dostosowania istot żywych albo ich poszczególnych narządów do swych funkcji i traktowano to jako przykłady inżynierskich talentów Stwórcy – był wszak wiek przemysłu napędzanego siłą pary, a niebawem także elektryczności, i inżynierowie byli w cenie.Także młody Charles Darwin znał i podzielał argumentację tego rodzaju, zanim odkrył inne rozwiązanie: żywe organizmy mogą ewoluować, a sukces odnoszą te z nich, którym najlepiej uda się wykorzystać swoje środowisko. Nie ma więc projektu ani zegarmistrza czy konstruktora, jest następowanie kolejnych innowacji, kumulujących się niekiedy w coś tak bliskiego doskonałości jak oko ludzkie albo gepard.

W liberalnym i dżentelmeńskim świecie Darwina dyskusja musiała być rzetelna, wyzbyta demagogii. Dlatego w dziele O powstawaniu gatunków uczony zamieścił cały rozdział poświęcony trudnościom własnej teorii – coś, czego jego dzisiejsi koledzy, tak usilnie walczący o przetrwanie w akademickim środowisku, z reguły nie robią, poprzestając na autoreklamie.

Pisze Darwin:

Przypuszczenie, że oko ze wszystkimi swoimi niezrównanymi urządzeniami do nastawiania ogniskowej na rozmaite odległości, do dopuszczania rozmaitych ilości światła oraz korygowania aberracji sferycznej i chromatycznej mogło powstać drogą doboru naturalnego, wydaje się – przyznaję to otwarcie – w najwyższym stopniu niedorzeczne. Rozum jednak mi mówi, że jeśli można dowieść istnienia licznych stadiów pośrednich, od skomplikowanego i doskonałego oka do prostego i niedoskonałego, przy czym każde z tych stadiów jest użyteczne dla posiadacza, jeżeli zmiany te są bardzo niewielkie i dziedziczne (…), i jeżeli takie zmiany lub modyfikacje narządu będą zawsze korzystne dla zwierzęcia przy zmianie warunków życia, wtedy trudności przyjęcia, iż doskonałe i skomplikowane oko może powstać drogą doboru naturalnego (…) nie sposób uznać za rzeczywistą. [przeł. Sz. Dickstein, J. Nussbaum, popr. J. Popiołek, M. Yamazaki, s. 175-176]

O „doskonałości” oka ludzkiego powiemy nieco dalej. Najpierw spójrzmy na samą kwestię ewolucji od plamki ocznej do rozbudowanej struktury z gałką oczną, soczewką i siatkówką.

John Ellis, How Science Works: Evolution, 2nd ed., Springer 2016

Dość łatwo wyobrazić sobie kolejne kroki ewolucyjne i korzyści z nich płynące: lepiej mieć jakiś detektor światła niż go nie mieć (np. u fotosyntezującej eugleny światło jest źródłem energii, korzystnie jest zatem znaleźć się w miejscu o lepszym oświetleniu). Podobnie, lepiej jest otrzymywać jakąś, nawet niedokładną informację o kierunku, z którego dociera światło, niż nie otrzymywać jej wcale. Naturalne więc są struktury typu camera obscura: otwór, przez który wpada światło, a naprzeciwko tego otworka komórki światłoczułe. Oko tego rodzaju pozwala zaobserwować jakiś obraz przedmiotu, ma jednak słabą zdolność rozdzielczą i wpuszcza niewiele światła. Owady wykorzystują wiele egzemplarzy takich oczu jednocześnie. Lepszym rozwiązaniem jest poszerzenie otworu, którym wpada światło i umieszczenie soczewki wytwarzającej obraz na światłoczułym ekranie – siatkówce. Można wówczas regulować ilość światła docierającego do siatkówki oraz uzyskać obraz o dobrej zdolności rozdzielczej.

John Ellis, How Science Works: Evolution, 2nd ed., Springer 2016

Obliczono, że cała ta ścieżka ewolucyjna może zmieścić się w czasie rzędu pół miliona lat, przyjmując, że u małych organizmów morskich pokolenie trwa mniej więcej jeden rok). Oznacza to, że kiedy wydarzyła się eksplozja kambryjska: pojawienie się licznych zwierząt około 540 mln lat temu, to praktycznie natychmiast (w skali geologicznej) powinny się też pojawić oczy. Wśród skamieniałości z kambru znajdują się trylobity i żywiące się nimi drapieżniki anomalocaris – zwierzęta te posiadały oczy złożone. Odkryto też, że u gatunków tak różnych, jak myszy, owady i ludzie wpływ na budowę oka ma ten sam gen regulujący PAX6, najwyraźniej mieliśmy więc wspólnych przodków.

