CENA CZŁOWIEKA

 Tradycyjna historiografia mówi o rozwoju cywilizacyjnym, który wydaje się nieuniknioną konsekwencją historii, tak jakby był odwiecznym przeznaczeniem ludzkości. Ale przez prawie cały czas nasz gatunek zajmował się myślistwem i zbieractwem, a rolnictwo i państwowość, a w końcu przemysł z którego jesteśmy tak dumni, stały się naszym udziałem dopiero niedawno. Według najświeższych ustaleń po zbadaniu szczątek odkrytych w Maroku na stanowisku Dżabal Ighud homo sapiens zaczął swoją epopeję już nawet 350 tysięcy lat temu. Przyjmuje się natomiast, że rolnictwo pojawiło się dopiero 10 tysięcy lat przed naszą erą, a przecież początkowo był to tylko żywnościowy eksperyment, który jeszcze potrzebował czasu żeby się upowszechnić.  W dodatku z punktu widzenia naszego nieokrzesanego przodka rolnictwo było zajęciem wielce ryzykownym - uzależniając się od urodzaju roślin zbożowych narażał się na głód, a w dodatku skazywał na ciężką pracę. W ten jednak sposób człowiek pomnażał swoje zasoby żywnościowe, co zwiększało przyrost naturalny rolników - mieli oni przez to mniej wolnego czasu i składników diety co odbijało się na ich zdrowiu. Jednym słowem - choć wiodło do zwiększania populacji rolnictwo obniżało standard życia. Zastanawiające jest zatem czemu się tak rozpowszechniło. Jedną z odpowiedzi może być jakiś system pracy przymusowej.

Początkowo uprawa stanowiła zapewne jakieś dodatkowe źródło pokarmu pod postacią skromnego "ogródka". W pobliżu wielkich rzek (Eufratu, Tygrysu, Nilu, Indusu czy Żółtej Rzeki) możliwe było z kolei tak zwane rolnictwo zalewowe, oparte na wylewach użyźniających glebę i napełniających rowy irygacyjne, więc to tam powstawały pierwsze wielkie cywilizacje rolnicze, a z biegiem czasu pierwsze państwa. Ponieważ pozostawiły po sobie pisemne świadectwa i monumentalne budownictwo, wydają nam się zalążkiem publicznej redystrybucji dobrobytu, ale zasadniczo były organizacjami przestępczymi opierającymi się na pobieraniu haraczu od ludzi zmuszanych do pracy na roli w zamian za "ochronę" przed konkurencyjnymi gangami. A był to i tak łagodny los w porównaniu do tego co spotykało nieszczęśników harujących w kamieniołomach, kopalniach czy przy wyrębie drzew. Pierwsze twory państwowe były zasadniczo zcentralizowanymi "gułagami" dążącymi do maksymalizacji zysków i akumulacji kapitału, więc były dość efemeryczne. Po okresach "rozkwitu" szybko następował czas "upadku", ponieważ ludność uciekała od ucisku, w zatłoczonych miastach cyklicznie wybuchały epidemie, a nieumiejętne gospodarowanie zasobami prowadziło do katastrof ekologicznych.

Umacnianie państwowości wymagało inwestycji w infrastrukturę, a to z kolei nieprzerwanego dopływu siły roboczej - jeńców wojennych lub żywego towaru kupowanego od specjalnych dostawców (czytaj bandytów). Jeszcze nasza wspaniała rewolucja przemysłowa była w sumie sfinansowana przez zyski z niewolnictwa, lecz to już inna historia... Człowiek hodował nie tylko trzodę i bydło, ale też hodował ludzi. Tak jak większość roślin i zwierząt udomowionych przez człowieka stała się z powodu selekcji genów bezradnymi w środowisku naturalnym kalekami, tak sam człowiek uzależnił się od własnej cywilizacji i powrót do wcześniejszych form życia wydaje mu się niemożliwy. Jeszcze w szesnastym wieku państwowość nie była jednak wcale dominującą na globie formą organizacji - dopiero mieliśmy "oświecić" nią naszych zacofanych bliźnich w Afryce, Amerykach czy Australii, często zresztą z opłakanym skutkiem. Już od czasów antycznych imperia z pogardą patrzyły na barbarzyńców widząc w nich zagrożenie dla własnej stabilności, lecz też rezerwuar siły roboczej. Twierdziły wręcz że dążą do "ucywilizowania" koczowników i dzikusów choć przypadkowo wiązało się to zwykle z  ich eksploatacją. Oczywiście barbarzyńcy nie pozostawali dłużni, grabiąc imperia, a nawet doprowadzając do ich upadków. Ostatecznie jednak zniknęli z kart historii.

Jak wiadomo historię piszą zwycięzcy, a ludy o mniej sformalizowanej strukturze zazwyczaj nie znały pisma. Siłą rzeczy historycy często opierają się na państwowej propagandzie, która przedstawia kultury barbarzyńców bardzo tendencyjnie, w kontraście do cywilizacyjnych zdobyczy państwa, opartych jednak na podziałach społecznych, niewolnictwie, pańszczyźnie i przemocy. Już samo pismo wydaje się nam wyrazem kulturowego wysublimowania, ale powstało na potrzeby rozrastającej się administracji gromadzącej coraz większe ilości danych. Pierwotne społeczności myśliwych i zbieraczy były prawie egalitarne, ponieważ nie posiadały kapitału. Rozwój państwa spowodował natomiast rozwarstwienie społeczne, zmuszający jednych ludzi do utrzymywania innych, a nawet zapewniania im zbytków. Nie możemy jednak zbytnio idealizować barbarzyńcy nieskażonego cywilizacją, ponieważ równie chętnie sięgał po broń, a w dodatku sam często sprzedawał swoich pobratymców w ręce państwowego ciemiężyciela, spragnionego coraz większych zasobów ludzkich. Z tego samego powodu rozwinięte państwa Zachodu jeszcze do niedawna chętnie widziały u siebie imigrantów, choć dziś wydają się zamykać przed nimi granice, bo zamiast tanimi pracownikami nierzadko okazują się społecznym kosztem. 

