Wprowadzenie

Stałam kiedyś z Carlem Saganem na wybrzeżu kosmicznego oceanu...Trzydzieści pięć lat temu wraz z naszym współautorem, astronomemStevenem Soterem, oraz małą ekipą telewizyjną staliśmy w słońcu w Monterey, dygocząc na smaganych wiatrem klifach północnokalifornijskiegowybrzeża Pacyfiku. Ciężko było utrzymać dziko łopoczące, niemalpółmetrowe wydruki tej książki oraz kartki z notatkami, które ja i Steveprzygotowaliśmy dla Carla do telewizyjnego serialu Kosmos, któregopierwszy odcinek nosił tytuł Wybrzeże kosmicznego oceanu. (Książka i towarzyszący jej w 1980 roku serial telewizyjny tworzono równocześnieprzez trzy lata w gorączkowym nastroju, chociaż różnią się niektórymifragmentami i układem tematów.) Kartki scenariusza i maszynopis książkistanowiły w tym stosunkowo słabo rozwiniętym technicznie okresie widokjedyny w swoim rodzaju. Wraz z każdym podmuchem w oślepiającym słońcukartki mogły odlecieć i sfrunąć do oceanu jak dmuchawce, które Carllubił wypuszczać w kosmos.

Sceny, które napisaliśmy i nakręciliśmy owego dnia stały się początkiemserialu i pierwszymi słowami książki: "Kosmos jest tym wszystkim, cojest, kiedykolwiek było lub kiedykolwiek będzie".

Świadomie sięgnęliśmy po biblijną konwencję, po słowa, które zgłębiająprzestrzeń i czas. Początek sagi czterdziestu tysięcy pokoleńposzukiwaczy z jednej małej planety, próbujących zorientować się w kosmosie, wymagał co najmniej epickiego rozmachu.

Stało się to swoistym "Witajcie na pokładzie" w osobistej podróży nastatku wyobraźni, którą niemal miliard ludzi podjął i nadal podejmuje w dosłownie każdym języku, jakim mówi się na naszej "błękitnej kropce". Odowej jesieni 1980 roku Kosmos (zarówno książka, jak i serial) zabrał w podróż rzesze ludzi do najdalszych granic naszego pojmowaniawszechświata, do miejsc niewyobrażalnie małych i niezrozumialeogromnych.

Niektórzy religijni fundamentaliści uznali to pierwsze zdanie książki zabluźnierstwo. Twierdzili, że Carl zaprzecza ich pojmowaniu stworzeniaświata. Nie mylili się. Jak wszystko, co Carl napisał, Kosmos masolidne naukowe podstawy, a kiedy autor zaczyna snuć spekulacje,lojalnie ostrzega czytelnika, że wkracza w rejon niepotwierdzonychhipotez. (Dziś, trzydzieści pięć lat później, jakże zdumiewającoprorocza okazała się większość domysłów Carla na temat niemalwszystkiego - od zmian klimatycznych na naszej planecie, poprzezwieloznaczność odkryć lądownika "Viking" na Marsie, aż po marzenia o tym, co może nas czekać na księżycu Saturna, Tytanie.) Ale Carl na tymnie poprzestał.

Wszechświat ukazany poprzez niepowstrzymany mechanizm korekcji błędównauki był dla niego nieskończenie bardziej pożądany niż niesprawdzonezałożenia tradycyjnej wiary. Dla Carla to, co "duchowe", musiało byćzakorzenione w rzeczywistości materialnej. Czcił te wyobrażenia na tematkosmosu, które powstały w wyniku najbardziej drobiazgowych eksperymentówi obserwacji. Perspektywa naukowa sprawiała, że nieustannie przenikałogo swoiste przeczucie zbliżania się do jakiejś głębszej prawdy na tematnaszego świata, które mógł porównać jedynie do procesu zakochania. A jakmawiał: "Kiedy jesteś zakochany, pragniesz powiedzieć o tym całemuświatu".

Na tym właśnie polega wielki, szeroko otwarty, serdeczny uściskKosmosu, równie daleki od pospiesznych, choć umierających powolnąśmiercią nudnych lekcji nauk ścisłych, jak Tytan od Ziemi. Chodzi o odwagę i żarliwość w przyjmowaniu do serca ustaleń nauki.

Kosmos jest skierowany przede wszystkim do licznych osób, które chcąpo raz pierwszy zmierzyć się z zagadkami wszechświata i które dotąduważały wszechświat za niemożliwy do zgłębienia, ponieważ nie są orłamiz matematyki albo mieszkają w miejscach, gdzie nie zapuszczają sięnaukowcy, mogący ich zachęcić do podjęcia takiej próby. Carl chciał,żeby wszyscy ci ludzie wzięli udział w jego podróży, żeby doświadczylipotęgi naukowego punktu widzenia i odkryli "cuda", które on ukazuje.Jego sekretną metodą było opisywanie własnego procesu dochodzenia dozrozumienia danej kwestii, krok po kroku. I to się sprawdzało.Zainspirował rzesze ludzi do uczenia się, nauczania i poświęcenia sięnauce.

Biblioteka Kongresu USA uznała ostatnio Kosmos za jedną z osiemdziesięciu ośmiu książek, które "ukształtowały Amerykę". To jestlista, która obejmuje takie przełomowe dzieła, jak Zdrowy rozsądekThomasa Paine'a, Moby Dick Hermana Melville'a, Chata wuja TomaHarriet Beecher Stowe i W drodze Jacka Kerouaca. Są ułożone w porządkuchronologicznym, a pierwsze dzieło na liście, opublikowane w roku 1751(dziesiątki lat przed skrystalizowaniem się koncepcji rządukonstytucyjnego), jest także książką naukową. Również zostało napisaneprzez kogoś, kto uważał, że demokracja wymaga świadomego społeczeństwazłożonego z odpowiedzialnych decydentów. Tym dziełem są Doświadczenia i obserwacje nad elektrycznością Benjamina Franklina. Zarówno tohistoryczne już dzieło, jak i Kosmos są żarliwymi przejawami otwartejpostawy obywatelskiej, napisanymi przez dwóch wielkich naukowców, którzypragnęli, żeby nauka należała do nas wszystkich.

Tej wiosny wróciłam po raz pierwszy na wybrzeże kosmicznego oceanu...Byłam tam z kolejną ekipą telewizyjną, aby nakręcić pierwsze scenynowego serialu Kosmos. Prowadzący program i zarazem jego współautor,astrofizyk Neil deGrasse Tyson, jest jednym z wielu naukowców, których w młodości natchnął Carl. Z radością donoszę, że teren podróży jest nadalrównie dziewiczy, zachwycający i inspirujący jak za pierwszym razem.

Kiedy patrzyłam na roziskrzone wody Pacyfiku, patrzyłam oczyma Carla. Onwiedział, że dostrzeżenie pełnego obrazu nie jest zadaniem dla jednegopokolenia. O to chodzi. Obraz nigdy nie jest pełny. Zawsze pozostaje takwiele do odkrycia.

Witajcie na pokładzie. Czas znowu wyprawić się ku gwiazdom.

Ann Druyan1

Wstęp

Nadejdzie czas, gdy wieloletnie dociekania wyniosą na światło rzeczy,które teraz spoczywają w ukryciu. Pojedyncze życie, nawet całepoświęcone niebu, nie wystarczy na zbadanie tak przepastnego tematu[...] Tak więc wiedza ta będzie wychodzić na jaw przez kolejne, długielata. Nadejdzie czas, gdy nasi potomkowie będą zdumieni, że nie znaliśmyspraw, które dla nich są tak oczywiste [...] Wiele odkryć jestzarezerwowanych dla czasów, które dopiero nadejdą, gdy pamięć o naszaginie. Nasz wszechświat byłby żałośnie małym tworem, gdyby nie było w nim czegoś do odkrycia dla każdego wieku [...] Natura nie odsłania swychtajemnic raz na zawsze.

Seneka, Naturales questiones, I wiek

Od zarania dziejów zwykłe, codzienne wydarzenia wiązane były z doniosłymi wydarzeniami kosmicznymi, co znajdowało swe odbicie w językui obyczajach. Zabawnym przykładem może tu być zaklęcie przeciwkorobakowi, który według wierzeń Asyryjczyków z 1000 r. p.n.e. powodowałból zębów. Magiczna formuła zaczyna się od opisu powstania wszechświata,a kończy lekarstwem na ból zębów:

Po tym jak Anu stworzył niebiosa,

A niebiosa stworzyły ziemię,

A ziemia stworzyła rzeki,

A rzeki stworzyły kanały,

A kanały stworzyły bagniska,

A bagniska stworzyły robaka,

Robak udał się przed Szamasza, płacząc.

Jego łzy spłynęły przed Ea:

"Cóż dasz mi na pożywienie,

Cóż dasz mi za napój?"

"Dam ci suszoną figę

I morelę".

"A czymże one dla mnie? Suszona figa

I morela! Podnieś mnie i pośród zębów

I dziąseł pozwól mi drążyć!..."

Ponieważ wyrzekłeś te słowa, o robaku,

Niech spadnie na ciebie potężne uderzenie

Ręki Ea! (Zaklęcie przeciwko bólowi zębów)

Oto lekarstwo: Podrzędne piwo [...] i oliwę razem zmieszasz;

Zaklęcie wyrecytujesz trzy razy i nałożysz lekarstwo na ząb.

Nasi przodkowie bardzo pragnęli zrozumieć otaczający ich świat, ale nieznali sposobu czy metody, która by im to umożliwiła. W ich wyobraźniwszechświat był mały, spokojny i przytulny, rządzili nim bogowie tacyjak Anu, Ea i Szamasz. W tym wszechświecie ludzie odgrywali ważną, jeślinie główną rolę; byli oni integralną częścią całej przyrody. Ów sposóbna uśmierzenie bólu zęba za pomocą piwa pośledniego gatunku odwoływałsię do najgłębszych kosmologicznych tajemnic.

Odkryliśmy już efektywny i wspaniały sposób na zrozumienie wszechświata.Jest nim nauka. Nauka ukazała nam wszechświat tak prastary i rozległy,że ludzkie sprawy są przy nim mało znaczące. Wyrastaliśmy z dala odkosmosu, który wydawał się odległy i bez związku z codziennymi troskami.Nauka odkryła jednak nie tylko, że wszechświat jest zachwycająco wielki,nie tylko, że wszechświat dostępny jest ludzkiemu zrozumieniu, aletakże, że my, w bardzo rzeczywistym i głębokim sensie, jesteśmy częściąkosmosu, jesteśmy zrodzeni z niego, a nasz los jest głęboko z nimzwiązany. Najistotniejsze i najbardziej trywialne z ludzkich sprawodnieść można do wszechświata i jego powstania. Niniejsza książkapoświęcona jest badaniu owej kosmicznej perspektywy.

Latem i jesienią 1976 roku wraz z setką innych naukowców uczestniczyłemw programie badawczym Marsa za pośrednictwem lądowników "Vikinga". Poraz pierwszy w historii ludzkości osadziliśmy dwa pojazdy kosmiczne napowierzchni innej planety. Rezultaty, opisane w rozdziale 5, byłynadzwyczajne; nie pozostawiały wątpliwości co do historycznego znaczeniatej misji. A jednak opinia publiczna niewiele dowiedziała się o tymwielkim wydarzeniu. Prasa w większości nie zrozumiała jego wagi, a telewizja prawie całkowicie zignorowała misję. Gdy okazało się, że misjanie przyniesie definitywnej odpowiedzi na pytanie o to, czy istniejeżycie na Marsie, zainteresowanie spadło jeszcze bardziej. Nie chcianozaakceptować zagadkowości tej planety. Informację o tym, że niebowidziane z Marsa ma odcień różowy, a nie niebieski, jak początkowomylnie doniesiono, dziennikarze zebrani na konferencji prasowej przyjęlipomrukiem niezadowolenia - pragnęli, aby Mars również pod tym względembył podobny do Ziemi. Byli przekonani, że opinia publiczna będzieokazywać Marsowi tym mniejsze zainteresowanie, im mniej będzie onprzypominał Ziemię. Jednak marsjańskie krajobrazy były oszałamiające,zapierały dech w piersiach. Wiedziałem, że istnieje ogromnezainteresowanie badaniem planet oraz pokrewnymi dziedzinami nauki -pochodzeniem życia, Ziemi, kosmosu, poszukiwaniem pozaziemskich istotrozumnych, naszymi związkami z wszechświatem. Należało tylko tezainteresowania podsycić, a mogła tego dokonać telewizja -najpotężniejszy środek komunikacji.