Grafika: Trevor D. Lamb, Evolution of the Eye, „Scientific American”, July 2011

Dzielimy przeszłość oka ze śluzicą (hagfish) i minogiem (lamprey). W rozwoju embrionalnym oko człowieka powtarza owe wczesne stadia rozwojowe.

Parę słów na temat jakości optycznej naszego oka. Nie jest ono bynajmniej konstrukcją idealną. W zasadzie ostry obraz odbieramy tylko poprzez czopki skupione w plamce żółtej na powierzchni około 1 mm² – jest to zdecydowanie najbardziej drogocenny fragment naszego ciała. Daje to pole widzenia rzędu zaledwie 2°. Czopki zapewniają nam też widzenie barwne, ponieważ występują w trzech odmianach, które wrażliwe są (głównie) na czerwień, zieleń i błękit. Wrażenie obrazu przed oczami tworzone jest przez nasz mózg, wzrok skanuje bowiem nieustannie pole widzenia (dlatego tak ważna jest ruchomość gałki ocznej). Mamy tu więc do czynienia z dobrej jakości kamerą o niezwykle wąskim polu widzenia, która tworzy szerszy obraz dzięki swoim bezustannym ruchom i oprogramowaniu. Spróbujmy np. przeczytać poniższy tekst, a zobaczymy, że idea linearnego odczytywania tekstu literaz za literą nie jest całkiem poprawna.

Nie werizłeim że mzóg mżoe bez polbrmeu oczdaytć sowła z pporyzsteaimawni ltemirai blye tlkyo perwizsa i otanista błyy na sowich mecscijah

Aberracje sferyczna i chromatyczna (*), o których mówił Darwin nie są w przypadku oka tak trudne do skorygowania, jak mu się zdawało, a to dlatego, że najważniejsze są promienie blisko osi optycznej, dla nich aberracje te są niewielkie. Możemy natomiast przystosowywać się do zmiennych warunków oświetlenia dzięki kurczeniu i rozszerzaniu źrenic oraz możemy modyfikować ogniskową całego oka tak, by obraz przedmiotów położonych niezbyt blisko oka był wyraźny (konkretna odległość dobrego widzenia zależy od indywidualnych cech oka oraz wieku jego posiadacza). W obrębie plamki żółtej zdolność rozdzielcza oka zbliża się do granicy dyfrakcyjnej, tzn. teoretycznej zdolności rozdzielczej (por. John Biddell Airy: Jak drobne szczegóły można dostrzec przez teleskop).

Pod względem konstrukcyjnym oko ludzkie jest jednak zbudowane gorzej niż oko ośmiornicy.

Po lewej stronie mamy oko kręgowca. Włókna nerwowe (2) przechodzą w nim przed światłoczułą siatkówką (1). Cały ten bałagan przed siatkówką pogarsza oczywiście jakość obrazu. Nerwy skupiają się w w dodatku w wiązkę (nerw wzrokowy) (3) w taki sposób, że pozostaje obszar oka niewrażliwy na światło, tzw. plamka ślepa (4). To, że jej zwykle nie widzimy, jest czarodziejstwem mózgu. Po prawej stronie mamy znacznie porządniejszy inżyniersko projekt oka głowonoga, gdzie siatkówka jest umieszczona przed nerwami wzrokowymi, które nie zakłócają biegu światła i nie tworzą plamki ślepej.

Jeśli Stwórca starał się osiągnąć projekt idealny, to udało mu się go zrealizować w przypadku ośmiornic, nie ludzi. Przypomina się odpowiedź wybitnego biologa J.S.E. Haldane’a na pytanie pewnego teologa, czego na temat Boga można dowiedzieć się z badań biologicznych. „Że wykazuje nadmierne upodobanie do chrząszczy” – brzmiała odpowiedź. Jest to aluzja do faktu, że istnieje około miliona gatunków chrząszczy, z czego tylko część jest znana badaczom.

(*) Aberracja sferyczna to efekt nieogniskowania wszystkich promieni w jednym miejscu przez soczewkę o powierzchniach idealnie sferycznych. W oku nie mamy do czynienia z tak prostą sytuacją, ale problem nieogniskowania w jednym punkcie także występuje.

Aberracja chromatyczna pojawia się, ponieważ promienie różnych barw mają różne współczynniki załamania, nawet więc gdyby kształt soczewki został zaprojektowany w sposób idealny, dotyczyłoby to jedynie jednej barwy, dla innych obraz musiałby być nieco rozmyty.