MACIERZ

 Człowiek składa się z wielu różnych narządów, które z czasem zaczynają go zawodzić. Można temu przeciwdziałać poddając się różnym terapiom, ale upływ czasu jest nieubłagany. Ostatecznie każdy organ ulegnie dezintegracji. Bez śledziony, żołądka, wyrostka robaczkowego czy jednej nerki możemy żyć, ale choćby bez serca czy wątroby to już się nie da. Dlatego postanowiliśmy korzystać z części zamiennych. Najbardziej oczywistym ich źródłem wydają się inne ciała ludzkie. Sęk w tym, że dawca musi genetycznie pasować do biorcy, bo układ odpornościowy może odrzucić przeszczep. Zasadniczo układ odpornościowy rozpoznaje i akceptuje tylko własne geny, a inne traktuje jak intruzów i zwalcza. Jeśli jednak zgodność tkankowa dawcy i biorcy jest duża, większe jest też prawdopodobieństwo przyjęcia przeszczepu. Konieczne jest jednak przyjmowanie leków immunosupresyjnych, które zmniejszają aktywność układu odpornościowego. Tak czy siak znalezienie odpowiedniego dawcy może być czasami bardzo trudne.

Niedobór organów potrzebnych do ratowania życia sprawił, że naukowcy zaczęli zastanawiać się nad ich hodowlą. Tylko jak wyhodować taki organ poza ludzkim organizmem? Z pewnością potrzebny jest do tego materiał genetyczny, bo to on zawiera podstawowe instrukcje naszego życia. Materiał taki znajduje się w każdej naszej komórce, lecz komórki te nie są jednakowe, dzięki czemu cieszyć się możemy ludzką złożonością. Co więc sprawia, że komórki o tym samym kodzie genetycznym przyjmują różne właściwości czyniąc nas czymś więcej niż jednorodnym zlepkiem komórek? Otóż to nie tylko geny decydują o tym kim się stajemy, ale również wpływające na ich ekspresję czynniki środowiskowe (epigenetyczne). Czynniki te kształtują nas przez całe życie, lecz ich najbardziej spektakularny wpływ ujawnia się w pierwotnym środowisku macicy, kiedy nasz embrion formuje się z homogenicznego materiału genetycznego i przekształca się w rozwinięty płód, w odpowiedzi na otrzymywane sygnały chemiczne.

Pierwotne i jednorodne komórki z których składa się zarodek w najwcześniejszej fazie rozwoju, to tak zwane komórki macierzyste. Są one również niezbędne do funkcjonowania ukształtowanego organizmu, ponieważ jego komórki są regularnie wymieniane na nowe. To właśnie komórki macierzyste dają początek wszystkim naszym liniom komórkowym, dzięki zdolności do nieograniczonego podziału i przekształceń we wszystkie typy komórek. Stanowią więc komórkową rezerwę ciała z jakiej uzupełniane są zasoby komórek specjalistycznych - jest to najbardziej "surowy" materiał genetyczny i jako taki znalazł zastosowanie w eksperymentach medycznych mających na celu hodowlę organów. Co najważniejsze taka technologia mogłaby umożliwiać tworzenie narządów kompatybilnych z układem immunologicznym pacjenta, a to eliminowałoby ryzyko odrzucenia narządu i konieczność przyjmowania leków obniżających odporność. Obecnie testuje się możliwość drukowania niektórych mniej złożonych organów przy pomocy biodrukarek 3D, oraz łączenia odpowiednio zaprogramowanych komórek z hydrożelowym, spersonalizowanym pod pacjenta biotuszem.

Co więcej udało się już wyhodować z komórek macierzystych niewielkie organoidy ludzkiego mózgu, które produkowały skoordynowane fale aktywności, podobne do tych obserwowanych w mózgach wcześniaków. Tak uzyskane struktury służyć mogą do poszukiwania terapii leczących choroby neurodegradacyjne, na przykład obserwowania złożonych interakcji czy testowania leków. Spekuluje się też o możliwości wykorzystania takich komórek nerwowych do budowania sztucznej inteligencji. Nasuwa się jednak pytanie czy takie miniaturowe "mózgi", których aktywność elektryczna przypomina już aktywność ludzkiego mózgu na wczesnym etapie rozwoju, są świadome to znaczy zdolne do subiektywnych przeżyć. Przecież uważa się, że to zsynchronizowana aktywność neuronalna jest podstawą funkcji mózgowych, także tych wyższych. Z drugiej strony organoidy wydają się pozbawione dostępu do zewnętrznych doświadczeń - nie mają narządów zmysłów ani możliwości ruchowych. O czym więc mogłyby "myśleć"? Na co przekładać się może zdolność generowania fal mózgowych przez niewielką strukturę zamkniętą w naczyniu? 