Ponieważ moje poglądy podzielał również B. Gentry Lee, szef analizydanych i planowania misji "Vikinga", postanowiliśmy zrobić coś w tejsprawie. Lee zaproponował utworzenie towarzystwa zajmującego siępropagowaniem w atrakcyjny i przystępny sposób zdobyczy nauki.Rozważyliśmy kilka projektów. Najbardziej interesująca wydała się nampropozycja złożona przez KCET, stację telewizji publicznej w LosAngeles. Ostatecznie przystaliśmy na wspólne wyprodukowanietrzynastoodcinkowego serialu telewizyjnego o szeroko pojętej tematyceastronomicznej. Miał być skierowany do masowego odbiorcy i poruszyć jegoserce i umysł wspaniałymi obrazami oraz piękną oprawą muzyczną.Przeprowadziliśmy wiele rozmów z agentami, zatrudniliśmy kierownikaprodukcji i rozpoczęliśmy realizację projektu pod nazwą Kosmos. Zajęłanam ona trzy lata. Do tej pory obejrzało serial ponad 200 milionów ludzina całym świecie, czyli niemal 5% mieszkańców Ziemi. Można z tegowyciągnąć wniosek, że masowy odbiorca jest o wiele bardziejinteligentny, niż powszechnie sądzono; że problemy związane z naturą i pochodzeniem świata budzą powszechne zainteresowanie. Obecna epoka jestrozdrożem dla naszej cywilizacji i, być może, naszego gatunku. Bezwzględu na to, jaką drogę wybierzemy, nasz los nieodmiennie związanybędzie z nauką. Zasadniczą sprawą dla naszego przetrwania jestzrozumienie nauki. Co więcej, nauka jest rozkoszą; ewolucja zadbała o to, abyśmy czerpali przyjemność ze zrozumienia - ci, którzy rozumiejąwięcej, mają większe szanse przetrwania. Serial telewizyjny Kosmos i niniejsza książka są przykładami budzącego nadzieję eksperymentu w propagowaniu pewnych idei, metod i rozkoszy nauki.

Książka i serial powstawały jednocześnie. W pewnym sensie jedno bazujena drugim. Wiele ilustracji w książce jest opartych na frapującychobrazach przygotowanych dla serialu. Ale książki i seriale telewizyjnemają nieco innych odbiorców i muszą sprostać innym oczekiwaniom. Jedną z wielkich zalet książki jest to, że czytelnik ma możliwość wielokrotnegopowracania do niezrozumiałych, trudniejszych fragmentów; w przypadkutelewizji zaczyna być to możliwe dzięki rozwojowi technikmagnetowidowych. Autor ma o wiele większą swobodę w wyborze zakresu i stopnia rozwinięcia tematu w danym rozdziale książki niż przy realizacjipięćdziesięciu ośmiu minut i trzydziestu sekund programu telewizjiniekomercyjnej. Pewne tematy omawiane w książce nie są poruszane w serialu telewizyjnym i vice versa. Na przykład w serialu omawiane jestzagadnienie Kosmicznego Kalendarium, które nie pojawia się w tej książce- po części dlatego, że omówiłem je w książce Rajskie smoki. Podobnie,nie opisuję tu zbyt szczegółowo życia Roberta Goddarda, ponieważ w Umyśle Broca poświęcam mu osobny rozdział. Ale każdy z odcinkówserialu odpowiada dość ściśle danemu rozdziałowi tej książki; mamnadzieję, że jest to z korzyścią dla odbioru obu form. Jedynie kilka z ponad 250 kolorowych ilustracji znajdujących się w wydaniu albumowymKosmosu mogło zostać zamieszczonych w tym wydaniu, ale znalazły się w nim wszystkie ilustracje niezbędne do zrozumienia tekstu.

W wielu przypadkach kilkakrotnie poruszałem dany temat - najpierw tylkosygnalizowałem problem, a potem stopniowo go zgłębiałem. Zagadnieniadotyczące ciał kosmicznych poruszyłem w rozdziale 1, a dokładniejomówiłem w dalszych rozdziałach książki, podobnie jak mutacje, enzymy i kwasy nukleinowe wprowadzone w rozdziale 2. Czasami nie dbałem o zachowanie historycznego porządku. Na przykład poglądy starożytnychGreków zaprezentowałem w rozdziale 7, podczas gdy poglądy JohannesaKeplera omówiłem w rozdziale 3. Uważam jednak, że najlepiej docenimyzasługi Greków, gdy zobaczymy, od jakich osiągnięć byli o krok.

Ponieważ nauka jest nierozdzielnie związana z innymi ludzkimi dążeniami,nie można jej omawiać w oderwaniu od zagadnień socjologicznych,politycznych, religijnych i filozoficznych. Nawet przy kręceniu serialuo tematyce naukowej nie sposób było uniknąć kontaktu z wszechobecnądziałalnością militarną człowieka. Podczas kręcenia zdjęć na pustyniMojave symulującej Marsa, z wykorzystaniem pełnowymiarowej makietylądownika "Vikinga", pracę wielokrotnie przerywały nam samoloty ArmiiAmerykańskiej, odbywające ćwiczebne loty bombowe. W Aleksandrii, w Egipcie, od dziewiątej do jedenastej każdego przedpołudnia nasz hotelbył celem ćwiczebnych nalotów lotnictwa egipskiego. Na Samos, w Grecji,do ostatniej chwili wstrzymywano wydanie pozwolenia na filmowanie z powodu ćwiczeń wojsk NATO. W Czechosłowacji korzystanie z walkie-talkieprzy organizowaniu planu filmowego zwróciło uwagę myśliwcaczechosłowackiego, który krążył nam nad głowami, dopóki się nie upewnił,że nasze działania nie stanowią zagrożenia dla bezpieczeństwa państwa. W Grecji, Egipcie i Czechosłowacji naszej ekipie towarzyszyli nieustannieagenci miejscowego aparatu bezpieczeństwa. W Kałudze (ZSRS) utrudnianonam wstępne rozmowy na temat kręcenia zdjęć ilustrujących życie pionieraastronautyki, Konstantina Ciołkowskiego, ponieważ - jak się potemdowiedzieliśmy - miały się tam odbyć procesy dysydentów. Zespół filmowyspotykał się z niezliczonymi dowodami życzliwości we wszystkich krajach,które odwiedziliśmy; ale wszędzie spotykaliśmy się również z powszechnąobecnością wojska i poczuciem zagrożenia bezpieczeństwa danego narodu.Doświadczenia te utwierdziły mnie w przekonaniu, że zarówno w książce,jak i w serialu telewizyjnym należy poruszać - tam, gdzie będzie touzasadnione - problemy społeczne.

Nauka jest procesem ciągłym, nigdy nie ma końca. Nie istnieje jednaostateczna prawda, po odkryciu której wszyscy naukowcy mogliby pójść naemeryturę. Dzięki temu świat jest o wiele bardziej interesujący zarównodla naukowców, jak i dla milionów ludzi wszystkich narodów, którzy niebędąc zawodowo związani z nauką, są głęboko zainteresowani metodami i odkryciami naukowymi. Od czasu pierwszego wydania książki doszło dowielu znaczących odkryć, jednakże tylko nieliczne z przedstawionych w niej poglądów stały się przestarzałe.

Pojazdy kosmiczne "Voyager 1" i "Voyager 2" dotarły do układu Saturna i dostarczyły wiele informacji na temat planety, złożonego układu jejpierścieni i roju towarzyszących jej księżyców. Najbardziejinteresującym z nich wydaje się Tytan, który, z tego co wiemy, maatmosferę zbliżoną do atmosfery pra-Ziemi - gęstą mglistą powłokęskładającą się ze złożonych cząsteczek organicznych. Jego powierzchnię,być może, pokrywa ocean płynnych węglowodorów. Przeprowadzone ostatnioobserwacje ujawniły istnienie pierścieni materii wokół młodych gwiazd.Te pierścienie mogą być właśnie w trakcie przeradzania się w nowe układyplanetarne, co sugerowałoby, że planety występują powszechnie wokółgwiazd Drogi Mlecznej. Zgromadzono nowe dowody na poparcie tezy, żekomety okresowo nawiedzają wewnętrzne rejony Układu Słonecznego,powodując wymieranie wielu gatunków na Ziemi. Odkryto ogromne obszaryprzestrzeni międzygalaktycznej, które wydają się pozbawione galaktyk.Wysunięto koncepcje nowych elementów składowych wszechświata ważnych dlajego ostatecznego losu.

Tempo odkryć nie słabnie. Japonia, Europejska Agencja PrzestrzeniKosmicznej i Związek Sowiecki planują wysłanie pojazdów kosmicznych naspotkanie komety Halleya. Przed końcem obecnego dziesięciolecia1 mazostać umieszczony na orbicie największy jak dotąd teleskopkosmiczny2. Pojawiają się dogodne warunki do wysłania statkówkosmicznych na Marsa, na inne planety, asteroidy czy na Tytana. Sondakosmiczna "Galileo", mająca dotrzeć w 1988 roku do układu Jowisza,została zaprojektowana do opuszczenia pierwszego próbnika w atmosferęjednej z wielkich planet. Ale są i ciemne strony odkryć naukowych:ostatnie badania pozwalają przypuszczać, że pył wyniesiony w następstwiewojny nuklearnej w wyższe warstwy atmosfery poważnie zredukowałby ilośćdocierającego na Ziemię promieniowania słonecznego, powodujączlodowacenia i doprowadzając do bezprecedensowej katastrofy nawet w krajach, na które nie spadłaby żadna bomba. Obecna technologia stwarzacoraz lepsze warunki do poznawania cudów kosmosu i obrócenia Ziemi w chaos. Mamy przywilej życia w jednej z najbardziej krytycznych epok w historii ludzkości oraz przywilej wpływania na nią.

W przypadku projektu tej wielkości nie sposób podziękować wszystkim,którzy pracowali przy jego realizacji. Chciałbym jednakże wymienić tych,którzy zasłużyli sobie na moją szczególną wdzięczność. Są to: B. GentryLee; zespół produkcyjny Kosmosu, a przede wszystkim GeoffreyHaines-Stiles, David Kennard i Adrian Malone; plastycy Jon Lomberg(który grał rolę krytyka przy tworzeniu scenografii dla Kosmosu), JohnAllison, Adolf Schaller, Rick Sternbach, Don Davis, Brown i Anne Norcia;konsultanci Donald Goldsmith, Owen Gingerich, Paul Fox i Diane Ackerman;Cameron Beck; kierownictwo KCET, a zwłaszcza Greg Andorfer, którypierwszy przedstawił nam propozycję KCET, Chuck Allen, William Lamb i James Loper; scenarzyści i koproducenci serialu telewizyjnego Kosmos,między innymi Atlantic Richfield Company, Corporation for PublicBroadcasting, The Arthur Vining Davis Foundation, Alfred P. SolanFoundation, BBC i Polytel International. Tym, którzy przyczynili się dozgromadzenia niezbędnego materiału, złożyłem osobne podziękowania nakońcu książki. Oczywiście odpowiedzialność za jej ostateczną zawartośćponoszę ja sam. Dziękuję zespołowi wydawnictwa Random House, przedewszystkim redaktor Anne Freedgood za jej pracę i cierpliwość, gdyzbliżał się termin ukończenia zarówno serialu telewizyjnego, jak i książki. Szczególne wyrazy wdzięczności jestem winien Shirley Arden,mojej asystentce, za przepisywanie wczesnych wersji książki i przeprowadzenie wersji ostatecznej przez wszystkie stadia produkcji, jakzwykle z zapałem i fachowo. Projekt Kosmos zawdzięcza jej wielewięcej. Jestem wdzięczny bardziej, niż potrafię to wyrazić,administracji Cornell University za przyznanie mi dwuletniego urlopu nawykonanie tego projektu, moim studentom i kolegom z tego uniwersytetuoraz kolegom z NASA, JPL i z Voyager Imaging Team.