A kromatikus aberráció jelensége.

John James Waterston: nikomu niepotrzebny pionier teorii kinetycznej (1845)

Wśród całej rzeszy zapoznanych geniuszy, pechowych wynalazców i myślicieli, których nikt nie chciał słuchać, Waterston zajmuje miejsce szczególne: nie tylko był niedocenionym prekursorem, ale dożył też czasów, gdy jego koncepcje odkryli na nowo inni – i odnieśli dzięki nim naukowy sukces. Nawet wtedy nie został doceniony, historia nauki bez Waterstona wyglądałaby prościej i logiczniej. Do dziś rzadko wspomina się o nim w podręcznikach.

Urodzony w Edynburgu, syn wytwórcy laku do pieczętowania korespondencji, należał do kongregacji protestanckiej sandemanian – założonej niemal sto lat wcześniej przez Johna Glasa i Roberta Sandemana. Sandemanianie (albo glasyci) kultywowali proste chrześcijaństwo będące wspólnotą wiernych, w której decyzje zapadały jednomyślnie i każdemu wolno było wygłaszać kazania. Wykształcony w znakomitej Edinburgh High School, terminował później w zawodzie inżyniera budowlanego, lecz uczęszczał także na wykłady na uniwersytecie, gdzie wyróżniał się w matematyce i fizyce, choć uczył się także chirurgii, anatomii i chemii i należał do studenckiego towarzystwa literackiego. Przeniósł się później do Londynu i trafił do Wydziału Hydrografii w Admiralicji. Jego przełożonym był tam kapitan (późniejszy admirał) Francis Beafort, autor skali siły wiatru i organizator różnych przedsięwzięć badawczych, jak wyprawa okrętu „Beagle” wsławiona udziałem Charlesa Darwina. Beafort zaprotegował Waterstona na nauczyciela szkoły kadetów w Bombaju i młody człowiek wyjechał tam na osiemnaście lat. W tym czasie napisał kilka prac naukowych, z których najważniejszą – długą rozprawę o własnościach gazów – przesłał w roku 1845 do Towarzystwa Królewskiego do publikacji w „Transactions”.

Waterston zaproponował w niej prosty model gazu, w którym cząsteczki zderzają się ze sobą oraz ze ściankami naczynia. Ich chaotyczny ruch jest więc odpowiedzialny za znany fakt, iż gaz wypełnia zawsze całą dostępną mu objętość. Bombardowanie ścianek naczynia przez cząsteczki jest fizyczną przyczyną wywierania przez gaz ciśnienia. Model ten objaśnia poprawnie równanie stanu gazu doskonałego i pozwala zrozumieć szereg własności gazu. Ciśnienie p gazu N cząstek o masie m zamkniętego w objętości V zależy od średniej wartości prędkości cząsteczek i równe jest

p=\dfrac{Nm\overline{v^2}}{3V} \Rightarrow pV=\dfrac{N m\overline{v^2}}{3}.

Jeśli porównać drugie równanie z równaniem stanu gazu doskonałego, widać, że temperatura związana jest ze średnią energią kinetyczną cząstek gazu. Jeśli więc mamy dwa rodzaje cząsteczek, to ustalenie się jednakowej temperatury będzie oznaczać inną średnią prędkość dla każdego rodzaju cząsteczek:

m_1\overline{v_1^2}=m_2\overline{v_2^2}.