Kiedy w zasadzie zaczyna się świadomość? Kwestia ta pozostaje kontrowersyjna choćby w kontekście debaty o człowieczeństwie płodu. Niestety nie mamy żadnego jej miernika, tak jak nie mamy miernika życia. No bo też do końca nie wiadomo, czy hodowlane organoidy można uznać za żywe. Jeśli system percepcji ewoluował po to, by kontrolować żyjące ciało, to czym jest świadomość? Czy jest to tylko kwestia zgromadzenia odpowiedniej ilości odpowiednio ustrukturyzowanej tkanki mózgowej? Czy też umysł jest raczej wynikiem interakcji mózgu z ciałem i ciała ze środowiskiem niż samej tylko neuronalnej aktywności? A jeśli do zaistnienia świadomości potrzebne są impulsy zewnętrzne to co z pacjentami dotkniętymi tak zwanym zespołem zamknięcia, który obecnie interpretuje się w kategoriach posiadania świadomości przy braku kontaktu ze światem zewnętrznym? Ostatecznie przecież jesteśmy w stanie poświecić wszystkie organy byleby tylko ocalić swój mózg, bo to jego teoretyczny przeszczep oznaczałby wyposażenie w nasze ciało innego człowieka. 

KOSTIUM INSTYNKTU

 Już w 1785 roku włoski badacz Michele Vincenzo Malacarne badając pary psów i ptaków z tego samego wylęgu zauważył, że te poddane tresurze miały bardziej złożone mózgi. Choć badania te z powodu swojej rewolucyjności zostały swego czasu odrzucone, zwiastowały przyszłe odkrycia dotyczące reorganizacji struktur neuronalnych pod wpływem aktywności i stymulacji, czyli szeroko rozumianej neuroplastyczności. To właśnie plastyczność umożliwia dostosowywanie się mózgów do zmiennych warunków, pamięć i naukę, a więc u człowieka jest cechą szczególnie rozwiniętą. Wiedza o niej stała się paradygmatem naukowym dopiero w drugiej połowie XX wieku, gdyż kłóciła się z powszechnie wówczas przyjmowanym lokacjonizmem - wcześniej wierzono, że mózg składa się z modułów, przypisanych analizowaniu określonych bodźców przez dziedzictwo genetyczne. Dziś wiadomo, że modułowość wynika z optymalizacji przetwarzania, a w odpowiedzi na wyzwania mózg może się w zaskakujący sposób modyfikować.

U osób tracących wzrok lub słuch  dochodzi często do wyostrzenia innych zmysłów, co pozwala kompensować luki w percepcji. Na przykład u osób niewidomych kora wzrokowa (czyli obszar zajmujący się zwyczajowo przetwarzaniem obrazów) może zajmować się kodowaniem informacji o dźwiękach. U osób niesłyszących kora słuchowa może zaś przetwarzać informacje wzrokowe. Do przemapowania reprezentacji korowych dochodzi także po amputacji kończyn. Żadna część mózgu nigdy nie leży odłogiem - jeśli jakieś struktury zostają od niej odłączone uczy się przetwarzania innych bodźców. Rehabilitacja po udarze jest możliwa właśnie dlatego, że wielkokrotne powtarzanie ćwiczeń pozwala wytwarzać i wzmacniać w mózgu nowe ścieżki. Ten sam mechanizm prowadzi także do różnic neuronalnych pomiędzy skrzypkiem, lekarzem, architektem i taksówkarzem, co przekłada się na stopień ich umiejętności. Sposób w jaki używamy naszego mózgu determinuje to kim się staniemy.

Nieużywane połączenia neuronalne szybko są eliminowane, więc musimy ciągle je trenować. Trening taki może niestety prowadzić do paradoksów plastyczności, kiedy zamiast stawać się bardziej elastycznymi usztywniamy swoje reakcje. Możemy tak wyhodować różne samonapędzające się nawyki, obsesje, a nawet nałogi. Obgryzanie paznokci, wieczne zamartwianie się czy alkoholizm, wynikają z automatycznego odtwarzania mózgowych skryptów, które wzmacniane praktyką zyskują własną, wciąż umacniającą się dynamikę. W pewnym sensie wszyscy jesteśmy skazani na takie błędne koła codziennych rytuałów, gdyż wzmacniamy je nieustannie. Nasza plastyczność z wiekiem krzepnie, choć ciągle zachowujemy jej na tyle, żeby przyswajać jakieś nowe informacje - mądrość ludzi doświadczonych wynika z tego, że mają je z czym powiązać, aczkolwiek wszyscy stajemy się niewolnikami własnych wzorców myślenia i zachowania. Gdybyśmy musieli te wzorce radykalnie zmienić, przystosowując się choćby do jakiejś egzotycznej kultury, nasz mózg miałby z tym problem wprost proporcjonalny właśnie do siły ugruntowanych w nim wzorców.

Ale kiedy dopiero zaczynamy te wzorce przyswajać (w dzieciństwie i młodości) jest to dla mózgu stosunkowo łatwe, bo to wtedy jest najbardziej plastyczny. Tyle że istotą plastyczności tyleż jest  przyswajanie takich wzorców, co eliminowanie zbędnych powiązań w procesie nazywanym przycinaniem synaptycznym, które z czasem intensyfikuje się zamykając różne okienka rozwojowe. Gdy więc możliwości tworzenia nowych połączeń neuronalnych słabną, w coraz większym stopniu opieramy się na tym, co okazało się w naszym rozwoju istotne. Na ogół rozwiązanie takie bywa przystosowawcze, choć może zawodzić właśnie w obliczu radykalnych zmian. Znaczna część procesów mózgowych służy zresztą nie tyle aktywowaniu określonych zachowań, co ich hamowaniu, właśnie w odpowiedzi na wymogi środowiskowe. A to pozwala nam pierwotne (często samolubne, agresywne czy seksualne) impulsy przełożyć na działania społecznie akceptowane. 

Tą podświadomą (i często mroczną) sferą naszego "ja" fascynował się już Freud, wprowadzając do popkultury szereg fantastycznych teorii sugerujących uniwersalność ciągot kazirodczych, lęku przed kastracją (u mężczyzn) czy chęci posiadania własnego penisa (u kobiet). Echa tych, wydawałoby się że absurdalnych poglądów wciąż pokutują w dyskursie psychoanalitycznym, wpływając przez to na język rozmaitych "ekspertów" od ludzkiej seksualności, którzy pouczają nas w mediach w jaki sposób należy organizować własne życie seksualne żeby uniknąć choroby psychicznej. Z drugiej strony różne środowiska konserwatywne i religijne, a niestety także i polityczne, dają nam inne wytyczne, ograniczając seksualność do sfery prokreacyjnej, a już z pewnością damsko-męskiej. Na styku tych konkurujących ze sobą wykładni podstawowego biologicznego popędu rodzi się szereg mniej lub bardziej wydumanych teorii czym jest ludzka seksualność i jak należy ją realizować.

Wikłając się w takie modne ostatnio dysputy łatwo popaść w ideologiczną błazenadę i głosić wyższość seksualnego konserwatyzmu nad liberalizmem lub odwrotnie, co jednak nie zbliża nas do prawdy o tym, na ile seksualność wynika z kultury. A jest to - w kontekście tego sporu - sprawą podstawową skoro próbuje się w nim przeciwstawiać naturę wynaturzeniom. Dla "obrońców rodziny" naturalne są stosunki między przedstawicielami płci brzydkiej i pięknej, ponieważ jako służące przedłużaniu gatunku wynikają z ludzkiej natury. Dla "tęczowych" to preferencje każdej jednostki są czymś wynikającym z jej natury w co nie można ingerować. Przy okazji pytać można o "normalność" wszelkich innych wariacji seksualności, od sadyzmu i masochizmu, aż po fetyszyzm, czy też o "wolność" w ich ekspresji. Nie ryzykując oceny moralnej takich czy innych praktyk, stwierdzić trzeba, że kształtowanie się fantazji i upodobań jest (choć częściowo) wynikiem naszych doświadczeń i propozycji kulturowych, a więc neuroplastycznego kształtowania wzorców. 

Świetnie ilustruje to wpływ powszechnie dziś dostępnej pornografii na upodobanie seksualne mężczyzn (choć pewnie nie tylko), co znacząco zmieniło współczesne normy kulturowe. Ten rodzaj stymulacji prowadzi ostatecznie do inflacji związanej z nią przyjemności, a w konsekwencji do eskalacji coraz bardziej ekstremalnych potrzeb i zmian w strukturze mózgu. Może się to potem przekładać na problemy z podnieceniem w rzeczywistych relacjach o ile nie odtwarzają zaprogramowanego w mózgu pornograficznego scenariusza. Lecz presja kulturowa może też zmuszać mężczyzn do odgrywania roli bogatego, praktycznego i romantycznego zarazem macho, żeby tylko dorównać jakimś napompowanym przez media standardom. Podświadomie szukamy partnerów podobnych do poprzednich, bo najlepiej pasują do już ukształtowanych map mózgowych. Traumatyczne przeżycia takie jak molestowanie mogą zaś zniekształcić seksualność na całe życie. Proces przyswajania kultury jest "nabywaniem smaków" jakich uczymy się lubić i potem aktywnie poszukiwać. Dotyczy to nawet tak intymnych kwestii jak miłość, kanony cielesnego piękna i fantazje seksualne, które wydają się wynikać z naszej natury, ale w znacznej mierze kształtowane są przez eksponowane wzorce, bo to z nich bezwiednie konstruujemy wewnętrzne standardy.  

PRZEKLEŃSTWO ADAPTACJI

 Kiedyś byliśmy organizmami jednokomórkowymi, a dzisiaj dumnymi ludźmi, to znaczy

skomplikowanymi wielokomórkowcami zdolnymi kreować własne środowisko. Podstawowy przepis na życie mamy jednak ten sam - genom dzielimy nie tylko z małpami i owadami, ale nawet roślinami i bakteriami. Ciągle opieramy się na pierwotnych mechanizmach życia, które natura (wnioskując właśnie po tym podobieństwie genetycznym) sformułowała na Ziemi tylko raz. Już w budujących nas komórkach dochodzi do niesamowitej różnorodności rozmaitych aktywności energetycznych, bez których nie moglibyśmy cieszyć się swoim człowieczeństwem. 

Oczywiście odwołanie się do samej genetyki nie wystarcza - potrzeba nam też całej masy białek krzątających się wokół DNA, wykonujących jego instrukcje i przetwarzających informacje środowiskowe również programujące komórkę. Konsekwencją skuteczności tych mechanizmów była ewolucja, czyli transfer witalnego przepisu w coraz to nowych, przystosowanych do zmian środowiskowych formach. Komórka przestała być podmiotem tego procesu zrzekając się samodzielności na rzecz "spółki" genetycznej, która do rozmnażania delegowała tylko komórki rozrodcze. Pozostałe komórki stały się bezpłodnymi robotnicami w tym mrowisku oddziaływań z jakiego wyłania się nasze życie.

Pełnienie funkcji służebnej wobec skoordynowanego programu genetycznego utrwaliło się z powodu jego skuteczności - to wyjaśnia czemu w imię przetrwania zatracił się komórkowy "egoizm". Ostatecznie informacja genetyczna i tak była przekazywana, więc można było zająć się wydzielonymi zadaniami w ramach zespołów komórek zwanych tkankami - te zaś składają się na zorganizowaną maszynerię przetrwania. Ustrój tej maszynerii wymaga różnicowania się i specjalizacji, a więc swego rodzaju funkcjonalnego "posłuszeństwa". Wymagało to radykalnego przekształcenia komórkowych programów, dzięki czemu z współpracujących kolonii komórkowych wykształciły się organizmy. Różne elementy tych układów są jednak bardzo stare i oparte na dawno sprawdzonych wzorcach.

Porównywanie genów wielokomórkowców z genami ich jednokomórkowych przodków może przybliżać nas do odkrycia mechanizmów genetycznych odpowiedzialnych za ten przełom. Dzięki takim analizom wiemy, że niektóre z mechanizmów odpowiedzialnych za "współpracę" wykształciły się już u jednokomórkowców. W obrębie niektórych kolonii komórki różnicują się w pewien sposób, a nawet specjalizują tylko w rozmnażaniu. W niektórych przypadkach ciężko wręcz rozstrzygnąć, czy mamy do czynienia z kolonią czy już z organizmem - choćby u żeglarza portugalskiego czy toczka. Ale te złożone relacje wykształciły się z "życia społecznego" mikrobów, w których każdy "stowarzyszony" kierował się ostatecznie indywidualną biologiczną pragmatyką. Pod warstwami ewolucyjnych naleciałości nadal tkwią zamaskowane pokłady pierwotnego komórkowego "egoizmu".

Ten przytłumiony "egoizm" - przypadkowo wzbudzony - może prowadzić do zmian atawistycznych, co w języku biologii oznacza powrót do cech pierwotnych. Jedna z nowatorskich teorii wyjaśniających przyczyny i rozwój chorób nowotworowych, upatruje źródeł nowotworów właśnie w atawistycznym regresie komórek. Nowotwory wydają się immanentną cechą życia wielokomórkowego - zapadają na nie zwierzęta, owady, a nawet rośliny. Odpowiedzialne za to mogą być geny uprzednio związane z przetrwaniem samodzielnego mikroorganizmu dryfującego w prekambryjskim oceanie i rozmnażającego się kiedy tylko było to możliwe, bez oglądania się na innych. Nieograniczona proliferacja (mnożenie się komórek) jest także podstawowym mechanizmem rozprzestrzeniania się raka.

Istotą rozmnażania jednokomórkowców wydaje się tworzenie dokładnych replik, co jednak najbardziej opłaca się w stabilnych warunkach. W trudnych warunkach wskazana jest raczej zmienność genetyczna - mikroorganizmy zwiększają wtedy częstotliwość mutacji, gdyż statystycznie maksymalizuje to szansę przetrwania przez losowe wykształcanie korzystnych adaptacji. Zjawisko to może odpowiadać za niestabilność materiału genetycznego komórek nowotworowych. Poddane stresowi (szkodliwym warunkom) komórki mogą reagować w sposób "domyślny" uruchamiając zestaw procedur opracowany jeszcze w czasach komórkowej niezależności, a przejawiający się wzmożonym rozmnażaniem i mutowaniem. Działając w sposób "niezależny" komórki doprowadzają tym samym do naszej - i własnej - zguby. Tyle że to atawistyczna reakcja na zagrożenie, która sprawdzała się przez miliardy lat. 

STREFA TAJEMNIC

Od zarania dziejów ludzie snuli różne metafizyczne domysły, ponieważ nie wiedzieli czym jest i jak oddziałuje ze sobą materia z której są zbudowani. Z czasem jednak zaczęli rozumieć, że materią i energią kierują ściśle określone prawa, które można przekładać na wzorce matematyczne. Poszukiwania takich wzorców dały początek fizyce.

Po odkryciach Newtona świat wydawał się rządzony deterministyczną mechaniką, w której stan każdego układu fizycznego wynikał ze stanu wcześniejszego i powodował późniejszy. Innymi słowy matematyka Wszechświata determinowała tylko jedno możliwe rozwiązanie. Gdyby tak było, nie tylko skazani bylibyśmy na własne przeznaczenie, ale też pozbawieni wolnej woli. Ostatecznie nasze mózgi składają się z atomów, a te podlegając prawom deterministycznej mechaniki musiałyby zachowywać się w określony sposób... 

Lecz im więcej dowiadywaliśmy się właśnie o atomach i składających się na nie cząstkach elementarnych, a także najmniejszych porcjach wielkości fizycznych (kwantach) tym fizyka stawała się mniej przewidywalna. Materia ani energia (które w zasadzie okazały się tym samym) nie mają charakteru ciągłego - składają się z małych "pikseli", a te w zależności od sytuacji przejawiają właściwości falowe lub korpuskularne.

Wiąże się z tym kontrowersyjne pojęcie kolapsu funkcji falowej czyli redukcji stanu kwantowego z powodu pomiaru. A to otwiera drogę do ezoterycznych spekulacji o rozgałęziającej się rzeczywistości czy kwantowym podłożu świadomości. Choć wyjaśnienie paradoksu obserwatora może być dużo bardziej prozaiczne i opierać się na jakichś ukrytych parametrach, nie można wykluczyć, że mózg wykorzystuje w swojej aktywności efekty kwantowe, skoro dość dobrze udokumentowano ich biologiczne zastosowania w fotosyntezie czy nawigacji u ptaków, a nawet... percepcji zapachów.

Superpozycja przyczynia się do szybszego transportu energii po kompleksie fotosyntetycznym - natura potrafi wykorzystać aż 98% fotonów padających na powierzchnię deklasując wszystkie ogniwa fotowoltaiczne stworzone przez człowieka. Kwazicząstka przenosząca energię słoneczną może przeskanować wszystkie trasy wiodące do centrum reakcji fotosyntetycznych i "wybrać" tę najbardziej optymalną. 

Gdy światło trafia w światłoczułe białko siatkówki ptasiego oka wytrąca z molekuły elektron i przerzuca go do drugiej, położonej najbliżej, łącząc się z nią chwilowo splątaniem kwantowym, a wtedy pole magnetyczne wpływa na położenie względem siebie spinów elektronów zmieniając właściwości chemiczne cząsteczek - zmiany chemiczne w różnych częściach oka ptak wykorzystuje do orientacji w przestrzeni. Taki biologiczny kompas potrafi utrzymać subtelne stany kwantowe dłużej niż najlepsza stworzona przez nas aparatura. 

Wewnętrzne drgania cząsteczki odpowiadają za jej zapach co może mieć związek z tunelowaniem elektronów - zapachy o tej samej strukturze mogą drgać w różnych częstotliwościach co pozwala nosom odróżniać cząsteczki o bardzo podobnym kształcie. Wydawać by się mogło dziwne gdyby natura nie skorzystała z możliwości wykładniczo wzmocnionego kwantowego przetwarzania informacji. Świętym Graalem teoretycznej inżynierii informatycznej jest w końcu komputer kwantowy na którym można jednocześnie przeprowadzać kilka etapów obliczeń. A z reguły gdy teoria przewiduje jakąś możliwość natura wydaje się już z niej korzystać. Więc może na zachowanie neuronów mogą w jakiś sposób wpływać procesy kwantowe?

Nawet jeżeli powiążemy świadomość z wzorcami informacyjnymi w mózgu do dzisiaj nie wiemy w jaki sposób zachowanie ukierunkowane na osiąganie celów wyłoniło się z bezwładnego tańca atomów i cząstek które zupełnie nie troszczą się o cele, a to przecież pytanie o samą biogenezę. Jakimś cudem umysły wiążą się z materią uzyskując nad nią przyczynową przewagę. Ponadto żywy system sam kontroluje własną organizację. Wyłonienie się  zorganizowanego zarządzania z chaosu molekularnego ciężko wyjaśnić na gruncie samej chemii - niezbędne są do do tego operacje logiczne które oderwane od życia nie miałyby żadnego znaczenia.

Zastosowanie kosztownego sprzętu, wymyślnych procedur i systemów stabilizujących laboratoryjne środowisko, a przede wszystkim uparte ingerowanie w procesy chemiczne, jak dotąd pozwoliło naukowcom zsyntetyzować tylko kilka związków organicznych, co w żaden sposób nie wyjaśnia jak z pierwotnego bulionu chemicznego spontanicznie powstały rozbudowujące się złożoności - jedyne takie autokatalityczne cykle chemiczne występują w organizmach żywych. Czy więc geneza życia i jego kodu matematycznego ma charakter przedbiologiczny i szukać jej trzeba w jakichś głębszych, być może jeszcze nam nieznanych odmętach fizyki?

ENERGIA INFORMACYJNA

Wszystkie zjawiska w przyrodzie przebiegają w jednym kierunku - nazywanym termodynamiczną strzałką czasu, dlatego uważamy je za nieodwracalne. Wynika to z drugiej zasady termodynamiki, określającej kierunek zmian termodynamicznych w przyrodzie - entropia (miara nieuporządkowania układu fizycznego i rozproszenia energii) w odizolowanym układzie ciągle wzrasta. Jest to jednak prawo statystyczne, a tak naprawdę nawet teoretycznie entropia może zmaleć, choć byłby to kuriozalny zbieg okoliczności. Energia Wszechświata jest talią kart podlegającą ciągłemu termodynamicznemu tasowaniu, ale w nieskończonym czasie - zgodnie z rachunkiem prawdopodobieństwa - prędzej czy później zostanie przypadkowo uporządkowana. Pytanie tylko czy czas jest nieskończony... 

Jeśli entropia ciągle rośnie w momencie Wielkiego Wybuchu jej poziom powinien mieć niską czy wręcz zerową wartość. Wielki Wybuch prawdopodobnie nie był jednak początkiem, tylko pierwszym zdarzeniem o którym wiemy. Część fizyków przypuszcza, że "pierwotna" zupa fotonów, kwarków i elektronów, jaka rozlała się po Wielkim Wybuchu, musiała mieć wręcz wysoką entropię w porównaniu do "zorganizowanego" Wszechświata który znamy (w którym jednak entropia ciągle rośnie). Zdaniem innych kosmos był wtedy jednolity, a oddziaływania fizyczne w znanym nam kształcie jeszcze nie istniały.  Swoją drogą to i tak zaskakujące, że z ciągle chaotyzującej się rzeczywistości wyłoniły się atomy, obiekty kosmiczne, a wreszcie biologiczne życie... 

Zasadnicza różnica pomiędzy żywymi organizmami a martwymi skupiskami atomów polega na tym, że te pierwsze dużo lepiej radzą sobie z przetwarzaniem energii. Materia żywa wymyka się dążeniu do termodynamicznego przeznaczenia. W zasadzie życie wydaje się sprzeczne z drugą zasadą termodynamiki. Oczywiście organizm nie jest układem fizycznym odizolowanym od środowiska - wymienia z nim przecież materię i energię. Entropia w układach żywych rośnie jednak wolniej niż można by się tego spodziewać.  Aby utrzymać swój uporządkowany stan żywe organizmy potrzebują nie tylko bezustannego transferu energii, ale też informacji. Nie tylko odtwarzają zakodowany w DNA (i poza nim) scenariusz oraz reagują na środowisko, ale też w swych procesach życiowych posiłkują się paliwem... informacyjnym.

O urządzeniach które mogą przekształcać informację w pracę spekulował już dziewiętnastowieczny szkocki fizyk i matematyk James Clerk Maxwell (ten od równań Maxwella czyli podstawowych praw elektrodynamiki klasycznej). Póki co tak zwany "demon Maxwella" był jednak tylko eksperymentem myślowym demaskującym paradoks drugiej zasady termodynamiki. W naczyniu pełnym powietrza cząstki poruszają się z różnymi prędkościami, ale średnia prędkość dużej losowej ich liczby pozostaje taka sama gdyż są przemieszane. Gdyby jednak podzielić naczynie na dwie komory przegrodą wyposażoną w zamykany i otwierany otwór, można by (przy "demonicznej" zdolności widzenia pojedyńczych cząstek) przepuszczać tylko wolniejsze cząstki do komory A i tylko szybsze do komory B.  Tym sposobem bez wydatkowania pracy można  doprowadzić do różnicy temperatur między komorami, co z kolei służyć by mogło do uruchomienia silnika mechanicznego. 

Takie przekształcenie niekontrolowanego ruchu cząstek w kontrolowany ruch mechaniczny stanowiłoby swego rodzaju perpetuum mobile, więc teoretycy szybko zaczęli szukać jakiejś furtki umożliwiającej wyjaśnienie konceptu. "Demon Maxwella" zaprzeczałby wszak nie tylko drugiej, lecz także pierwszej zasadzie termodynamiki, mówiącej o równoważności ciepła i pracy oraz stałości energii izolowanego układu termodynamicznego. W latach dwudziestych dwudziestego wieku do sprawy powrócił węgierski Żyd mieszkający w Berlinie Leo Szilard. Według Szilarda nie było tu sprzeczności, gdyż "demon" musiałby wydatkować energię na dokonywanie pomiarów i obserwacji, a będąc częścią układu zwiększałby jego entropię równoważąc skutki segregowania molekuł. Szilard rozwinął jednak pomysł Maxwella projektując (na potrzeby teoretyczne) tak zwany silnik Szilarda, również wykorzystujący informację jako osobliwe paliwo.

Całkiem niedawno fizykom w końcu udało się stworzyć urządzenie które możemy nazwać silnikiem informacyjnym. Zespół naukowców pod kierownictwem Hyuka Kyu Paka z Instytutu Nauk Podstawowych w Ulsan w Korei Południowej zweryfikował doświadczalnie drugą zasadę termodynamiki uwzględniając przetwarzanie informacji w formie "demonów". Koreańscy uczeni  skonstruowali nanosilnik w ktorym konwersja informacji na energię wynosi około 98,5% - tylko niewielka część zostaje utracona. To wspaniałe osiągnięcie, ale tak się dziwnie składa, że wzajemne oddziaływanie informacji i energii jest wykorzystywane przez organizmy żywe od miliardów lat. Żywe komórki wyposażone są w cały arsenał "silników informacyjnych" - wydajnych i perfekcyjnych nanomaszyn zbudowanych głównie z białek, których celem jest zarządzanie informacjami w najbardziej efektywny sposób. Gdyby nie ten system "silników życia", entropia ugotowałaby nas we własnym sosie. Być może czyni to kwestię siły witalnej ożywiającej materię nieco mniej ezoteryczną, ale w napędzanym informacją biologicznym świecie nawet bakteria musi być genialnym matematykiem, co wydaje się równie konsternujące. 

KONSUMENCI ŚWIATA

Pod koniec neolitu (ostatniej epoki kamienia) dokonała się tak zwana rewolucja neolityczna, czyli przejście ludów dotąd zbieracko-łowieckich na rolnictwo i pasterstwo, czemu towarzyszyło też zakładanie stałych osad i podział pracy. Rzemieślnicy zaczęli zaś tworzyć pierwsze "produkty". Powstanie cywilizacji pozwoliło następnie na wymianę handlową o szerszym zasięgu. Z czasem starożytne cywilizacje zmuszone były do wymiany towarowej pomiędzy sobą, ponieważ każda z nich borykała się z różnymi deficytami - brak drewna, surowców czy żywności zmuszał do ich importu. 

Na potrzeby uprzywilejowanej  klasy próżniaczej powstawały zaś produkty luksusowe takie jak jedwab. Na podstawie znalezisk archeologicznych możemy przypuszczać, że był znany w Egipcie już jakieś 1000 lat przed Chrystusem, choć wytworzony przez inną cywilizację musiał tu docierać przez wyspecjalizowanych pośredników. To właśnie w łączącym Wschód z Zachodem tak zwanym Jedwabnym Szlaku widzimy pierwsze zalążki globalnej sieci handlowej.

Nie był to oczywiście szlak ściśle sprecyzowany. W zasadzie możemy tu mówić o wielu różnych szlakach (także morskich) odgałęziających się na północ i południe, organizujących się etapowo, co sprawiało że przeciętny uczestnik tego międzynarodowego biznesu miał mgliste pojęcie o pochodzeniu i przeznaczeniu towaru (czyli prawie tak jak dziś). W połowie pierwszego tysiąclecia przed naszą erą pod panowaniem Scytów ukształtowała się Droga Stepowa od równin czarnomorskich po Mandżurię - swymi odnogami sięgała geograficznych Niemiec i Półwyspu Koreańskiego.

Z różnych niemożliwych już do ustalenia (a pewnie też i klimatycznych) przyczyn, euroazjatycki szlak handlowy przeniósł się bardziej na południe, a wojująca ze Scytami Persja objęła go na zachodnim odcinku instytucjonalną kuratelą. Po wtargnięciu Zachodu na Wschód i podbojach Aleksandra Wielkiego nastąpiło skokowe rozszerzenie systemu szlaków handlowych na zhellenizowane obszary Azji Środkowej, do której z drugiej strony napierali spragnieni koni Chińczycy - siłą zmuszali  koczowniczych sąsiadów do wymiany wierzchowców na własne produkty, co ubogich i mobilnych nomadów zmuszało do handlu.

Oczywiście do Europy importowano nie tylko jedwab, ale też przyprawy, pachnidła i tak dalej.  Elity europejskiego Imperium Rzymskiego tak bardzo rozlubowały się w orientalnych luksusach, że problemem stał się ogromny deficyt w handlu ze Wschodem. Swej pozycji pośrednika w relacjach Rzymu z Chinami strzegło jednak zazdrośnie u bram Azji irańskie (choć nieco zhellenizowane) Imperium Partów. Tym samym głodny luksusów Rzym skazany był na płacenie azjatyckim kupcom wygórowanych ilości złota i srebra. Chroniczny odpływ tych kruszców i nierównowaga w relacjach handlowych będą trapić Europę tak długo, aż zacznie poszukiwać alternatywnych szlaków do Azji, co ostatecznie doprowadzi do wielkich odkryć geograficznych i kolonizacji. 

Póki co jednak to Chińczycy i środkowoazjatyccy koczownicy przeżywali swój złoty wiek. Szlakami władali Turkuci i Mongołowie, a potem też Arabowie i Osmanowie. Bajeczne bogactwa umożliwiały z kolei hojny mecenat nauki i kultury, co zaowocowało swoistym "azjatyckim renesansem". Dzięki średniowiecznym tłumaczeniom starożytnych greckich tekstów filozoficznych na arabski udało się ocalić dla potomnych zapomnianą wówczas w Europie antyczną spuściznę. Rozpowszechniła się indyjska matematyka - systemem dziesiętny, pierwiastki, ułamki, liczby ujemne, arytmetyka. algebra, pi, obliczenia algorytmiczne... Obserwacjami i wyliczeniami arabskich astronomów podpierał się między innymi Kopernik. Rozwijała się medycyna. 

Niestety dzięki kontaktom handlowym rozpowszechniały się nie tylko idee i wynalazki takie jak papier i druk, ale też pasożyty i groźne drobnoustroje. Pandemie trądu czy dżumy przemieszczały się właśnie razem z kupcami, co doprowadziło do śmierci milionów ludzi. Ale nie to zatrzymało podążające przez pustynie, stepy i góry karawany. Nawet opanowanie przez Europejczyków produkcji mitycznego jedwabiu nie zmniejszyło ujemnego bilansu handlowego Europy, spragnionej teraz choćby porcelany zwanej "białym złotem". Rozpad imperium mongolskiego zaowocował erą zwalczających się chanatów, co doprowadziło nie tylko do wielkich strat demograficznych, ale też zniszczeń struktury irygacyjnej, których zredukowana populacja nie była już w stanie usunąć. Deficyt wody i zasobów napędzał z kolei zacieklejszą rywalizację skłóconych plemion.

Drenowana ze złota Europa w poszukiwaniu drogi do Indii natknęła się na Amerykę, co zalało ją nagle tym kruszcem i sfinansowało rozwój kapitalizmu. Hiszpańskie złoto trafiało do europejskich wytwórców, co zwiększało ich możliwości produkcyjne. W tym kapitalistycznym duchu organizowano już kolejne (angielskie, francuskie czy holenderskie) morskie wyprawy, finansowane i zabezpieczane przez mechanizmy giełdowe, co zapewniało im niespotykany wcześniej rozmach, z którym poganiacze wielbłądów nie mogli już konkurować. Nawet wyeliminowanie pośredników nie zapewniło jednak uprawnionej równowagi handlowej - Wielka Brytania kupowała w Chinach tyle herbaty, że handlu nie dawało się nijak zbilansować. Dlatego postanowiono uzależnić Chińczyków od opium, a zakazy obrotu narkotykiem zwalczać militarnie w imię "wolnego handlu". 

Wtedy zaczęła się na dobre epoka zachodniej (europejskiej i amerykańskiej) dominacji handlowej, gospodarczej i kulturowej. Dziś kiedy trendy w światowym handlu zaczynają się znowu odwracać, warto przypomnieć sobie jego historię. Czy nasz nienasycony apetyt na zbytki nie zepchnie nas z powrotem do roli światowych klientów?