Osobne podziękowania należą się Ann Druyan i Stevenowi Soterowi -współtwórcom scenariusza serialu telewizyjnego - którzy pracowalirównież nad ostateczną koncepcją poszczególnych odcinków, powiązaniemich ze sobą i dokonaniem trafnego wyboru tematów. Jestem im głębokowdzięczny za krytyczną lekturę wczesnych wersji książki, konstruktywne i twórcze sugestie oraz znaczący wkład w scenariusz, który pod wielomawzględami wpłynął też na zawartość książki. Przyjemność, jakąznajdowałem w naszych licznych dyskusjach, jest moją główną nagrodą zaprojekt Kosmos.

Ithaca i Los Angeles

maj 1980

i lipiec 1984

Rozdział 1

Wybrzeże kosmicznego oceanu

Oto imiona pierwszych ludzi, którzy zostali stworzeni i utworzeni:Czarownik Zgubnego Śmiechu, Czarownik Nocy, Nieuczesany i CzarnyCzarownik [...] Zostali obdarzeni rozumem; spojrzeli i natychmiast ichwzrok sięgnął daleko, zdołali ujrzeć, zdołali poznać wszystko, coistnieje na świecie. Kiedy patrzyli, w jednej chwili widzieli wszystko,co ich otaczało, i oglądali wokół siebie sklepienie niebieskie i okrągłeoblicze Ziemi [...] [Wówczas Stwórca powiedział:] "Wiedzą wszystko[...] co mamy teraz z nimi począć? Niech ich wzrok dosięga tylko tego,co jest blisko; niech widzą tylko niewielką część oblicza Ziemi! [...]Czyż nie są ze swej natury zwykłymi stworzeniami i tworami [naszychrąk]? Czyż i oni mają być bogami?"1

Popol Vuh, Księga Rady Narodu Quiché

Poznane jest skończone, nieznane jest nieskończone; intelektualniestoimy na wysepce pośród bezgranicznego, niewyjaśnionego oceanu.Zadaniem kolejnych pokoleń jest osuszanie następnych kawałków lądu.

T.H. Huxley, 1887

Kosmos jest tym wszystkim, co jest, kiedykolwiek było lub kiedykolwiekbędzie. Rozważania na temat kosmosu nas poruszają - czujemy mrowienie w kręgosłupie, głos nam drży, odczuwamy emocje jak na odległe wspomnienieupadku z wysokości. Wiemy, że zbliżamy się do największej z tajemnic.

Rozmiary i wiek kosmosu przekraczają pojęcie zwykłego człowieka. Naszmikroskopijny planetarny dom zagubiony jest gdzieś pomiędzy bezmiarem a wiecznością. Z kosmicznej perspektywy większość ludzkich zmartwieńwydaje się błaha. Nasz gatunek wciąż jeszcze jest młody, obdarzonyciekawością, odważny i wielce obiecujący. W ciągu kilku ostatnichtysiącleci dokonaliśmy zadziwiających i niespodziewanych odkryćdotyczących kosmosu i naszego w nim miejsca, przeprowadziliśmy badania,na myśl których raduje się dusza. Nie pozwalają nam one zapomnieć, żemotorem ewolucji ludzkości była ciekawość, że zrozumienie jest radością,że wiedza jest wstępnym warunkiem przetrwania. Wierzę, że naszaprzyszłość zależy od tego, jak dobrze poznamy ów kosmos, po którymdryfujemy niczym pyłek kurzu po porannym niebie.

Badania w tej dziedzinie wymagają zarówno sceptycyzmu, jak i wyobraźni.Wyobraźnia często przenosi nas do światów, których nigdy nie było, alebez niej niczego byśmy nie dokonali. Sceptycyzm pozwala nam odróżnićfantazje od faktów, pozwala sprawdzić nasze domysły. Kosmos jestprzebogaty - we wspaniałe zjawiska, wzajemne związki, subtelne,wywołujące podziw i strach mechanizmy.

Powierzchnia Ziemi jest wybrzeżem kosmicznego oceanu. To na niejzdobyliśmy większość naszej wiedzy. W ostatnim czasie zeszliśmy nieco domorza, zamoczyliśmy palce u nóg lub co najwyżej kostki. Woda nęci. Oceanprzyzywa. Gdzieś w zakamarkach naszej duszy tli się przekonanie, że tostamtąd przybyliśmy. Tęsknimy za powrotem. Wydaje mi się, że teaspiracje nie są objawem braku szacunku, choć mogą niepokoić bogów bezwzględu na to, kim oni są.

Rozmiary kosmosu są tak ogromne, że posługiwanie się powszechnie znanymijednostkami odległości, takimi jak metry czy mile, użytecznymi na Ziemi,nie miałoby sensu. Zamiast nich do pomiaru odległości używamy prędkościświatła. W ciągu jednej sekundy światło przebywa około 300 000 km, czylisiedem razy obiega Ziemię. W ciągu ośmiu minut pokonuje odległośćpomiędzy Słońcem i Ziemią. Możemy więc powiedzieć, że Słońce jestoddalone od Ziemi o osiem minut świetlnych. W ciągu roku światłopokonuje blisko 10 bilionów kilometrów. Tę jednostkę długości,odległość, jaką światło przebywa w ciągu roku, nazywamy rokiemświetlnym. Wielkość ta nie mierzy czasu, lecz odległości - ogromneodległości.

Ziemia jest miejscem w kosmosie. Pod żadnym względem nie jestszczególnym miejscem. Nie jest nawet typowym miejscem. Żadna planeta,gwiazda czy galaktyka nie może być typowa, ponieważ kosmos jest w większości pusty. Jedynym typowym miejscem jest bezmierna, zimna,powszechna próżnia, wieczna noc międzygalaktycznej przestrzeni - miejscetak dziwne i odludne, że w porównaniu z nim planety, gwiazdy i galaktykiwydają się rzadkie i urocze. Prawdopodobieństwo tego, że przypadkowoznaleźlibyśmy się w pobliżu jakiejś planety, jest mniejsze niż jeden do1033 (1 i trzydzieści trzy zera). W życiu codziennym taką szansęnazywa się beznadziejną. Planety to drogocenne klejnoty.

Z oddali przestrzeni międzygalaktycznej widać rozsiane, niczym piana nafalach przestrzeni, niezliczone kłębki świetlne. To galaktyki. Niektóresą samotnymi wędrowcami, większość jednak zamieszkuje wspólne gromady i tłocząc się, dryfuje bez końca po bezmiarze kosmicznych ciemności. Przednami rozpościera się kosmos na największą ze znanych skal. Jesteśmy w królestwie mgławic, 8 miliardów2 lat świetlnych od Ziemi, w połowie drogi do krańca znanego wszechświata.

Galaktyka składa się z gazu, pyłu i gwiazd - miliardów miliardów gwiazd.Możliwe, że każda z tych gwiazd jest dla kogoś słońcem. W galaktyce sągwiazdy i planety oraz, być może, organizmy żywe i istoty inteligentne,a także cywilizacje, podróżujące w przestrzeni kosmicznej. Jednak z oddali galaktyka przypomina raczej zbiór czarujących drobiazgów -muszelek lub korali, wytworów wiekowego trudu Natury w kosmicznymoceanie.

Istnieje około 100 miliardów (1011) galaktyk, a każda składa się w przybliżeniu ze 100 miliardów gwiazd. We wszystkich galaktykach może byćtyle planet, ile gwiazd - 1011 × 1011 = 1022, czyli 10 miliardówbilionów. Jakie jest więc prawdopodobieństwo tego, że tylko jednejzwykłej gwieździe, Słońcu, towarzyszy planeta zamieszkana przez istotyrozumne? Dlaczego my, schowani w jakimś zapomnianym kącie kosmosu,mielibyśmy mieć aż takie szczęście? Bardziej prawdopodobne wydaje się,że wszechświat przepełniony jest życiem, a tylko my, ludzie, jeszcze o tym nie wiemy. Dopiero zaczynamy eksplorację kosmosu. Z odległości 8miliardów lat świetlnych trudno byłoby nam odnaleźć nawet gromadę, w której znajduje się nasza Galaktyka, a tym bardziej Słońce czy Ziemię.Jedyną planetą, co do której mamy pewność, że jest zamieszkana, jestwłaśnie ta drobina ze skały i metalu, połyskująca słabo odbitym światłemsłonecznym, z tej odległości zupełnie zagubiona w przestrzenikosmicznej.

Powędrujemy teraz ku temu, co ziemscy astronomowie nazywają LokalnąGrupą Galaktyk. Ma ona średnicę kilku milionów lat świetlnych, a w jejskład wchodzi około dwudziestu galaktyk3. To gromada dość skromna,mroczna, o rzadko rozsianych składnikach. Jedną z tych galaktyk jestM31, widoczna z Ziemi w gwiazdozbiorze Andromedy4. Podobnie jak innegalaktyki spiralne ma ona kształt ogromnego dysku ze spiralnymiramionami z gwiazd, gazu i pyłu. M31 ma dwa małe satelity, karłowategalaktyki eliptyczne, związane z nią siłami grawitacji, czyli za sprawątego samego prawa fizyki, które utrzymuje nas w fotelu. Prawa natury sąw całym kosmosie takie same. Znajdujemy się 2 miliony lat świetlnych oddomu.

Za M31 jest inna, bardzo podobna do niej galaktyka - nasza Galaktyka.Jej spiralne ramiona obracają się wolno, pełny obrót wykonują raz naćwierć miliarda lat. Teraz, 40 000 lat świetlnych od domu, będziemyzmierzać ku masywnemu jądru Drogi Mlecznej. Jeśli zaś chcielibyśmyodnaleźć Ziemię, to musielibyśmy skierować się na peryferie Galaktyki,do mrocznego miejsca w pobliżu krańca spiralnego ramienia.

Doznalibyśmy przytłaczającego wrażenia: nawet pomiędzy spiralnymiramionami będzie towarzyszył nam strumień przepływających obok gwiazd -procesja ślicznych słońc, świecących własnym światłem: niektóre takdelikatne jak mydlane bańki i tak ogromne, że mogłyby pomieścić dziesięćtysięcy Słońc lub bilion takich planet jak Ziemia; inne - wielkościmałego miasta i sto bilionów razy gęstsze niż ołów. Niektóre gwiazdy sąsamotnikami, podobnie jak Słońce. Większość ma towarzyszy - zwykle są toukłady podwójne, czyli dwie obiegające się gwiazdy. Od układówpotrójnych stopniowo przechodzimy przez grupki kilkudziesięciu gwiazd dowielkich gromad kulistych, na które składają się miliony słońc. Niektóregwiazdy podwójne są tak blisko siebie, że niemal się stykają, a ichmateria przepływa pomiędzy nimi. Większość jednak znajduje się w pewnejodległości, tak jak Jowisz od Słońca. Niektóre gwiazdy, supernowe, sątak jasne jak cała galaktyka, w której skład wchodzą; inne obiekty, naprzykład czarne dziury, są niewidoczne już z odległości kilkukilometrów. Jedne świecą ze stałą jasnością, inne migoczą niepewnie lubmrugają rytmicznie. Jedne obracają się ze stateczną elegancją, innewirują w tak szalonym pędzie, że ulegają spłaszczeniu. Większość emitujegłównie promieniowanie widzialne i podczerwone; niektóre są równieżsilnymi źródłami promieniowania rentgenowskiego i radiowego. Niebieskiegwiazdy są gorące i młode; żółte typowe i w średnim wieku; czerwoneczęsto są stare i umierające; a małe białe lub czarne gwiazdy są w końcowym stadium agonii. Droga Mleczna zawiera około 400 miliardówróżnego rodzaju gwiazd, poruszających się w sposób zawiły, aleuporządkowany. Ze wszystkich tych gwiazd mieszkańcy Ziemi, jak dotąd,znają bliżej tylko jedną.