Są to podstawy dzisiejszej teorii kinetycznej gazu. Jak zareagowali na pracę Waterstona dwaj anonimowi recenzenci Towarzystwa Królewskiego? Ich tożsamość została ujawniona dopiero w 1965 roku. Pierwszy, wielebny Baden Powell, profesor geometrii w Oksfordzie, stwierdził, iż założenia Waterstona „nie stanowią zadowalającej podstawy do teorii matematycznej” i pomimo że „praca świadczy o znacznej biegłości i przedstawia wiele godnych uwagi zbieżności ze znanymi faktami oraz wyniki liczbowe otrzymane w doświadczeniach” nie zasługuje na publikację. Drugi, sir John Lubbock, absolwent Eton i Trinity College w Cambridge, był bankierem, a także zajmował się astronomią, choć bez szczególnego powodzenia, trudno znaleźć jakieś jego prace, które by cokolwiek wniosły do nauki. Dziś znany jest głównie z tego, że w roku 1846 zamieszkał w sąsiedztwie Charlesa Darwina i obaj utrzymywali dość bliskie stosunki. Lubbock stwierdził, że rozprawa to „czysty nonsens, nie nadaje się nawet do tego, by ją odczytać na zebraniu Towarzystwa Królewskiego”. Dwie negatywne recenzje zamknęły sprawę Waterstona. Zgodnie z zasadami Towarzystwa rękopis pozostał zamknięty w jego archiwum, nieopatrzny autor nie miał drugiego egzemplarza i już jej nie odtworzył. Pracę tę znalazł niemal pół wieku później lord Rayleigh i doprowadził do jej publikacji z komentarzem, iż mogła przyspieszyć rozwój badań w tej dziedzinie o piętnaście lat. Byłoby tak, gdyby praca Waterstona napotkała życzliwego i kompetentnego czytelnika albo gdyby jej autor wykazał więcej wiary w siebie i dalej rozwijał swe pomysły. Założenia Waterstona, choć wcale nie absurdalne, sprzeczne były z ówcześnie przyjętymi poglądami, to znaczy przesądami panującymi w owej chwili wśród uczonych. Ciepło uważano zwykle za nieważki fluid, który przechodzi od ciała do ciała, a ci, którzy sądzili, że jest ono związane z ruchem cząsteczek, myśleli przy tym o ruchu drgającym bądź obrotowym, a nie translacyjnym.

Bratanek Waterstona, który nic nie wiedział o całej sprawie, pisał do Rayleigha, że stryj bardzo się zawsze denerwował, kiedy ktoś wspominał w jego obecności o brytyjskim establishmencie naukowym albo Towarzystwie Królewskim, i posuwał się w takich razach nawet do nieparlamentarnego słownictwa.

Światło dzienne ujrzało tylko krótkie streszczenie idei Waterstona w roku 1851 w materiałach Brytyjskiego Towarzystwa Krzewienia Nauk.

reportofbritisha51brit

Czemu Waterston został zignorowany przez brytyjską elitę? Po pierwsze miał niską pozycję społeczną, znacznie wyrozumialej odnoszono się do gentlemanów, nawet gdy bredzili. Po drugie, przebywał w Bombaju i nikt go nie znał w Londynie. Wtedy, tak samo jak dziś, opinie środowiskowe bardzo się liczyły, zastępując samodzielne myślenie, które jest czynnością męczącą, toteż większość ludzi stara się go unikać. W tym samym czasie pozycję naukową zdobywał Charles Darwin. Był jednak gentlemanem, absolwentem Cambridge i potrafił utrzymywać odpowiednie kontakty, dopiero później przeprowadził się na wieś. Zaczął od prac geologicznych, zaprzyjaźnił się z Lyellem, ówczesną wschodzącą gwiazdą, życzliwie patrzył na niego konserwatywny Adam Sedgwick z Cambridge. Kiedy już opublikował trochę prac w mniej prestiżowych pismach, posłał długą rozprawę do „Transactions of the Royal Society” i został dzięki niej przyjęty na członka Towarzystwa (nb. ten jego artykuł, poświęcony tarasom skalnym w Glen Roy, okazał się ogromną pomyłką naukową, ale zgodny był najwyraźniej z tym, czego oczekiwali recenzenci). Dopiero po wielu latach zdecydował się Darwin wystąpić publicznie z ideą ewolucji.

John_James_Waterston_755

Waterston dowiedział się z czasem, że jego praca nie była tak oryginalna, jak sądził. Daniel Bernoulli i Leonhard Euler szli w tym kierunku sto lat wcześniej (choć nie otrzymali prawidłowego wzoru na ciśnienie gazu). Był jeszcze prekursor brytyjski, John Herapath, który dwadzieścia lat wcześniej głosił pewne podobne idee (popełniając przy tym więcej błędów niż Waterston). Także Herapath nie przebił się do świadomości uczonych brytyjskich, w jego przypadku negatywną rolę odegrał Humphry Davy, skądinąd znany i zasłużony uczony. Tak więc Waterston mógł z czasem stracić sporo pewności siebie, słysząc o poprzednikach. Jego pojmowanie religii chrześcijańskiej nie pozwalało mu na zabiegi wokół osobistego sukcesu (choć Michael Faraday, też sandemanianin, zdobył wielki i zasłużony rozgłos naukowy). Cała ta historia nie ma happy endu. Waterston trochę jeszcze publikował, lecz bez powodzenia. Bardzo lubił spacery po falochronie w Leith, pewnego dnia nie wrócił z takiego spaceru, najprawdopodobniej zabrała go fala, nie wykazywał bowiem żadnych skłonności samobójczych. Ciała nigdy nie znaleziono.

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.

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.