Każdy układ gwiazdowy jest wyspą w przestrzeni kosmicznej, którą odnajbliższych sąsiadów dzielą całe lata świetlne. Można sobie wyobrazić,że na niezliczonych planetach rozwijają się cywilizacje istot rozumnych,dla których ich drobna planeta i kilka marnych słońc to wszystko, copotrafią ogarnąć swą wiedzą. My sami wyrastaliśmy w izolacji. Powoliuczyliśmy się tego, czym jest kosmos.

Niektóre gwiazdy mogą być otoczone milionami pozbawionych życiakamienistych planetek, układami planetarnymi zakrzepłymi we wczesnymstadium swej ewolucji. Możliwe jednak, że wiele gwiazd ma układyplanetarne podobne do naszego: na peryferiach wielkie planety z gazowymipierścieniami i skutymi lodem księżycami, a bliżej środka małe, ciepłe,błękitno-białe, przesłonięte chmurami globy. Na niektórych mogły sięrozwinąć inteligentne formy życia, zmieniające powierzchnię planety w ogromnych przedsięwzięciach inżynieryjnych. To nasi bracia i siostry w kosmosie. Czy są od nas bardzo różni? Jaką mają postać, jaka jest ichbiochemia, neurobiologia, historia, polityka, nauka, technologia,sztuka, muzyka, religia, filozofia? Być może pewnego dnia ich poznamy.

Dotarliśmy już na własne podwórko. Jesteśmy teraz w odległości jednegoroku świetlnego od Słońca. Tutaj krąży rój gigantycznych kul śnieżnych,składających się z lodu, kamieni i cząsteczek organicznych: rój jąderkometowych. Co pewien czas wchodzi on w obszar słabych oddziaływańgrawitacyjnych jakiejś mijanej gwiazdy i wówczas jedno z jąder zbacza zeswego kursu i wpada w głąb Układu Słonecznego. Tam Słońce rozgrzewa je,lód paruje i z głowy komety rozwija się piękny warkocz.

Zbliżamy się teraz do planet naszego układu, sporych globów, jeńcówSłońca, zmuszonych siłami grawitacji do podążania niemal kołowymiorbitami, planet ogrzewanych głównie słonecznym blaskiem. Pluton,pokryty metanowym lodem, w towarzystwie samotnego, ogromnego księżycaCharona, oświetlany jest promieniami odległego Słońca, które na czarnymjak smoła niebie jest zaledwie jasnym punkcikiem. Gigantycznym gazowymplanetom - Neptunowi, Uranowi, Saturnowi (klejnot Układu Słonecznego) i Jowiszowi - towarzyszą lodowate księżyce. Za obszarem gazowych planet i krążących wokół nich gór lodowych krążą ciepłe, kamieniste prowincjewewnętrzne. Tam, na przykład, znajduje się czerwona planeta Mars, z niebotycznymi wulkanami, wielkimi szczelinami, burzami piaskowymiplanetarnych rozmiarów i, być może, prostymi formami życia. Wszystkieplanety krążą wokół Słońca, najbliższej gwiazdy - piekła termojądrowychreakcji wodoru i helu - zalewającej Układ Słoneczny światłem.

Na zakończenie wędrówki powracamy na nasz drobny, kruchy, błękitno-białyświat zagubiony w kosmicznym oceanie, którego ogrom przekracza naszenajśmielsze wyobrażenia. To świat pośród bezmiaru innych światów. Byćmoże jest szczególny tylko dla nas. Ziemia jest naszym domem, nasząrodzicielką. Tutaj powstała i rozwinęła się nasza forma życia. Tutajdorastały istoty ludzkie. To na tej planecie rozwinęliśmy swą pasjębadania kosmosu i to tutaj właśnie, w bólach i bez gwarancji, pracujemynad własnym losem.

Witajcie na Ziemi - planecie o błękitnym, azotowym niebie, z oceanamiciekłej wody, cienistymi lasami i aksamitnymi łąkami, w świecietętniącym życiem. Z kosmicznej perspektywy jest on wzruszająco piękny i niezwykły; i jest także, jak na razie, unikatowy. Jak dotąd bowiem, powszystkich naszych podróżach w przestrzeni i czasie, tylko o nim możemyz całkowitą pewnością powiedzieć, że materia kosmiczna stała sięożywiona i świadoma. W przestrzeni musi być wiele takich planet, alenasze poszukiwania mają swój początek tu, w skarbnicy mądrości mężczyzni kobiet naszego gatunku zdobywanej ogromnym kosztem przez wielemilionów lat. Żyjemy pośród inteligentnych, obdarzonych pasjądociekliwości ludzi i w czasach, gdy ceni się dążenie do zdobywaniawiedzy. Istoty ludzkie, zrodzone z gwiazd, a teraz zamieszkujące światzwany Ziemią, rozpoczęły swą długą podróż do domu.

Odkrycia tego, że Ziemia jest jedynie maleńkim światem, dokonano, jakwiększości ważnych odkryć, na starożytnym Bliskim Wschodzie w czasachprzez niektórych ludzi określanych jako III wiek p.n.e., w największejmetropolii tamtej epoki - egipskim mieście Aleksandria. Mieszkał tamwówczas człowiek zwany Eratostenesem. Jeden z jego współczesnych nadałmu przydomek "Beta", od drugiej litery greckiego alfabetu, ponieważ -jak mówił - Eratostenes we wszystkim był drugim wśród najlepszych naświecie. Nie ulega jednak wątpliwości, że Eratostenes niemal wewszystkim był "Alfą". Był astronomem, historykiem, geografem, filozofem,poetą, krytykiem teatralnym i matematykiem. Tytuły napisanych przezniego książek świadczą o szerokim zakresie jego zainteresowań.Eratostenes był również dyrektorem wielkiej Biblioteki Aleksandryjskiej,w której to pewnego dnia przeczytał na zwoju papirusu, że w leżącejdaleko na południu miejscowości Syene (obecnie Asuan w Egipcie), w pobliżu pierwszej katarakty na Nilu, w południe 21 czerwca pionowepaliki nie rzucają cienia. W dzień letniego przesilenia - w najdłuższydzień roku - wraz ze zbliżaniem się południa cienie rzucane przezkolumny świątyni stają się coraz krótsze. W południe znikają zupełnie.Na dnie głębokiej studni można wówczas oglądać odbicie Słońca. Musi więcznajdować się ono dokładnie nad głową, czyli w zenicie.

Ktoś inny z pewnością zignorowałby tego typu spostrzeżenie. Paliki,cienie, odbicie w studni, położenie Słońca - jakież znaczenie mogą miećtak trywialne sprawy codziennej natury? Eratostenes był jednaknaukowcem, a jego rozmyślania nad tymi zwyczajnymi sprawami zmieniłyświat; w pewnym sensie stworzyły ten świat. Miał na tyle przytomnyumysł, aby przeprowadzić doświadczenie, a dokładniej mówiąc, abysprawdzić, czy również w Aleksandrii pionowe paliki nie rzucają cienia w południe 21 czerwca. I odkrył, że rzucają.

Płaska mapa starożytnego Egiptu: gdy Słońce jest w zenicie, pionowyobelisk nie rzuca cienia ani w Aleksandrii, ani w Syene

U góry: Gdy Słońce nie jest dokładnie w zenicie, rzucane cienie mają równą długość. Jednak gdy mapa uwzględnia zakrzywienie (na dole.

Słońce może być w zenicie w Syene, ale nie w Aleksandrii; w Syene zatem nie ma cienia, podczas gdy w Aleksandrii rzucany jest wyraźny cień Eratostenes zadał więc sobie pytanie: Jak to się dzieje, że w tej samejchwili paliki w Syene nie rzucają cienia, a paliki w Aleksandrii,leżącej dalej na północ, rzucają wyraźny cień? Przyjrzyjmy się mapiestarożytnego Egiptu. Zaznaczono na niej położenie dwóch pionowychpalików równej długości, jednego ustawionego w Aleksandrii, drugiego w Syene. Załóżmy, że w pewnej chwili żaden z palików w ogóle nie rzucacienia. To wydaje się doskonale zrozumiałe - przy założeniu, że Ziemiajest płaska. Słońce byłoby wówczas dokładnie nad palikami. Jeśli obapaliki rzucają cienie tej samej długości, również można to z łatwościąwyjaśnić, przyjmując, że Ziemia jest płaska: promienie słoneczne będąwówczas nachylone pod tym samym kątem do obu palików. Dlaczego jednak w tej samej chwili w Syene nie było cienia, a w Aleksandrii był cieńznacznej długości?

Z długości cienia w Aleksandrii można obliczyć kąt A. Zgodnie z prostym prawem geometrii (jeśli dwie proste równoległe przeciąć trzeciąprostą, to kąty naprzeciwległe, utworzone w wyniku przecięcia, są sobierówne) kąt B jest równy kątowi A. Mierząc długość cienia w Aleksandrii, Eratostenes wywnioskował zatem, że Syene była oddalona o A = B = 7° obwodu Ziemi

Jedyne możliwe wytłumaczenie tego zjawiska Eratostenes widział w założeniu, że powierzchnia Ziemi jest zakrzywiona. A to prowadziło donastępnego wniosku: im większa krzywizna, tym większa różnica długościcieni. Słońce jest tak daleko, że promienie docierające na Ziemię możemyuważać za równoległe, tak więc paliki ustawione pod różnymi kątami dopromieni słonecznych rzucają cienie różnej długości. Z obserwowanejróżnicy w długości cieni można wywnioskować, że odległość pomiędzy Syenei Aleksandrią powinna wynosić około 7°, licząc po powierzchni Ziemi;jeśli w wyobraźni przedłużylibyśmy paliki aż do środka Ziemi, toprzecięłyby się one pod kątem 7°, co stanowi około jednej pięćdziesiątej360°, czyli pełnego obwodu Ziemi. Eratostenes wiedział, że odległośćpomiędzy Syene i Aleksandrią wynosi około 800 km, ponieważ nająłczłowieka, który zmierzył ją krokami. 800 km pomnożone przez 50 daje 40000 km: tyle zatem musi wynosić obwód Ziemi.

To poprawna odpowiedź. Do jej uzyskania Eratostenes wykorzystał jedyniepaliki, oczy, stopy, mózg i zamiłowanie do doświadczeń. Za pomocą takprostych narzędzi oszacował obwód Ziemi z błędem zaledwie kilku procent.Zdumiewające osiągnięcie sprzed 2200 lat. Eratostenes był pierwszymczłowiekiem, który dokonał poprawnego pomiaru wielkości naszej planety.

W owych czasach mieszkańcy obszaru basenu Morza Śródziemnego słynęli z zamiłowania do morskich podróży. Aleksandria zaś była największym portemświata. Wiedziano już, że Ziemia jest kulą o dających się oszacowaćrozmiarach, pojawiła się więc kusząca myśl, by wyruszyć na wyprawębadawczą, a może nawet opłynąć cały glob. Czterysta lat przedEratostenesem Fenicjanie, pozostający na służbie u egipskiego faraonaNecho, opłynęli Afrykę. Prawdopodobnie pożeglowali w swych kruchych,otwartych łodziach z Morza Czerwonego wzdłuż wschodnich wybrzeży Afryki,a potem wpłynęli na Atlantyk i wrócili do macierzystego portu przezMorze Śródziemne. Podróż trwała trzy lata - prawie tyle, ile nowoczesnasonda kosmiczna "Voyager" potrzebuje na dotarcie z Ziemi do Saturna.

Po odkryciu Eratostenesa odważni i żądni przygód żeglarze podejmowaliwiele wspaniałych wypraw. Ich stateczki były niewielkie, a oni samimieli bardzo prymitywne instrumenty nawigacyjne. Obliczali położeniestatku według logu i trzymali się, w miarę możności, brzegu. Nanieznanym oceanie potrafili określić szerokość geograficzną swegopołożenia, obserwując każdej nocy pozycję gwiazdozbiorów względemhoryzontu, ale nie umieli określić długości geograficznej. Widokznajomych gwiazdozbiorów pośród bezmiaru niezbadanego oceanu musiałdziałać kojąco. Gwiazdy to przyjaciele badaczy - tych, którzy żeglowalikiedyś po morzach Ziemi, i tych, którzy dziś przemierzają przestworza w kosmicznych statkach. Zapewne od czasu odkrycia Eratostenesa podejmowanopróby opłynięcia Ziemi, ale przed Magellanem nikomu się to nie udało.Jakież opowieści o odważnych czynach i przygodach musiały towarzyszyćżeglarzom i nawigatorom, najpraktyczniejszym ludziom pod słońcem, gdyryzykowali życie, zawierzając wyliczeniom jakiegoś naukowca z Aleksandrii?

W czasach Eratostenesa budowano globusy przedstawiające Ziemię z lotuptaka: dobrze zbadany obszar basenu Morza Śródziemnego przedstawiały onew zasadzie poprawnie, ale im bardziej oddalano się od domu, tym ichdokładność była mniejsza. Owa nieprzyjemna, ale nieunikniona cechacharakteryzuje również naszą obecną wiedzę o kosmosie. W I wiekualeksandryjski geograf Strabon napisał:

Ci, którzy nie zdołali opłynąć Ziemi, nie mówią, że przeszkodził im w tym jakiś kontynent, morze pozostaje bowiem doskonale otwarte, aleraczej brak zdecydowania i szczupłość zapasów.

[... ] Eratostenes mówił, że gdyby bezmiar Oceanu Atlantyckiego nie byłprzeszkodą, to moglibyśmy z łatwością dotrzeć morzem z Iberii do Indii.[...] Jest całkiem możliwe, że w strefie umiarkowanej mogłaby istniećjedna czy dwie zamieszkane krainy. [... ] W rzeczy samej, jeśli [tainna część świata] jest zamieszkana, to nie zamieszkują jej zapewneludzie tacy jak w naszej części i powinniśmy traktować ją jako innyzamieszkany świat.

Ludzkość, niemal w dosłownym znaczeniu tego słowa, zaczęła penetrowaćinne światy. Nastał czas wzmożonych wysiłków zbadania powierzchni Ziemi,podróży do Chin i Polinezji. Kulminacyjnym wydarzeniem tego okresu byłooczywiście odkrycie Ameryki przez Krzysztofa Kolumba i podróże badawczeodbywane w ciągu następnych kilku stuleci. Pierwsza podróż Kolumba miałaścisły związek z wyliczeniami Eratostenesa. Kolumb był zafascynowanytym, jak je nazywał, "indyjskim przedsięwzięciem" - projektem dotarciado Japonii, Chin i Indii nie wzdłuż wybrzeży Afryki i szlakiem nawschód, przez nieznany zachodni ocean - czy też, jak to zdumiewającotrafnie przewidział Eratostenes, "płynąc morzem z Iberii do Indii".

Kolumb, który sam kreślił i sprzedawał mapy, był kolekcjonerem starychmap, a także pilnym czytelnikiem książek starożytnych geografów, równieżEratostenesa, Strabona i Ptolemeusza. Aby "indyjskie przedsięwzięcie"mogło się powieść, aby statki i załogi mogły przetrwać długą podróż,Ziemia musiałaby być mniejsza, niż twierdził Eratostenes. Dlatego teżKolumb dopuścił się w swych wyliczeniach oszustwa, jak całkiem słuszniezauważyli badacze z uniwersytetu w Salamance. W swych wyliczeniach użyłbowiem najmniejszego z możliwych obwodów Ziemi i największegowyciągnięcia na wschód Azji, jakie udało mu się znaleźć w dostępnychksięgach, a potem jeszcze i te wielkości przedstawił z przesadnymoptymizmem. Gdyby na jego drodze nie znalazła się Ameryka, to wyprawyKolumba zakończyłyby się całkowitym niepowodzeniem.

Obecnie Ziemia jest dokładnie zbadana. Nie kryje już w sobie obietnicnowych kontynentów czy zagubionych krain. Technologia, dzięki którejzbadaliśmy i zasiedliliśmy większość z odległych obszarów Ziemi, pozwalanam teraz opuścić naszą planetę, wyprawić się w przestrzeń kosmiczną i badać inne światy. Widok oglądanej z góry Ziemi, kulistość jej kształtówi zarysy linii brzegowych kontynentów potwierdzają zdumiewającąkompetencję starożytnych kartografów. Wielką przyjemność sprawiłby tenwidok Eratostenesowi i innym aleksandryjskim geografom.

To właśnie w Aleksandrii, w ciągu sześciuset lat, począwszy od roku 300p.n.e., ludzkość rozpoczęła swą intelektualną przygodę, któradoprowadziła nas na brzeg kosmicznego oceanu. Po tym wspaniałymmarmurowym mieście nic nie pozostało. Ucisk i strach przed wiedzązatarły niemal wszystkie wspomnienia o starożytnej Aleksandrii. Jejmieszkańcy stanowili zadziwiającą mieszaninę ras, kultur i wyznań.Macedońscy, a później rzymscy żołnierze, egipscy kapłani, greccyarystokraci, feniccy żeglarze, żydowscy kupcy, goście z Indii i Afryki -wszyscy, z wyjątkiem licznej rzeszy niewolników - żyli razem w harmoniii wzajemnym poszanowaniu przez większą część okresu świetnościAleksandrii.

Miasto powstało z inicjatywy Aleksandra Wielkiego i zostało zbudowaneprzez byłego członka jego gwardii przybocznej. Aleksander zachęcał doszanowania obcych kultur i dążenia do zdobywania bezstronnej wiedzy.Według przekazów - nie ma większego znaczenia, czy wydarzyło się tonaprawdę - opuścił się na dno Morza Czerwonego w pierwszym dzwonienurkowym. Zachęcał swych generałów i żołnierzy, aby żenili się z Hinduskami i Persjankami. Szanował bogów innych narodów. Kolekcjonowałegzotyczne formy życia, sprowadził słonia dla swego nauczyciela,Arystotelesa. Jego zbudowane z rozmachem miasto miało być światowymcentrum handlu, kultury i nauki. Zdobiły je ulice trzydziestometrowejszerokości, eleganckie budowle i rzeźby, monumentalny grobowiecAleksandra i ogromnych rozmiarów latarnia morska w Faros - jeden z siedmiu cudów świata.

Ale największym cudem Aleksandrii była Biblioteka Aleksandryjskazałożona przy Muzeum Aleksandryjskim. Z tej legendarnej Biblioteki donaszych czasów przetrwała jedynie wilgotna, zapomniana piwnicaSerapejon5, bocznego pawilonu Biblioteki. Kilka butwiejących półek jestpewnie jedyną po niej pozostałością. A jednak to miejsce było kiedyśsymbolem świetności największego miasta świata, pierwszym instytutemnaukowym w historii ludzkości. Mędrcy skupieni wokół BibliotekiAleksandryjskiej badali cały kosmos. "Kosmos" to greckie słowo naokreślenie porządku wszechświata, w odróżnieniu od "chaosu".Odzwierciedlało ono ścisły związek pomiędzy wszystkimi rzeczami.Wyrażało również lęk przed zawiłym i subtelnym sposobem, w jakiwszechświat tworzy jedną całość. Była to wspólnota uczonychzgłębiających wiedzę w różnych dziedzinach: fizyki, literatury,astronomii, geografii, filozofii, matematyki, biologii i inżynierii. W miarę upływu czasu nauka i wiedza rozkwitały coraz bardziej. W Bibliotece Aleksandryjskiej po raz pierwszy, dokładnie i systematycznie,zaczęto gromadzić wiedzę z całego świata.

Oprócz Eratostenesa działali tam również: astronom Hipparch, którysporządził mapy gwiazdozbiorów i oszacował jasność gwiazd; Euklides,który w genialny sposób usystematyzował geometrię, a swemu królowi,biedzącemu się nad jakimś trudnym matematycznym problemem, powiedział:"Do geometrii nie wiedzie królewski gościniec"; Dionizjusz Trak,człowiek, który zdefiniował części mowy, a w badaniach nad językiemodegrał podobną rolę jak Euklides w rozwoju geometrii; Herofilos,fizjolog, który ustalił, że to mózg, a nie serce jest siedliskieminteligencji; Heron z Aleksandrii, wynalazca przekładni i maszynyparowej, autor Automata, pierwszej książki o robotach; Apoloniusz z Pergii, matematyk, który zademonstrował przecięcia stożkowe6 -elipsę, parabolę, hiperbolę - krzywe, których kształt, jak wiemy,przyjmują orbity planet, komet i gwiazd; Archimedes, największy geniuszmechaniki do czasów Leonarda da Vinci; astronom i geograf Ptolemeusz,który zebrał i opracował większość z tego, co dziś składa się napseudonaukę zwaną astrologią (jego geocentryczny obraz wszechświatautrzymywał się aż przez 1500 lat, co jest dowodem na to, żeintelektualne zdolności nie gwarantują jeszcze poprawności sądów).Pośród tych wielkich naukowców była też kobieta, Hypatia, matematyk i astronom, ostatni promyk świetności Biblioteki Aleksandryjskiej. Jejmęczeńska śmierć związana była ze zniszczeniem Biblioteki w siedemwieków po jej założeniu - to historia, do której jeszcze powrócimy.

Greccy królowie Egiptu, którzy panowali po Aleksandrze, bardzo poważnietraktowali naukę. Przez stulecia wspierali badania naukowe i dbali o to,by najlepsze umysły tamtych czasów miały w Bibliotece odpowiedniewarunki do pracy. Biblioteka miała dziesięć dużych sal do pracbadawczych, z których każdą przeznaczono dla jednej dziedziny nauki.Były tam też fontanny i arkady, ogród botaniczny, ogród zoologiczny,prosektoria, obserwatorium oraz wielka sala jadalna, w której w wolnychchwilach dyskutowano nad nowymi pomysłami.

Sercem Biblioteki był księgozbiór. Jego opiekunowie zadbali o to, abyznalazły się w nim dzieła wszystkich kultur i języków świata. Wysyłaliagentów za granicę, by tam kupowali interesujące zbiory. Zawijające doAleksandrii statki handlowe przeszukiwała policja - nie w celu wykryciakontrabandy, ale w poszukiwaniu zwojów. Znalezione zwoje pożyczano,kopiowano, a potem zwracano właścicielom. Trudno o dokładne oszacowania,ale wydaje się prawdopodobne, że w zbiorach Biblioteki znajdowało sięokoło pół miliona ręcznie przepisanych papirusowych zwojów. Co się z nimi stało? Cywilizacja klasyczna, której były wytworami, upadła, a samaBiblioteka została rozmyślnie zniszczona. Ocalała jedynie maleńkacząstka jej zbiorów, kilka wzruszających fragmentów. I jakżefrapujących! Wiemy na przykład, że na półkach BibliotekiAleksandryjskiej było dzieło astronoma Arystarcha z Samos, któryutrzymywał, iż Ziemia jest jedną z planet krążących wokół Słońca, a gwiazdy znajdują się niewiarygodnie daleko. Jego poglądy były całkowiciesłuszne, ale musieliśmy poczekać prawie 2000 lat, aby odkryć je na nowo.Jeśli zwielokrotnimy 100 000 razy nasze poczucie straty po zaginięciudzieła Arystarcha, to uświadomimy sobie ogrom osiągnięć klasycznejcywilizacji i tragedii jej zniszczenia.

Współczesna wiedza znacznie przewyższa wiedzę starożytnych, ale naszaznajomość historii, szczególnie tej najdawniejszej, jest nadal bardzowyrywkowa. Wyobraźmy sobie, ile tajemnic przeszłości moglibyśmyrozwiązać, mając kartę czytelnika Biblioteki Aleksandryjskiej. Wiadomo,że istniała trzytomowa historia świata, obecnie zaginiona, babilońskiegokapłana imieniem Berossos. Pierwszy tom obejmował okres od Stworzenia doPotopu, który według autora trwał 432 000 lat, czyli około stu razydłużej, niż wynika z chronologii Starego Testamentu.

Starożytni wiedzieli, że świat jest bardzo stary. Usiłowali poznaćnajdalszą przeszłość. Dziś wiadomo, że kosmos jest o wiele starszy, niżsobie kiedykolwiek wyobrażano. Z badań nad naturą wszechświata wiemy, żeżyjemy na pyłku krążącym wokół banalnej gwiazdy trudno dostrzegalnej z odległego krańca galaktyki. Jesteśmy punktem w bezmiarze przestrzeni i trwamy zaledwie chwilę. Wiemy, że nasz wszechświat - a przynajmniej jegoostatnie wcielenie - ma około 15 lub 20 miliardów lat. To czas dzielącynas od wydarzenia zwanego Wielkim Wybuchem (Big Bang). Na początkuistnienia tego wszechświata nie było galaktyk, gwiazd, planet, życia,cywilizacji; całą przestrzeń wypełniała jednorodna, promienista kulaognia. Przejście od chaosu Wielkiego Wybuchu do kosmosu jest najbardziejzdumiewającą transformacją materii i energii, jaką dane nam było poznać.Dopóki zaś nie znajdziemy innych, bardziej inteligentnych istot, samijesteśmy najbardziej spektakularną ze wszystkich transformacji -dalekimi potomkami Wielkiego Wybuchu, dążącymi z poświęceniem dozrozumienia i dalszej przemiany kosmosu, z którego powstaliśmy.

Rozdział 2

Jeden głos w kosmicznej fudze

Prawdopodobnie wszystkie formy życia organicznego, jakiekiedykolwiek istniały na tej Ziemi, pochodzą od pierwotnej formy, w którą po raz pierwszy tchnięto życie [...] Jest coś wspaniałego w takiejwizji życia [...] albowiem podczas gdy ta planeta krążyła zgodnie z niezmiennym prawem grawitacji, z tak prostych początków rozwinęły sięnieskończone formy, najpiękniejsze i najcudowniejsze, i dalej sięrozwijają.

Karol Darwin, O powstawaniu gatunków, 1859

Całe życie zastanawiałem się nad możliwościami istnienia życia gdzieindziej. Jakie by ono było? Na czym mogłoby być oparte? Wszystkieorganizmy na naszej planecie zbudowane są z cząsteczek związkóworganicznych - złożonych mikroskopijnych struktur, w których zasadnicząrolę odgrywają atomy węgla. Kiedyś, nim powstało życie, Ziemia byłajałowa i całkowicie bezludna. Teraz nasz świat wprost tryska życiem. Jakdo tego doszło? Jak, pod nieobecność życia, powstały bazujące na węglucząsteczki związków organicznych? Jak powstały pierwsze organiczne formyżycia? W jaki sposób rozwinęły się tak wyrafinowane i złożone istoty jakmy, zdolne do zgłębiania tajemnic swego własnego pochodzenia?

Czy na niezliczonych planetach, które krążą wokół innych słońc, równieżjest życie? Czy pozaziemskie formy życia, jeśli istnieją, bazują nacząsteczkach tych samych związków organicznych co życie na Ziemi? Czyteż są one zdumiewająco odmienne - inaczej przystosowane do innegośrodowiska? Co jeszcze jest możliwe ? Natura życia na Ziemi i poszukiwanie życia gdzie indziej to dwa aspekty tego samego problemu,jakim jest chęć znalezienia odpowiedzi na pytanie, kim jesteśmy.

W wielkiej międzygwiazdowej ciemności znajdują się chmury gazu, pyłu i materii organicznej. Za pomocą radioteleskopów odkryto w niej dziesiątkiróżnego rodzaju molekuł organicznych. Obfitość tych cząsteczek sugeruje,że surowiec do powstania życia jest wszędzie. Być może powstanie życiajest kosmiczną nieuchronnością. Na części z miliardów planet naszejGalaktyki życie może nigdy nie powstać. Na innych może powstać i zginąćlub też nigdy się nie rozwinąć ponad najprostsze formy. A na znikomejliczbie planet mogą się pojawić inteligentne formy życia przewyższającenas stopniem rozwoju.

Raz po raz ktoś wychwala szczęśliwy zbieg okoliczności, jakim jest fakt,że na Ziemi panują tak doskonałe warunki do życia - umiarkowanetemperatury, woda, tlen w atmosferze i tak dalej. Ale osoby te,przynajmniej niektóre, mylą chyba przyczyny ze skutkami. My, mieszkańcyZiemi, jesteśmy tak wyjątkowo dobrze przystosowani do ziemskiegośrodowiska, ponieważ w nim wyrośliśmy. Te z wcześniejszych form życia,które nie były dobrze przystosowane, wyginęły. Jesteśmy potomkamiorganizmów, które dobrze się zaadaptowały. Organizmy, które rozwinęłybysię na innych planetach, zapewne wychwalałyby warunki tam panujące.

Wszystkie formy życia na Ziemi są ze sobą ściśle spokrewnione.Funkcjonujemy na bazie tych samych procesów chemii organicznej i mamywspólną spuściznę ewolucyjną. W efekcie obszar badań naszych biologówjest znacznie zawężony. Badają oni tylko pojedynczą gałąź biologii,jeden samotny temat z muzyki życia. Czyżby ten nikły pisk był jedynymgłosem w ciągu tysięcy lat świetlnych? A może jest on częścią kosmicznejfugi, z tematami i kontrapunktami, dysonansami i harmoniami, miliardemróżnych głosów rozbrzmiewających w muzyce życia Galaktyki?

Pozwólcie, że opowiem wam o jednej maleńkiej frazie z muzyki życia naZiemi. W roku 1185 cesarzem Japonii był siedmioletni chłopiec o imieniuAntoku. Był on tytularnym przywódcą rodu samurajów Heike, uwikłanego w długą i krwawą wojnę z innym rodem samurajów, Genji1. Oba rodyrościły sobie prawo do dziedziczenia cesarskiego tronu. 24 kwietnia 1185roku doszło do decydującej bitwy w cieśninie Dannoura. Na pokładziejednego ze statków znajdował się siedmioletni cesarz. Wrogowie roduHeike byli liczniejsi, a poza tym stosowali lepszą taktykę. Wielusamurajów z rodu Heike zginęło, a ci, którzy przeżyli, w większościrzucili się do morza i utonęli. Czcigodna Nii, babka cesarza,postanowiła, że ona i Antoku nie wpadną w ręce wrogów. O tym, cowydarzyło się potem, czytamy w Opowieści o rodzie Tairów:

Cesarz kończył w tym roku dopiero siedem lat, lecz powaga jego znacznieprzewyższała ten wiek. Wyglądał tak pięknie, że zdawał się rozsiewaćwokoło światło i promienie. Jego czarne, długie włosy spływały muwdzięcznie na plecy. Wyraźnie zaniepokojony zapytał:

- Dokąd to zamierzasz mnie zabrać?

Wtedy Nii zwracając ku młodocianemu władcy swe oblicze zalane łzamispływającymi szybko po policzkach [...] poczęła dodawać mu otuchy,rozczesując mu jednocześnie włosy [...] Cesarz tonąc we łzach, złożyłswe małe ręce i zwracając się najpierw na wschód, pożegnał się zeświątynią w Ise, a potem zwracając się na zachód, wypowiedział słowawezwania do Buddy. Wtedy Nii wzięła go mocniej w ramiona i ze słowami "I pod falami będziesz mieć swą stolicę" pogrążyła się w morskie fale, w głębinę sięgającą tysięcy chyba sążni2.

Cała flota wojenna Heike została zniszczona. Ocalały tylko czterdzieścitrzy kobiety. Te damy cesarskiego dworu zmuszone były sprzedawać sięrybakom mieszkającym w pobliżu miejsca bitwy. Ród Heike niemal zupełniestracił na znaczeniu, ale grupa spospolitowanych dam dworu i ichpotomstwo, żyjące z rybackim ludem, ustanowili święto dla upamiętnieniabitwy. Po dziś dzień jest ono obchodzone 24 kwietnia. Rybacy, potomkowieklanu Heike, przywdziewają czarne nakrycia głowy i udają się w procesjido świątyni Akama, w której znajduje się mauzoleum utopionego cesarza.Tam oglądają przedstawienie mówiące o wydarzeniach, które nastąpiły pobitwie w cieśninie Dannoura. Przez wiele stuleci po owej bitwie ludziomwydawało się, że widują upiorne armie samurajów daremnie usiłującychwykupić się morzu, oczyścić się z krwi, klęski i poniżenia.

Rybacy powiadają, że samurajowie Heike nadal tułają się po dnie MorzaJapońskiego - pod postacią krabów. Spotyka się tam bowiem kraby z osobliwymi znakami na pancerzach, wzorami i wgłębieniami, któreniepokojąco przypominają twarz samuraja. Takie kraby po schwytaniu nietrafiają do kuchni, ale zostają wrzucone ponownie do morza, przez pamięćo smutnych wydarzeniach w cieśninie Dannoura.

Z legendą tą wiąże się bardzo frapujący problem. Jakim sposobem doszłodo wyrycia na pancerzu krabów twarzy wojowników? Mogłoby się wydawać, żeto dzieło ludzi. Wzory na pancerzach krabów są dziedziczne, lecz u krabów, tak jak u ludzi, jest wiele różnych linii dziedziczenia.Załóżmy, że przypadkowo pomiędzy dalekimi przodkami tego kraba pojawiłsię taki, którego wzór przypominał, choćby w niewielkim stopniu, ludzkątwarz. Nawet przed bitwą w cieśninie Dannoura rybacy mogli nie chciećzjadać podobnych krabów. Wrzucali je więc z powrotem do morza,uruchamiając tym samym proces ewolucji: jeśli jesteś krabem, a twójpancerz ma zwyczajny wzór, ludzie cię zjedzą i w twojej linii zostanieniewielu potomków; jeśli wzór na twoim pancerzu przypomina choć trochętwarz, zostaniesz wrzucony z powrotem do wody, pozostawisz więcejpotomków. Kształt wzoru na pancerzu był więc dla krabów inwestycją o wymiernych korzyściach. Mijały pokolenia krabów i rybaków. Największeszanse przeżycia miały kraby z wzorami, które przypominały twarzsamuraja; tak więc przetrwały kraby z wizerunkami nie tylko ludzkiejtwarzy, nie tylko japońskiej twarzy, ale zawziętego i gniewnego obliczasamuraja. Wszystko to nie ma nic wspólnego z tym, czego chcą same kraby.Dobór został narzucony z zewnątrz. Im bardziej przypominasz samuraja,tym większe masz szanse przeżycia. Ostatecznie doszło do tego, że jestbardzo wiele krabów-samurajów.

Taki proces nazywamy sztucznym doborem. W przypadku krabów Heike zostałon bardziej lub mniej świadomie wprowadzony w życie przez rybaków, z pewnością jednak bez żadnych poważnych "przemyśleń" ze strony krabów.Przez tysiąclecia ludzie dokonywali świadomego wyboru, które rośliny i zwierzęta powinny żyć, a które wyginąć. Od dzieciństwa otaczają naszwierzęta domowe i hodowlane, owoce, drzewa i warzywa. Skąd się onewzięły? Czy kiedyś żyły na wolności, a potem dały się nakłonić do mniejuciążliwego życia w gospodarstwie? Nie, prawda wygląda zgoła inaczej.Większość z nich została stworzona przez nas. 10 000 lat temu nie byłomlecznych krów, psów myśliwskich czy ogromnych kolb kukurydzy. Z chwiląudomowienia przodków tych roślin i zwierząt - czasami znacznieróżniących się wyglądem od swych potomków - zaczęliśmy kontrolować ichrozmnażanie. Preferowaliśmy reprodukcję pewnych odmian, o właściwościachuważanych przez nas za pożądane. Gdy chcieliśmy mieć psa, którypomagałby nam przy owcach, to wybieraliśmy szczeniaki inteligentne,posłuszne i mające wrodzony talent do zaganiania stada, który jestbardzo przydatny zwierzętom polującym gromadnie. Ogromne wymionamlecznych krów są wynikiem naszego zainteresowania mlekiem i serem.Kukurydza, od 10 000 pokoleń hodowana na smaczniejszą i bardziej pożywnąod swych rachitycznych przodków, zmieniła się tak bardzo, że już nawetnie rozmnaża się bez ludzkiej pomocy.

Istotą sztucznego doboru - w przypadku krabów Heike, psa, krowy czykukurydzy - jest następujący fakt. Wiele fizycznych i behawioralnychcech roślin i zwierząt jest dziedzicznych. Przechodzą z pokolenia napokolenie. Ludzie z określonych powodów wspierali reprodukcję pewnychodmian i byli przeciwni rozmnażaniu innych. Odmiany selekcjonowano podwzględem preferowanego rozmnażania i ostatecznie zaczynały onedominować; natomiast odmiany poddane selekcji negatywnej stawały sięcoraz rzadsze i w końcu wyginęły.

Skoro ludzie potrafią stworzyć nowe odmiany roślin i zwierząt, to czyżnatura również nie musi czynić tego samego? Taki proces nazywamy doboremnaturalnym. To, że w ciągu tysiącleci formy życia przeszły fundamentalnąprzemianę, nie budzi chyba wątpliwości, zważywszy na zmiany, jakiewprowadziliśmy w zwierzętach i roślinach w czasie krótkiego panowanialudzi na Ziemi, czego dowody znajdujemy w licznych skamieniałościach.Zapis kopalny opowiada o stworzeniach, które kiedyś występowały, a terazcałkowicie wyginęły3. W historii Ziemi o wiele więcej stworzeńwyginęło, niż dziś istnieje; to zakończone eksperymenty ewolucji.

Zmiany genetyczne wywołane udomowieniem dają się zaobserwować bardzoszybko. Królik został udomowiony dopiero we wczesnym średniowieczu (byłhodowany przez francuskich mnichów przekonanych, że nowo narodzonekróliczki są rybami i dlatego nie podlegają zakazowi spożywania mięsa w pewne dni ustalone przez Kościół), kawa w XV wieku, buraki cukrowe w XIXwieku, a norki nadal znajdują się we wczesnym stadium udomowienia. Mniejniż 10 000 lat udomowienia wystarczyło, by ilość wełny otrzymywanej z jednej owcy zwiększyła się dziesięciokrotnie, a ilość mleka dawana przezkrowy prawie tysiąckrotnie. Skoro sztuczna selekcja potrafi dokonać takzasadniczych zmian w krótkim czasie, to co potrafiłaby zdziałać trwającamiliardy lat selekcja naturalna? Odpowiedzią jest piękno i różnorodnośćbiologiczna świata. Ewolucja jest faktem, nie teorią.

Odkrycie, że mechanizmem ewolucji jest dobór naturalny, związane jest z nazwiskami Karola Darwina i Alfreda Russela Wallace'a. Z naciskiempodkreślali fakt, że natura jest płodna, że o wiele więcej roślin i zwierząt rodzi się, niż może przetrwać i dlatego środowisko dokonujeselekcji tych odmian, które, przez przypadek, są lepiej przystosowane doprzeżycia. Mutacje - nagłe zmiany cech dziedzicznych - utrwalają się w następnych pokoleniach. Dostarczają surowego materiału dla ewolucji.Środowisko wybiera tylko te mutacje, które umożliwiają przetrwanie, i w rezultacie mamy do czynienia z seriami powolnych transformacji jednejformy życia w inną, czyli powstawaniem nowego gatunku4.

W swej pracy O powstawaniu gatunków Darwin napisał:

W istocie to nie człowiek powoduje zmienności; on jedynie mimowolniewystawia organizmy na nowe warunki życia, a potem Natura wkracza doakcji i powoduje powstawanie zmienności. Ale człowiek może i dokonujedoboru odmian ofiarowanych mu przez Naturę i tym samym prowadzi donagromadzania ich w pożądany sposób. Tym sposobem dostosowuje zwierzętai rośliny do własnych potrzeb i przyjemności. Może to robić metodycznielub nieświadomie, zachowując osobniki najbardziej mu użyteczne w danymczasie, nie myśląc nawet o zmianie przekazywanych z pokolenia napokolenie cech [...] Nie ma żadnego oczywistego powodu, żeby prawa,które tak skutecznie działały przy udomowieniu, nie mogłyby działać w Naturze [...] Na świat przychodzi więcej osobników, niż może przetrwać[...] Najmniejsza przewaga jednego organizmu, w dowolnym wieku czy w dowolnej porze roku, nad tymi, z którymi współzawodniczy w przetrwaniu,lub lepsze przystosowanie choćby w najmniejszym stopniu do fizycznychwarunków otoczenia zachwiałoby tą równowagą.

T.H. Huxley, najbardziej skuteczny dziewiętnastowieczny obrońca i popularyzator ewolucji, napisał, że publikacje Darwina i Wallace'a były"błyskiem światła, które zagubionemu w ciemnościach nocy człowiekowinagle ukazały drogę, która, bez względu na to, czy zawiedzie go prostodo domu, czy nie, z pewnością prowadzi w jego stronę [...] Gdy po razpierwszy udało mi się w pełni pojąć ideę przewodnią dzieła O powstawaniu gatunków, stwierdziłem: Jak głupio, że o tym niepomyślałem! Przypuszczam, że towarzysze Kolumba powiedzieli coś bardzopodobnego [...] Fakty przemawiające za zmiennością, za walką o byt, zaadaptacją do warunków otoczenia, były wystarczająco dobrze znane; alenikt z nas nie przypuszczał, że wiedzie przez nie droga do sednaproblemu gatunków, dopóki Darwin i Wallace nie rozproszyli ciemności".

Wielu ludzi było zgorszonych - niektórzy nadal są - obiema ideami,ewolucją i doborem naturalnym. Nasi przodkowie, spoglądając na elegancjężycia na Ziemi, na to, jak dobrze struktura organizmów dobrana jest doich funkcji, widzieli w tym dowody na istnienie Wielkiego Projektanta.Najprostszy organizm jednokomórkowy jest o wiele bardziej złożony odnajlepszego zegarka kieszonkowego. Jednak zegarki kieszonkowe nieskładają się same ani nie powstają drogą powolnej ewolucji z, powiedzmy,zegarków dziadka. Zegarek pociąga za sobą konieczność istnieniazegarmistrza. Wydaje się, że nie ma sposobu, aby atomy i molekuły mogłyspontanicznie połączyć się w organizmy o tak zdumiewającej złożoności i misternym działaniu, jak te zdobiące każdy zakątek Ziemi. Pogląd, żekażde z tych żywych stworzeń zostało specjalnie zaprojektowane, że jedengatunek nie staje się innym, był całkowicie zgodny z tym, co nasiprzodkowie, przy swej ograniczonej wiedzy historycznej, wiedzieli o życiu. Idea, że każdy organizm został ze skrupulatną drobiazgowościązbudowany przez Wielkiego Projektanta, wprowadzała porządek w naturze i dawała istotom ludzkim poczucie sensu istnienia, którego nadalpragniemy. Istnienie Wielkiego Projektanta jest naturalnym, pociągającymi zarazem ludzkim wyjaśnieniem biologicznego świata. Ale, jak Darwin i Wallace wykazali, jest jeszcze inny sposób, równie pociągający, równieludzki i o wiele bardziej przekonujący: dobór naturalny, który, wraz z upływem kolejnych eonów, czyni muzykę życia coraz piękniejszą.

Istnienie skamielin nie musi kłócić się z ideą Wielkiego Projektanta;być może niektóre gatunki zostały zniszczone, gdy przestały Gosatysfakcjonować, i wtedy rozpoczął doświadczenia nad ulepszonymiwzorami. Ale taki pogląd budzi pewien niepokój. Każda roślina i zwierzęjest znakomitym tworem. Czyż niebywale znający się na rzeczy WielkiProjektant nie potrafiłby stworzyć zamierzonego gatunku od razu? Zapiskopalny pozwala wysunąć wniosek o próbach i błędach, o niemożnościprzewidzenia przyszłości - cechach niezbyt właściwych dla kompetentnegoWielkiego Projektanta (choć dla projektanta o słabszym i bardziejpokrętnym charakterze chyba tak).

Po ukończeniu college'u, we wczesnych latach pięćdziesiątych, miałemszczęście pracować w laboratorium H.J. Mullera, wielkiego genetyka,człowieka, który odkrył, że promieniowanie prowadzi do mutacji. Mullerpierwszy zwrócił moją uwagę na kraby Heike jako przykład sztucznegodoboru. Zgłębiając tajniki genetyki, spędziłem wiele miesięcy na badaniumuszki owocowej, Drosophila melanogaster - drobnego stworzonka z dwomaskrzydełkami i wielkimi oczami. Trzymaliśmy je w butelkach po mleku.Krzyżowaliśmy dwie odmiany, aby zobaczyć, jakie nowe formy powstaną naskutek zmieszania genów rodzicielskich drogą naturalnych i wymuszonychmutacji. Samice składały jaja na czymś w rodzaju melasy, którąpracownicy techniczni umieszczali w butelkach; butelki zamykano, a myczekaliśmy dwa tygodnie, aby z zapłodnionych jaj wylęgły się larwy, abylarwy zmieniły się w poczwarki, z których w końcu wyłonią się nowedorosłe osobniki muszki owocowej.

Pewnego dnia oglądałem pod mikroskopem kolejną partię dorosłych muszekuśpionych odrobiną eteru i ostrożnie rozdzielałem pędzelkiem z wielbłądziego włosia różne odmiany. Ku memu zdumieniu natrafiłem na cośbardzo dziwnego, nie na jakąś drobną odmianę typu "czerwone oczy zamiastbiałych" lub "szczecinka na karku". To było coś zupełnie innego:stworzenie o bardziej wydatnych skrzydłach i długich pierzastychczułkach. Los sprawił, pomyślałem, że przykład zasadniczych zmianewolucyjnych w obrębie jednego pokolenia, co według Mullera nigdy niemogło się wydarzyć, właśnie zaistniał w jego własnym laboratorium. Moimniewdzięcznym zadaniem było powiadomienie go o tym.

Z ciężkim sercem zapukałem do drzwi jego gabinetu.

- Proszę - rozległ się stłumiony głos.

Wszedłem. W pokoju panował mrok - mała lampka oświetlała podstawęmikroskopu, przy którym pracował Muller.

- Znalazłem bardzo odmienny rodzaj muszki - zacząłem nieśmiało. - Jestempewny, że wyłoniła się z jednej z poczwarek na melasie. Nie chciałbymprzeszkadzać, ale...

- Czy ona przypomina bardziej Lepidoptera czy Diptera? - zapytałMuller, unosząc nieco oświetloną od dołu twarz. Nie bardzo wiedziałem, o co mu chodziło, więc musiał wyjaśnić: - Czy ma duże skrzydła? Czy mapierzaste antenki?

Przytaknąłem ponuro, kiwając głową.

Muller włączył górne światło i uśmiechnął się dobrotliwie. Był to rodzajćmy, który przystosował się do życia w laboratoriach genetycznych, w których prowadzi się badania nad drozofilą. W niczym nie przypominałamuszki owocowej i nie miała z nią nic wspólnego. Interesowała jąwyłącznie melasa muszki owocowej. W ciągu krótkiego czasu, jakiegotechnicy potrzebowali na otworzenie i zamknięcie butelki - na przykład w celu dodania muszek owocowych - ćma-matka wykonywała nurkowy lot,spuszczając po drodze swe jajka na smaczną melasę. Nie odkryłem więcmakromutacji. Natknąłem się jedynie na kolejny piękny przykładprzystosowania występującego w naturze, produkt mikromutacji i doborunaturalnego.

Tajemnicami ewolucji są śmierć i czas - śmierć ogromnej liczby formżycia, które niedoskonale przystosowały się do środowiska, i czaspotrzebny na długie panowanie małych mutacji, które przez przypadekprowadziły do lepszej adaptacji, czas potrzebny na powolne kumulowaniewzorców preferowanych mutacji. Nasza niepewność co do teorii Darwina i Wallace'a spowodowana jest częściowo trudnościami, jakie mamy z wyobrażeniem sobie przemijania tysięcy, a tym bardziej milionów lat. Boczymże jest 70 milionów lat dla istoty, która żyje tylko jedną milionowątego czasu? Jesteśmy niczym motyle, które przez dzień trzepocząskrzydłami i myślą, że to wieczność.

To, co wydarzyło się tutaj, na Ziemi, jest być może w dużej mierzetypowe dla ewolucji życia na wielu innych planetach; jednakże podwzględem takich szczegółów jak procesy chemiczne, związane z powstawaniem białek, czy zasady funkcjonowania mózgu historia życia naZiemi może być wyjątkowa na skalę całej Drogi Mlecznej. Ziemia powstaław wyniku kondensacji międzygwiezdnego gazu i pyłu około 4,6 miliarda lattemu. Z zapisu kopalnego wiemy, że życie powstało wkrótce potem, byćmoże około 4 miliardów lat temu, w stawach i oceanach pierwotnej Ziemi.Pierwsze żywe organizmy swym stopniem złożoności nie przewyższałyorganizmów jednokomórkowych (i tak już bardzo wyrafinowanych formżycia). Początki były o wiele skromniejsze. W tych pierwszych dniachbłyskawice i ultrafioletowe promieniowanie Słońca rozbijały proste,bogate w wodór cząsteczki prymitywnej atmosfery, a ich fragmentyspontanicznie łączyły się w coraz bardziej złożone molekuły. Produktytych wczesnych reakcji chemicznych rozpuszczały się w oceanach, tworząccoś w rodzaju organicznego bulionu z cząsteczek o stopniowo wzrastającejzłożoności, aż któregoś dnia, pewnie przez przypadek, powstała molekułazdolna tworzyć swoje kopie, wykorzystując w tym celu inne molekułyobecne w bulionie. (Wrócimy jeszcze do tego zagadnienia później).

To był najwcześniejszy przodek kwasu dezoksyrybonukleinowego, DNA,cząsteczki warunkującej życie na Ziemi. Ma ona kształt podobny dodrabiny skręconej w podwójną spiralę, o szczeblach w różnych częściachcząsteczki, które odpowiadają czterem literom kodu genetycznego. Teszczeble, zwane nukleotydami, są zapisem dziedzicznej instrukcjizbudowania danego organizmu. Każdej formie życia na Ziemi odpowiada innyzestaw instrukcji, zapisany zasadniczo w tym samym języku. Przyczynaróżnic pomiędzy organizmami tkwi w różnicach w zapisie owych instrukcji.Mutacja jest zmianą w sekwencji nukleotydów skopiowaną w następnympokoleniu, przenoszoną drogą dziedziczenia. Ponieważ mutacje sąprzypadkowymi zmianami w kolejności nukleotydów, większość z nich jestszkodliwa lub wręcz śmiertelna i prowadzi do powstania źle działającychenzymów. Długo trzeba czekać, nim mutacja usprawni funkcjonowanieorganizmu. Ale choć zdarzenie to jest tak mało prawdopodobne, to właśniedrobna, korzystna mutacja, dotycząca nukleotydu o średnicydziesięciomilionowej części centymetra, jest przyczyną ewolucji.

4 miliardy lat temu Ziemia była molekularnym rajem. Nie było w nimjeszcze drapieżników. Niektóre molekuły reprodukowały się nieudolnie,konkurując w pozyskaniu cegiełek do budowy i pozostawiając po sobiemarne kopie. Jednak nawet na tym cząsteczkowym poziomie reprodukcji,mutacji i selektywnej eliminacji najmniej efektywnych wariantów ewolucjabyła już na dobrze zaawansowanym etapie. W miarę upływu czasureprodukcja odbywała się coraz sprawniej. Cząsteczki o wyspecjalizowanych funkcjach połączyły się, tworząc rodzaj molekularnegozespołu - pierwszą komórkę. Komórki współczesnych roślin zawierająmaleńkie fabryczki, zwane chloroplastami, które są odpowiedzialne zafotosyntezę - zamianę światła słonecznego, wody i dwutlenku węgla nawęglowodany i tlen. Komórki kropli krwi zawierają inny rodzajmolekularnej fabryczki - mitochondria, które łączą pożywienie z tlenemdla wydobycia użytecznej energii. Dziś takie fabryczki istnieją w komórkach roślinnych i zwierzęcych, ale kiedyś mogły być swobodnieżyjącymi komórkami.

Około 3 miliardów lat temu liczne organizmy jednokomórkowe zaczęły sięrozrastać, być może dlatego, że mutacja przeszkodziła oddzieleniu siępojedynczej komórki po podziale. Powstał pierwszy wielokomórkowyorganizm. Każda komórka naszego ciała jest rodzajem wspólnoty, którejczłonkowie, niegdyś żyjący swobodnie, związali się z sobą dla wspólnegodobra. Organizm człowieka jest zbudowany ze 100 bilionów komórek. W tymsensie każdy z nas jest mnogością.

Wydaje się, że płeć wynaleziono około 2 miliardów lat temu. Przedtemnowe warianty organizmów mogły powstać jedynie z akumulacjiprzypadkowych mutacji - selekcji zmian, litera po literze, w genetycznejinstrukcji. Ewolucja musiała więc być boleśnie powolna. Po wynalezieniupłci dwa organizmy mogły wymieniać całe paragrafy i strony z książkiswego kodu DNA, produkując nowe warianty gotowe do przejścia przez sitoselekcji. Dobór organizmów następuje pod względem ich płciowegozaangażowania - te, które nie wykazują zainteresowania tymi sprawami,szybko giną. Ta prawidłowość występuje nie tylko u mikrobów sprzed 2miliardów lat. My, ludzie, również z wielkim oddaniem zajmujemy sięwymianą segmentów DNA.

Około miliarda lat temu rośliny, pracując wspólnie, doprowadziły dooszałamiających zmian w środowisku Ziemi. Zielone rośliny wyprodukowałytlen molekularny. Odkąd oceany zapełniły się zieloną roślinnością, tlenstał się głównym składnikiem ziemskiej atmosfery (dotychczas najwięcejbyło w niej wodoru), zmieniając nieodwracalnie jej pierwotny skład i kładąc kres epoce w historii Ziemi, w której materia życia powstawaładzięki procesom niebiologicznym. Tlen jednakże sprawiał również, żecząsteczki organiczne się rozpadały. Nie ulega wątpliwości, że jest ontrujący dla pozbawionej ochrony materii organicznej. Pojawienie sięatmosfery zawierającej tlen spowodowało poważny kryzys w historii życiai bardzo wiele organizmów niepotrafiących poradzić sobie z obecnościątlenu zginęło. Kilku prymitywnym formom, takim jak na przykład bakteriejadu kiełbasianego (botulizm), udało się przetrwać do dzisiaj w środowiskach wolnych od tlenu. Azot, obecny również w ziemskiejatmosferze, jest znacznie mniej chemicznie aktywny i dlatego jest o wiele łagodniejszy od tlenu. Znalazł się w atmosferze dzięki procesombiologicznym: 99% ziemskiej atmosfery jest pochodzenia biologicznego.Błękitne niebo nad naszymi głowami jest tworem życia.

Przez większą część 4 miliardów lat, jakie upłynęły od czasu powstaniażycia, dominującymi organizmami były mikroskopijne niebieskozieloneglony, które pokrywały i wypełniały oceany. Potem, około 600 milionówlat temu, monopolistyczna pozycja glonów uległa załamaniu i doszło doogromnej proliferacji nowych form życia; nastąpiło wydarzenie zwanewybuchem kambryjskim. Życie rozwinęło się niemal natychmiast popowstaniu Ziemi, co może sugerować, że jest nieuniknionym procesemchemicznym na tego typu planetach. Przez 3 miliardy lat życie nie wyszłopoza fazę glonów, co z kolei może świadczyć o tym, że rozwinięcie dużychform życia z wyspecjalizowanymi organami jest skomplikowanym procesem,bardziej nawet niż powstanie samego życia. Być może istnieje wieleinnych planet, na których obficie występują mikroby, ale brakuje dużychzwierząt czy roślin zielonych.

Wkrótce po wybuchu kambryjskim oceany zaroiły się od różnorodnych formżycia. Około 500 milionów lat temu występowały w nich ogromne stadatrylobitów, przepięknie zbudowanych zwierzątek niewiele większych odowadów; niektóre z nich polowały gromadnie na dnie oceanu. Ich oczyzaopatrzone były w kryształki do detekcji spolaryzowanego światła. Aledziś nie ma już żywych trylobitów; nie ma ich już od 200 milionów lat.Ziemia pełna była kiedyś roślin i zwierząt, po których dziś nie pozostałżaden ślad. I oczywiście wszystkie gatunki dziś istniejące na Ziemikiedyś nie istniały. W starych skałach nie ma śladu po zwierzętach nampodobnych. Gatunki pojawiały się, pozostawały na Ziemi krócej lubdłużej, a potem znikały.

Wydaje się, że przed wybuchem kambryjskim gatunki następowały po sobieraczej wolno. Po części może to wynikać z faktu, iż bogactwo naszychinformacji maleje tym szybciej, im dalej w przeszłość zaglądamy; wewczesnym okresie historii naszej planety tylko nieliczne organizmyzbudowane były z twardych części, a po miękkich niewiele pozostałoskamieniałości. Jednakże powolne pojawianie się zdecydowanie nowych formprzed wybuchem kambryjskim nie ulega wątpliwości; ewolucja struktury i procesów biochemicznych komórki nie znajdowała natychmiastowego odbiciaw wyglądzie zewnętrznym, uwidocznionym w zapisie kopalnym. Po wybuchukambryjskim nowe, wspaniałe formy adaptacji następowały jedna po drugiejz zadziwiającą szybkością. Pojawiły się pierwsze ryby, a zaraz po nichpierwsze kręgowce; rośliny, których występowanie ograniczało siępierwotnie tylko do oceanów, zaczęły kolonizować ląd; powstały pierwszeowady, a ich potomkowie stali się pionierami w kolonizowaniu lądu przezzwierzęta; pojawieniu się owadów skrzydlatych towarzyszył rozwój płazów,stworzeń podobnych trochę do ryb płucodysznych, zdolnych do przetrwaniazarówno na lądzie, jak i w wodzie; pojawiły się pierwsze drzewa i pierwsze gady; rozwinęły się dinozaury; na świat przyszły pierwszessaki, a potem pierwsze ptaki; pojawiły się pierwsze rośliny kwiatowe;dinozaury wyginęły; wczesne formy waleni, przodków delfinów i wielorybów, rozwinęły się w tym samym okresie co naczelne - przodkowiemałp zwierzokształtnych, człekokształtnych i człowieka. Mniej niż 10milionów lat temu zaczęły się rozwijać pierwsze stworzeniaprzypominające istoty ludzkie, czemu towarzyszyło spektakularnezwiększenie rozmiarów ich mózgu. A potem, tylko kilka milionów lat temu,pojawił się pierwszy człowiek.

Nasi przodkowie żyli w lasach; nic więc dziwnego, że "ciągnie nas dolasu". Jakże piękne jest drzewo pnące się ku niebu. Jego liściepochłaniają światło słoneczne niezbędne do fotosyntezy, więc drzewawspółzawodniczą w zacienianiu swoich sąsiadów. Gdyby przyjrzeć sięuważniej, można by zobaczyć, jak dwa drzewa przepychają się i wysuwająjedno przed drugie. Drzewa to ogromne i piękne maszynerie zasilaneświatłem słonecznym, czerpiące wodę z gruntu, a dwutlenek węgla z powietrza, i przetwarzające te surowce na swoje i nasze potrzeby.Rośliny wykorzystują wytwarzane przez siebie węglowodany jako źródłoenergii dla swojego rozwoju, a my - zwierzęta, które w ostatecznymrozrachunku pasożytują na roślinach - podkradamy te węglowodany, któresą niezbędne dla naszego rozwoju. Zjadając rośliny, doprowadzamy dopołączenia węglowodanów z tlenem rozpuszczonym we krwi, z powodu naszejskłonności do oddychania powietrzem, i w ten sposób czerpiemy energię,która pozwala nam funkcjonować. W następnym etapie tego procesuwydychamy dwutlenek węgla, który rośliny potem przetwarzają, produkującwięcej węglowodanów. Cóż za wspaniała współpraca roślin i zwierząt -jedne wdychają to, co wydychają drugie - proces, któremu energiidostarcza gwiazda odległa o 150 milionów kilometrów.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki