Czas i przestrzeĂą - wykraczajÂąc poza teoriĂŞ Einsteina

[MichaÂł-AnioÂł]

Skalowanie WszechÂświata od wymiaru Plancka czy strun do  caÂłego znanego wszechÂświata , niesamowite,jest to podró¿ przez Punkt odniesienia naszej percepcji poza to co jesteÂśmy w stanie dostrzec naszymi zmysÂłami,prosta forma lecz peÂłen przekaz ,  jak by daÂło rade to wrzuciĂŚ na forum 

http://uploads.ungrounded.net/525000/525347_scale_of_universe_ng.swf

Trzeba chwile poczekaĂŚ aÂż sie zaÂładuje

[Leszek]

Wrzuca siĂŞ tak samo jak filmiki. Kopiujesz tylko link z przeglÂądarki, tzn.
http://uploads.ungrounded.net/525000/525347_scale_of_universe_ng.swf
i dajesz w "nawiasy" flasha.
Pozdrawiam!

<a href="http://uploads.ungrounded.net/525000/525347_scale_of_universe_ng.swf" target="_blank">http://uploads.ungrounded.net/525000/525347_scale_of_universe_ng.swf</a>

[MichaÂł-AnioÂł]

Poniewa¿ czas i przestrzeù nie s¹ bezpoœrednio dostêpne naszym zmys³om zmuszeni jesteœmy poznawaÌ je poœrednio poprzez zjawiska rozgrywaj¹ce siê w nich. Takiego uzasadnienia, w³aœciwego dla substancjalisty, uznaj¹cego niezale¿ne od œwiata materialnego istnienie czasu i przestrzeni, nie potrzebuj¹ relacjoniœci i zwolennicy atrybutywizmu neguj¹cy substancjalnoœÌ czasu i przestrzeni i sprowadzaj¹cy je do relacji pomiêdzy zdarzeniami­­­­[1] (w pierwszym przypadku) lub te¿ do w³asnoœci lokalizacji czasoprzestrzennej zdarzeù (w drugim). Dla nich koniecznoœÌ odwo³ania siê do zjawisk fizycznych w celu badania w³asnoœci czasoprzestrzennych naszego œwiata jest naturaln¹ konsekwencj¹ przyjêtych za³o¿eù ontologicznych.

Jednym z ciekawszych zjawisk, mogÂących dostarczyĂŚ nam informacji na temat wÂłasnoÂści czasu i przestrzeni, jest zjawisko ruchu. Poszukiwanie wÂłaÂściwej teorii opisujÂącej ruch pomaga nam w zrozumieniu, jakÂą naturĂŞ posiadajÂą czas i przestrzeĂą, jakie sÂą relacje pomiĂŞdzy nimi i w jakie struktury sÂą wyposaÂżone. W pracy niniejszej chciaÂłbym przeanalizowaĂŚ to zagadnienie najpierw w ramach fizyki nierelatywistycznej, potem w fizyce relatywistycznej. Na zakoĂączenie zaÂś chciaÂłbym omĂłwiĂŚ wnioski, jakie wynikajÂą z analizy zjawiska ruchu, dla problemu ontologicznego statusu czasu i przestrzeni.

Problemem, który nie bêdzie rozpatrywany w niniejszym artykule, jest problem odwracalnoœci w czasie zjawisk fizycznych. Wszystkie znane teorie ruchu s¹ odwracalne w czasie, ale problem odwracalnoœci w czasie zjawisk fizycznych nie mo¿e byÌ dyskutowany wy³¹cznie w oparciu o analizê zjawiska ruchu.

Je¿eli chcemy opisywaÌ ruch, musimy zdecydowaÌ siê na pewne zasadnicze wybory. Musimy mianowicie zdecydowaÌ siê na to, wzglêdem czego chcemy opisywaÌ ruch oraz jakie cechy chcielibyœmy mu przypisaÌ. Ostatni ze wspomnianych wyborów dotyczy symetrii czasoprzestrzennych zamierzonej teorii ruchu, pierwszy zaœ tego, czy chcemy opisywaÌ ruch relacyjnie, odnosz¹c ruchy cia³ do siebie, czy te¿ absolutnie, odnosz¹c ruch do czasu i przestrzeni (ew. czasoprzestrzeni). Ka¿dy z tych wyborów zak³ada pewne w³asnoœci czasu i przestrzeni, zaœ adekwatnoœÌ uzyskanej teorii ruchu (przez adekwatnoœÌ teorii rozumiem tutaj zdolnoœÌ teorii do wyjaœniania i przewidywania zjawisk fizycznych) mówi nam o tym, czy przyjête za³o¿enia s¹ w³aœciwe, czy te¿ nie, dostarczaj¹c tym samym poszukiwanych informacji na temat czasu i przestrzeni.

Chcia³bym omówiÌ teraz dok³adniej alternatywne drogi, jakimi mo¿na postêpowaÌ, chc¹c stworzyÌ jak¹œ teoriê ruchu. Rozpocznê przy tym od prezentacji relacjonistycznej i absolutystycznej koncepcji ruchu. Stanowisko relacjonistyczne mo¿na precyzyjniej wyraziÌ w nastêpuj¹cy sposób:

                KaÂżdy ruch jest wzglĂŞdnym ruchem ciaÂł lub teÂż odbywa siĂŞ wzglĂŞdem pewnej

                 struktury, np. inercjalnej, ktĂłra to struktura jest jednoznacznie wyznaczona przez       

                 rozkÂład materii we WszechÂświecie.

Tezê powy¿sz¹ nale¿y rozumieÌ w ten sposób, ¿e, zdaniem relacjonisty, adekwatna teoria ruchu powinna zawieraÌ w swoich równaniach wy³¹cznie wielkoœci takie jak wzglêdne odleg³oœci cia³, wzglêdne prêdkoœci cia³ czy wzglêdne przyspieszenia cia³, lub te¿ powinna odwo³ywaÌ siê do pewnej struktury, np. tworzonej przez klasê uk³adów inercjalnych, jednoznacznie wyznaczonej przez rozk³ad materii we Wszechœwiecie.

            Relacjonistycznej koncepcji ruchu  (REL) odpowiadajÂą zatem dwie alternatywne strategie. Pierwsza z nich jest strategiÂą klasycznÂą, przedstawionÂą konsekwentnie dopiero w pismach Huygensa a nie, jak moÂżna by sÂądziĂŚ, Leibniza[2]. DrugÂą z moÂżliwych strategii rozwaÂżaÂł juÂż sam Newton we wczesnej pracy De Gravitatione, napisanej okoÂło roku 1668, ale odrzuciÂł jÂą jako niemoÂżliwÂą do przyjĂŞcia. Idea ta zostaÂła potem podjĂŞta przez Berkeleya (1752) i Macha (1883) a sprowadza siĂŞ ona do tego, aby wyjaÂśniaĂŚ istnienie bezwÂładnoÂściowych efektĂłw ruchu niejednostajnego przez odnoszenie ruchu do gwiazd staÂłych. Ze wzglĂŞdu na to, Âże strategia taka wcielaÂłaby w Âżycie zasadĂŞ Macha, zgodnie z ktĂłrÂą lokalne ukÂłady inercjalne zdeterminowane sÂą przez rozkÂład materii we WszechÂświecie, moÂżna by jÂą nazwaĂŚ strategiÂą machowskÂą. Dopiero OgĂłlna Teoria WzglĂŞdnoÂści (OTW) daÂła zwolennikom zasady Macha szansĂŞ na realizacjĂŞ tej strategii. Na ile nadzieje te byÂły uzasadnione sprĂłbujĂŞ pokazaĂŚ w dalszej czĂŞÂści pracy.

Zwolennik absolutystycznej koncepcji  ruchu, taki jak np. Newton, bĂŞdzie oczywiÂście negowaÂł  (REL)  twierdzÂąc,  Âże 
     
         KaÂżda adekwatna teoria ruchu musi zawieraĂŚ w swoich rĂłwnaniach co najmniej jednÂą

          spoÂśrĂłd absolutnych (odnoszÂących siĂŞ do czasoprzestrzeni, a nie do innych ciaÂł)

          wielkoÂści, takich jak poÂłoÂżenie, prĂŞdkoœÌ czy przyspieszenie.

To, które z tych wielkoœci bêdzie chcia³ absolutysta wykorzystaÌ w swojej teorii ruchu, bêdzie zale¿a³o od w³asnoœci czasoprzestrzennych - mówi¹c jêzykiem fizyki symetrii czasoprzestrzennych - które zechce przypisywaÌ ruchowi. Poniewa¿ ¿¹danie, aby teoria ruchu by³a relacjonistyczna, narzuca równie¿ pewnego rodzaju symetrie na wielkoœci czasoprzestrzenne wystêpuj¹ce w takiej teorii, spór o naturê ruchu pomiêdzy relacjonizmem i absolutyzmem jest powi¹zany z drugim rozwa¿anym problemem dotycz¹cym tego, jakiego typu symetrie czasoprzestrzenne powinny obowi¹zywaÌ w teoriach ruchu.

W przypadku pierwszej nowoÂżytnej teorii ruchu, jakÂą byÂła teoria Galileusza, o
wyborze symetrii czasoprzestrzennych zdecydowaÂło waÂżne spostrzeÂżenie, jakiego dokonaÂł jej
twĂłrca:
Zamknijcie siê z jakimœ przyjacielem w mo¿liwie najobszerniejszym ze znajduj¹cych siê pod pok³adem pomieszczeù jakiegoœ wielkiego okrêtu, zabierzcie ze sob¹ muchy, motyle i inne podobne lataj¹ce stworzenia, weŸcie równie¿ spore naczynie z wod¹, w którym p³ywaj¹ rybki, i powieœcie pod pu³apem jakieœ wiaderko, z którego kropla po kropli spadaÌ bêdzie woda w w¹sk¹ gardziel innego naczynia, podstawionego u do³u. Gdy okrêt jeszcze stoi, przypatrujcie siê uwa¿nie, jak skrzydlate stworzenia z jedn¹ i t¹ sam¹ prêdkoœci¹ lataj¹ w ró¿ne strony kajuty. Rybki równie¿ bêd¹ p³ywa³y bez ¿adnej dostrzegalnej ró¿nicy we wszystkich kierunkach, a kapi¹ce krople spadaÌ bêd¹ wszystkie do podstawionego naczynia. (...) Niech nastêpnie okrêt porusza siê z dowoln¹ prêdkoœci¹: o ile tylko ruch ten bêdzie równomierny i nie bêdzie podlega³ ko³ysaniu tam i z powrotem, nie zobaczycie wówczas najmniejszej zmiany we wszystkich wy¿ej wspomnianych zjawiskach i nie zdo³acie na podstawie ¿adnego z nich wywnioskowaÌ, czy okrêt p³ynie, czy te¿ stoi nieruchomo.
SpostrzeÂżenie to doprowadziÂło do waÂżnej zasady fizycznej, zwanej zasadÂą wzglĂŞdnoÂści
Galileusza, a mĂłwiÂącej w swoim klasycznym sformuÂłowaniu, iÂż zjawiska mechaniczne, czy
teŜ prawa dynamiki, nie wyró¿niajÂą Âżadnego z ukÂładĂłw inercjalnych, poruszajÂących siĂŞ
wzglêdem siebie ze sta³¹ prêdkoœci¹. Zasada ta wraz z postulatem absolutnoœci czasu,
uznawanym za pewnik przed powstaniem teorii wzglĂŞdnoÂści, wiodÂła wprost do transformacji
Galileusza (GAL), czyli grupy symetrii czasoprzestrzeni, w ktĂłrej obowiÂązuje dynamika
newtonowska.
W ramach fizyki newtonowskiej nie ma Ŝadnej moÂżliwoÂści, aby zwiÂązaĂŚ strukturĂŞ
inercjalnÂą z rozkÂładem materii we WszechÂświecie, w zwiÂązku z czym musimy przypisywaĂŚ jÂą
czasoprzestrzeni. Zatem przyspieszenie pojawiajÂące siĂŞ w drugiej zasadzie dynamiki jest
przyspieszeniem absolutnym (odniesionym do czasoprzestrzeni) a dynamika newtonowska
stanowi absolutystycznÂą teoriĂŞ ruchu. Fakt ten najwyraÂźniej uszedÂł uwadze polemistĂłw
Newtona i niektĂłrych ich komentatorĂłw; Berkeley i Mach krytykujÂąc odnoszenie przez
Newtona ruchu do przestrzeni absolutnej nie zaproponowali rĂłwnoczeÂśnie Âżadnej teorii, ktĂłra
pozwalaÂłaby na zwiÂązanie struktury inercjalnej z rozkÂładem materii we WszechÂświecie.

Wspomniane symetrie informujÂą nas o waÂżnych wÂłasnoÂściach czasu i przestrzeni w
fizyce newtonowskiej. S¹ nimi jednorodnoœÌ czasu i przestrzeni (wyra¿aj¹ce siê
niezmienniczoÂściÂą obiektĂłw absolutnych mechaniki newtonowskiej wzglĂŞdem przesuniĂŞĂŚ w
czasie i przestrzeni), izotropowoœÌ przestrzeni (wyra¿aj¹ca siê niezmienniczoœci¹ tej
mechaniki wzglĂŞdem obrotĂłw przestrzeni) oraz symetria wzglĂŞdem odbiĂŚ przestrzennych.
Warto tu jeszcze dodaĂŚ, Âże na mocy twierdzenia Noether kaÂżdej symetrii - w szczegĂłlnoÂści
symetriom czasoprzestrzennym - odpowiada pewne prawo zachowania. I tak z symetrii
wzglĂŞdem przesuniĂŞĂŚ w czasie wynika prawo zachowania energii, z symetrii wzglĂŞdem
przesuniĂŞĂŚ w przestrzeni wynika prawo zachowania pĂŞdu, a symetria wzglĂŞdem obrotĂłw w
przestrzeni pociÂąga za sobÂą prawo zachowania momentu pĂŞdu.

Mechanika newtonowska jest zatem absolutystycznÂą teoriÂą ruchu przez to, Âże jej
rĂłwnania  odnoszÂą ruch do inercjalnej (lub afinicznej) struktury czasoprzestrzeni.
Sam jej twórca rozumia³ jednak t¹ absolutnoœÌ inaczej. Newton nie rozró¿nia³ absolutnoœci
ontologicznej (substancjalnoÂści) przestrzeni oraz absolutnoÂści w sensie istnienia absolutnego
(wyró¿nionego) uk³adu odniesienia i s¹dzi³, ¿e absolutnoœÌ ruchu sprowadza siê do istnienia
takiego absolutnego ukÂładu odniesienia:
Ruch absolutny jest przemieszczeniem z jednego absolutnego miejsca do innego; a ruch wzglêdny jest przemieszczeniem z jednego miejsca wzglêdnego do innego. Tak wiêc na ¿egluj¹cym statku [...] wzglêdny spoczynek jest trwaniem cia³a w tej samej czêœci statku lub jego wydr¹¿eniu. Natomiast rzeczywisty absolutny spoczynek jest trwaniem cia³a w tej samej czêœci nieruchomej przestrzeni, w której sam statek, jego wydr¹¿enie i wszystko, co zawiera, porusza siê. (Newton 1979, s. 7)
Jest rzeczÂą zaskakujÂącÂą, Ŝe Newton wierzyÂł w istnienie takiego ukÂładu oraz w to, Âże absolutny
ruch polega na zmianie absolutnego poÂłoÂżenia w tym ukÂładzie, chociaÂż jednoczeÂśnie zdawaÂł
sobie sprawĂŞ, Âże nie potrafi wskazaĂŚ takiego ukÂładu.


Fizyka relatywistyczna
TworzÂąc STW, Einstein przyj¹³ dwa podstawowe zaÂłoÂżenia. Po pierwsze, uznaÂł, Ŝe ÂświatÂło
ma tê sam¹ prêdkoœÌ we wszystkich inercjalnych uk³adach odniesienia. Po drugie zaœ za³o¿y³
obowiÂązywanie zasady wzglĂŞdnoÂści, zwanej obecnie szczegĂłlnÂą zasadÂą wzglĂŞdnoÂści, a
mĂłwiÂącej, iÂż prawa fizyki (w tym rĂłwnieÂż rĂłwnania elektrodynamiki) majÂą tĂŞ samÂą postaĂŚ we
wszystkich ukÂładach inercjalnych. OpierajÂąc siĂŞ na tych zaÂłoÂżeniach Einstein wykazaÂł, iÂż
newtonowskie pojĂŞcie rĂłwnoczesnoÂści absolutnej powinno zostaĂŚ zastÂąpione
rĂłwnoczesnoÂściÂą wzglĂŞdnÂą (tzn. zrelatywizowanÂą do ukÂładu odniesienia) oraz wyprowadziÂł
wzory na przekszta³cenia wi¹¿¹ce ze sob¹ czas i przestrzeù w ró¿nych uk³adach inercjalnych.
Wzory te okazaÂły siĂŞ byĂŚ identyczne ze wzorami znalezionymi przez Larmora i PoincarĂŠgo,
co oznaczaÂło, iÂż elektrodynamika maxwell-owska speÂłnia szczegĂłlnÂą zasadĂŞ wzglĂŞdnoÂści.
PrzeksztaÂłcenia znalezione przez Larmora, PoincarĂŠgo i Einsteina w swojej najogĂłlniejszej
postaci zwane sÂą przeksztaÂłceniami PoincarĂŠgo.
Elektrodynamika Maxwella byÂła pierwszÂą teoriÂą speÂłniajÂącÂą nowÂą szczegĂłlnÂą zasadĂŞ
wzglĂŞdnoÂści. Mechanika newtonowska speÂłniaÂła jÂą tylko w przybliÂżeniu, przy zaÂłoÂżeniu, Âże
prĂŞdkoÂści sÂą maÂłe w porĂłwnaniu z prĂŞdkoÂściÂą ÂświatÂła. Einstein juÂż w pierwszych swoich
pracach poÂświĂŞconych STW zaproponowaÂł jednak nowÂą mechanikĂŞ, niezmienniczÂą
wzglĂŞdem (POINC).
PrzeksztaÂłcenia (POINC) tworzÂą grupĂŞ i wprowadzajÂą do czasoprzestrzeni pewnÂą
czterowymiarowÂą geometriĂŞ, od nazwiska jej twĂłrcy zwanÂą geometriÂą Minkowskiego.
Minkowskiemu udaÂło siĂŞ poprzez wprowadzenie czterowymiarowego rachunku tensorowego
zaproponowaÌ taki formalizm, dziêki któremu sama postaÌ praw gwarantuje niezmienniczoœÌ
wzglĂŞdem (POINC). Rachunek ten jest odpowiednikiem trĂłjwymiarowego rachunku
wektorowego i tensorowego dla zwykÂłej przestrzeni.
Czasami uwaÂża siĂŞ, Âże to dopiero STW wprowadziÂła czterowymiarowÂą
czasoprzestrzeĂą. PojĂŞcie czterowymiarowej czasoprzestrzeni wprowadziĂŚ jednak moÂżna
rĂłwnieÂż do fizyki newtonowskiej tyle tyko, Âże hiperpowierzchnie jednoczesnoÂści (czyli
trĂłjwymiarowe momentalne przestrzenie, na ktĂłrych ulokowane sÂą zdarzenia jednoczesne
wzglĂŞdem siebie) sÂą wĂłwczas absolutne (niezaleÂżne od wyboru ukÂładu odniesienia) i
czterowymiarowy sposĂłb patrzenia na czasoprzestrzeĂą nie narzuca siĂŞ jako konieczny. W
przypadku czasoprzestrzeni Minkowskiego czasu i przestrzeni nie da siĂŞ w ten sposĂłb
oddzieliĂŚ. Musimy je odtÂąd uwaÂżaĂŚ za jeden obiekt - czterowymiarowÂą czasoprzestrzeĂą - i
zgodnie z zaleceniem Minkowskiego zrezygnowaĂŚ z poglÂądu, Âże czas i przestrzeĂą sÂą
niezaleÂżne od siebie.

STW nie podobaÂła siĂŞ Einsteinowi z dwĂłch powodĂłw12. Po pierwsze, nie dawaÂło siĂŞ
do niej w³¹czyÌ w zadowalaj¹cy sposób teorii grawitacji. Po drugie zaœ - i tu zaznaczy³ siê
wpÂływ Macha - STW wprowadzaÂła odpowiednik newtonowskiej przestrzeni absolutnej w
postaci klasy ukÂładĂłw inercjalnych. UkÂłady inercjalne mianowicie wpÂływajÂą na ruch ciaÂł
same nie doznajÂąc wpÂływĂłw z ich strony. WyeliminowaĂŚ takÂą przestrzeĂą absolutnÂą moÂżna
byÂło w dwojaki sposĂłb. MoÂżna byÂło w konstruowanej teorii potraktowaĂŚ strukturĂŞ inercjalnÂą
czasoprzestrzeni jako element dynamiczny, zaleÂżny od rozkÂładu mas (chociaÂż nie
zdeterminowany przez niego). MoÂżna teÂż byÂło staraĂŚ siĂŞ zrealizowaĂŚ w przyszÂłej teorii
bardziej ambitny postulat wysuwany przez Macha, a mówi¹cy, i¿ bezw³adnoœÌ cia³ opieraÌ
siĂŞ musi na oddziaÂływaniu mas. Postulat ten w innym swoim sformuÂłowaniu gÂłosi, Âże lokalne
ukÂłady inercjalne zdeterminowane sÂą przez rozkÂład materii we WszechÂświecie i tej wÂłaÂśnie
postaci pojawiÂł siĂŞ juÂż  jako tzw. zasada Macha. Einstein wybraÂł drugi ze wspomnianych wariantĂłw.
Warto w tym miejscu zwrĂłciĂŚ uwagĂŞ na to, Âże oba omawiane wyÂżej postulaty,
wysuwane wobec przyszÂłej teorii, mimo pewnych zachodzÂących pomiĂŞdzy nimi podobieĂąstw,
zakÂładajÂą zasadniczo odmienne podejÂścia filozoficzne do czasoprzestrzeni. Pierwszy postulat
mĂłwi, iÂż materia we WszechÂświecie tylko wpÂływa na strukturĂŞ inercjalnÂą czasoprzestrzeni, a
poniewaÂż mamy rĂłwnieÂż wpÂływ czasoprzestrzeni i jej struktury inercjalnej na obiekty
materialne (chocia¿by w zjawisku ruchu) podejœcie to zak³ada równorzêdnoœÌ ontologiczn¹
czasoprzestrzeni oraz Âświata materialnego.
Punktem wyjÂścia dla Einsteina w jego pracy nad rĂłwnaniami OTW byÂło
spostrze¿enie, i¿ równoœÌ masy grawitacyjnej i bezw³adnej poci¹ga jako swoj¹ konsekwencjê
to, ¿e lokalnie si³y grawitacji, wystêpuj¹ce w uk³adzie inercjalnym, nie s¹ odró¿nialne od si³
bezwÂładnoÂści wystĂŞpujÂących w ukÂładzie odniesienia przyspieszajÂącym wzglĂŞdem ukÂładu
inercjalnego. UkÂłady takie sÂą zatem sobie fizycznie rĂłwnowaÂżne. WynikaÂło stÂąd, Âże
postulowana w STW niezmienniczoœÌ praw fizyki wzglêdem transformacji PoincarÊgo jest za
w¹ska i nale¿y postulowaÌ tak¿e niezmienniczoœÌ praw wzglêdem nieliniowych transformacji
wspó³rzêdnych. Powsta³a w ten sposób nowa, ogólna zasada wzglêdnoœci. Zasada ta, wraz z
zaÂłoÂżeniem mĂłwiÂącym, iÂż poszukiwane rĂłwnania pola grawitacyjnego powinny przechodziĂŚ
w granicy nierelatywistycznej w rĂłwnania newtonowskiej teorii grawitacji, doprowadziÂły
Einsteina do znalezienia nowych rĂłwnaĂą pola grawitacyjnego.
Jak wynika z powyÂższych rozwaÂżaĂą, poprzez zmianĂŞ statusu metryki z obiektu
absolutnego na dynamiczny udaÂło siĂŞ Einsteinowi zrealizowaĂŚ sÂłabszy z dwĂłch omawianych
wczeÂśniej programĂłw anty absolutystycznych. Pierwotnym jego zamiarem byÂła jednak
realizacja drugiego programu, bardziej ambitnego, wyraŜajÂącego siĂŞ zasadÂą Macha. Czy ten
plan mu siĂŞ powiĂłdÂł?
Fiasko zasady Macha sprawiÂło, Âże nie da siĂŞ lokalnych ukÂładĂłw inercjalnych oraz caÂłej
struktury afinicznej jednoznacznie zwiÂązaĂŚ z rozkÂładem materii we WszechÂświecie i musimy
jÂą wiÂązaĂŚ z czasoprzestrzeniÂą. Jest to zatem absolutystyczna teoria ruchu.
Jak wynika z powyÂższych rozwaÂżaĂą, w teorii wzglĂŞdnoÂści, zarĂłwno szczegĂłlnej jak i
ogĂłlnej, ruch jest absolutny. Nie wyklucza to jednak istnienia innej teorii, obowiÂązujÂącej dla
wszystkich moÂżliwych prĂŞdkoÂści, w ktĂłrej ruch mĂłgÂłby byĂŚ relacyjny.


Przyjmijmy, ¿e substancjalizm jest pogl¹dem g³osz¹cym substancjalnoœÌ czasoprzestrzeni, rozumian¹ w nastêpuj¹cy sposób:

SUB    Punkty czasoprzestrzeni sÂą indywiduami zaÂś czasoprzestrzeĂą jest teoriomnogoÂściowym zbiorem takich punktĂłw.

Jako uzupe³nienie powy¿szej definicji oraz przedstawionych poni¿ej pozosta³ych stanowisk ontologicznych zak³adam realizm naukowy, zgodnie z którym nale¿y uznawaÌ istnienie tych bytów, do których w nieeliminowany sposób odnosz¹ siê nasze najlepsze teorie naukowe. Przez relacjonizm bêdê rozumia³ stanowisko okreœlone przez dwie tezy, z których pierwsza jest negacj¹ ontologicznej tezy substancjalizmu (SUB), druga zaœ g³osi, ¿e punkty czasoprzestrzeni nie s¹ w³asnoœciami lokalizacji zdarzeù. Tego typu podzia³ nie jest dychotomi¹, mo¿liwe jest bowiem stanowisko poœrednie pomiêdzy substancjalizmem i relacjonizmem - atrybutywizm - zgodnie z którym punkty czasoprzestrzeni s¹ w³asnoœciami lokalizacji zdarzeù. Atrybutywizm, jako stanowisko poœrednie, posiada pewne cechy wspólne z oboma pozosta³ymi stanowiskami. Z relacjonizmem ³¹czy go negowanie substancjalnoœci czasoprzestrzeni, z substancjalizmem zaœ odrzucenie mo¿liwoœci ograniczenia siê w opisie zjawisk do relacji (dwu- lub wiêcej cz³onowych) pomiêdzy zdarzeniami lub cia³ami.
http://www.etiudafilozoficzna.pl/Tematy/czip/rpczgol.html

Poszerzenie tematu dla tych dociekliwszych :
http://www.etiudafilozoficzna.pl/Tematy/czip/sporonatczipgol.html

[MichaÂł-AnioÂł]

W trakcie tej rozmowy chciaÂłbym trochĂŞ pospekulowaĂŚ na temat rozwoju Âżycia we wszechÂświecie, w szczegĂłlnoÂści zaÂś - rozwoju inteligentnego Âżycia. W³¹czĂŞ do tego rĂłwnieÂż rodzaj ludzki, nawet mimo tego, Âże wiĂŞkszoœÌ jego zachowaĂą w caÂłej historii byÂło doœÌ gÂłupich i bynajmniej nieobliczonych na przetrwanie gatunkĂłw. ChciaÂłbym omĂłwiĂŚ dwa pytania, pierwsze to, “Jaka jest moÂżliwoœÌ, Âże gdzieÂś jeszcze we wszechÂświecie istnieje Âżycie?", drugie zaÂś brzmi "Jak Âżycie moÂże siĂŞ rozwin¹Ì w przyszÂłoÂści?".

Czêsto zdarza siê, ¿e rzeczy, wraz z up³ywem czasu, staj¹ siê coraz bardziej nieuporz¹dkowane i chaotyczne. T¹ obserwacjê mo¿na przenieœÌ na grunt statusu prawa, tak zwanej Drugiej Zasady Termodynamiki. Mówi ona, ¿e ca³kowita iloœÌ nieporz¹dku lub entropii we wszechœwiecie zawsze wzrasta z up³ywem czasu. Zasada ta odnosi siê jednak tylko do ca³kowitej iloœci nieporz¹dku. Porz¹dek w jednym ciele mo¿e wzrosn¹, o ile iloœÌ nieporz¹dku w jego otoczeniu wzroœnie bardziej od niego. Proces taki nastêpuje w ¿ywym ciele. Ktoœ mo¿e zdefiniowaÌ ¿ycie jako uporz¹dkowany system, który mo¿e oprzeÌ siê tendencji do nieporz¹dku i który mo¿e sam siebie reprodukowaÌ. To znaczy, ¿e mo¿e tworzyÌ podobne, lecz niezale¿ne, uporz¹dkowane systemy. Aby tego dokonaÌ, system musi przemieniÌ energiê w jakiejœ uporz¹dkowanej postaci, takiej jak jedzenie, œwiat³o s³oneczne lub energia elektryczna, w energiê nieuporz¹dkowan¹ pod postaci¹ ciep³a. W ten sposób system mo¿e spe³niÌ warunek zwiêkszania ca³kowitej iloœci nieporz¹dku, przy jednoczesnym zwiêkszaniu porz¹dku wewn¹trz siebie i swojego potomstwa. ¯ywa istota zwykle posiada dwa elementy: zestaw instrukcji, które mówi¹ systemowi, jak przetrwaÌ i dokonaÌ reprodukcji samego siebie, oraz mechanizm do wykonywania tych instrukcji. W biologii te dwie czêœci zwane s¹ genami i metabolizmem. Warto jednak podkreœliÌ, ¿e nie musi w nich byÌ nic biologicznego. Przyk³adowo, wirus komputerowy to program, który bêdzie wykonywa³ kopie samego siebie w pamiêci komputera i bêdzie siê rozprzestrzenia³ na inne komputery. St¹d wype³nia on definicjê ¿ywego systemu, któr¹ poda³em. Podobnie jak wirus biologiczny, jest to raczej postaÌ zdegenerowana, poniewa¿ zawiera jedynie instrukcje lub geny i nie posiada ¿adnego w³asnego metabolizmu. Zamiast tego, przeprogramowuje on metabolizm komputera-nosiciela lub komórki. Niektórzy ludzie poddawali w w¹tpliwoœÌ to, czy wirusy nale¿y uznaÌ za ¿ycie, poniewa¿ s¹ one paso¿ytami i nie mog¹ istnieÌ niezale¿nie od swoich nosicieli. Jednak wiêkszoœÌ form ¿ycia, w tym my, to paso¿yty w³aœnie, poniewa¿ ¿ywimy siê i jesteœmy zale¿ni od przetrwania innych form ¿ycia. Myœlê, ¿e wirusy komputerowe nale¿y uznaÌ za ¿ycie. ByÌ mo¿e coœ o ludzkiej naturze mówi to, ¿e jedyna forma ¿ycia, jak¹ do tej pory stworzyliœmy, jest czysto destruktywna. Porozmawiajmy o tworzeniu ¿ycia na nasze podobieùstwo. Do elektronicznych form ¿ycia powrócê póŸniej.

    Zasada Antropiczna. Gdyby warunki nie byÂły przyjazne dla Âżycia, nie pytalibyÂśmy, dlaczego ono jest takie, jakie jest



To, o czym zwykle myœlimy jako o "¿yciu", jest oparte na ³aùcuchach wêgla, po³¹czonych z kilkoma innymi atomami, na przyk³ad azotu lub fosforu. Mo¿na spekulowaÌ, ¿e coœ mo¿e posiadaÌ ¿ycie oparte na innej podstawie chemicznej, na przyk³ad na silikonie, wêgiel jednak wydaje siê byÌ pierwiastkiem najbardziej sprzyjaj¹cym, poniewa¿ posiada najbogatsz¹ chemiê. Aby atomy wêgla mog³y w ogóle istnieÌ i posiadaÌ takie w³aœciwoœci, jakie posiadaj¹, niezbêdne jest idealne dostosowanie sta³ych fizycznych takich, jak skala QCD, ³adunek elektryczny, a nawet wymiar czasoprzestrzeni. Gdyby te sta³e posiada³y wyraŸnie ró¿ne wartoœci, wówczas j¹dro atomu wêgla nie by³oby stabilne albo elektrony rozbija³yby siê na j¹drze. Na pierwszy rzut oka wydaje siê oczywiste, ¿e wszechœwiat jest tak dok³adnie dostrojony. ByÌ mo¿e dowodem na to jest to, ¿e wszechœwiat zosta³ specjalnie zaprojektowany do stworzenia gatunku ludzkiego. Nale¿y jednak uwa¿aÌ na takie argumenty z uwagi na coœ, co nazywane jest Zasad¹ Antropiczn¹. Jest ona oparta na samosprawdzaj¹cej siê prawdzie, ¿e gdyby wszechœwiat nie by³ odpowiedni dla ¿ycia, nie pytalibyœmy, dlaczego jest on tak dok³adnie zaprogramowany. Mo¿na zastosowaÌ Zasadê Antropiczn¹ lub jej Siln¹ lub S³ab¹ wersjê. Przy Silnej Zasadzie Antropicznej przypuszcza siê, ¿e istnieje wiele ró¿nych wszechœwiatów, z czego ka¿dy posiada odmienne wartoœci sta³ych fizycznych. Przy ma³ej iloœci wartoœci te pozwol¹ na istnienie takich obiektów, jak atomy wêgla, które mog¹ dzia³aÌ jako budulce ¿ywych systemów. Poniewa¿ musimy ¿yÌ w jednym z tych wszechœwiatów, nie powinniœmy byÌ zaskoczeni tym, ¿e sta³e fizyczne s¹ tak dok³adnie zestrojone. Gdyby tak nie by³o, nie by³oby nas. Silna postaÌ Zasady Antropicznej nie jest zbyt zadowalaj¹ca. Jakie znaczenie operacyjne mo¿na nadaÌ istnieniu wszystkich pozosta³ych wszechœwiatów? A jeœli s¹ one odseparowane od naszego wszechœwiata, to w jaki sposób to, co siê wewn¹trz nich dzieje, wp³ywa na nasz wszechœwiat? Zamiast tego, zastosujê coœ, co znane jest jako S³aba Zasada Antropiczna. To znaczy, ¿e wezmê wartoœci sta³ych fizycznych, jak podano. Zobaczê jednak, jakie wnioski mo¿na wyci¹gn¹Ì z faktu, ¿e ¿ycie istnieje na tej planecie na tym etapie historii wszechœwiata.

    Silna Zasada Antropiczna. Istnieje wiele wszechÂświatĂłw posiadajÂących ró¿ne wartoÂści staÂłych fizycznych



Oko³o 15 miliardów lat temu, gdy w wyniku Wielkiego Wybuchu powsta³ wszechœwiat, nie by³o jeszcze wêgla. By³o tak gor¹co, ¿e ca³a materia mia³a postaÌ cz¹stek zwanych protonami i neutronami. Na pocz¹tku istnia³a równa iloœÌ protonów i neutronów. Poniewa¿ jednak wszechœwiat rozszerza³ siê, nastêpowa³o równie¿ jego sch³odzenie. Oko³o minuty po Wielkim Wybuchu temperatura spad³a do oko³o miliarda stopni, a wiêc temperatury s³oùca pomno¿onej razy sto. W takiej temperaturze neutrony zaczynaj¹ siê rozpadaÌ i tworzyÌ wiêksz¹ iloœÌ protonów. Gdyby to by³o wszystko, co siê sta³o, wówczas ca³a materia we wszechœwiecie skoùczy³aby pod postaci¹ najprostszego pierwiastka, wodoru, którego j¹dro sk³ada siê z pojedynczego protonu. Niektóre z neutronów zderza³y siê jednak z protonami i skleja³y siê z nimi, tworz¹c kolejny najprostszy pierwiastek, hel, którego j¹dro sk³ada siê z dwóch protonów i dwóch neutronów. W najwczeœniejszym okresie istnienia wszechœwiata nie powsta³y ¿adne ciê¿sze pierwiastki, takie jak wêgiel czy tlen. Trudno wyobraziÌ sobie, by mo¿liwe by³o zbudowanie ¿yj¹cego systemu jedynie z wodoru i helu, poza tym wczesny wszechœwiat wci¹¿ by³ zbyt gor¹cy dla atomów, by te mog³y ³¹czyÌ siê w cz¹steczki.

    SÂłaba Zasada Antropiczna. OtrzymujÂąc staÂłe fizyczne, co moÂżemy wywnioskowaĂŚ z faktu, Âże Âżycie istnieje tu i teraz?



Wszechœwiat w dalszym ci¹gu rozszerza³ siê i och³adza³. Niektóre jego regiony posiada³y jednak gêstoœÌ wiêksz¹ od pozosta³ych. Grawitacyjne przyci¹ganie dodatkowej materii w tych regionach mog³o spowolniÌ ich rozszerzanie, a czasami ca³kowicie j¹ zatrzymywa³o. Zamiast tego, pocz¹wszy od oko³o dwóch miliardów lat po Wielkim Wybuchu zaczê³y siê one rozpadaÌ i tworzyÌ galaktyki i gwiazdy. Niektóre z wczesnych gwiazd mog³y byÌ ciê¿sze od naszego s³oùca. By³y one gorêtsze od s³oùca i mog³y spalaÌ pierwiastki pocz¹wszy od oryginalnego wodoru i helu po ciê¿sze pierwiastki, takie jak wêgiel, tlen czy ¿elazo. Trwa³o to zaledwie kilkaset milionów lat. Po tym okresie niektóre z gwiazd eksplodowa³y jako supernowe i rozrzuci³y ciê¿kie pierwiastki spowrotem w kosmos, tworz¹c surowy materia³ dla kolejnych pokoleù gwiazd.

Inne gwiazdy s¹ zdecydowanie zbyt daleko od nas, byœmy mogli sprawdziÌ bezpoœrednio, czy posiadaj¹ one kr¹¿¹ce wokó³ nich planety. Jednak niektóre gwiazdy, zwane pulsarami, emituj¹ regularne impulsy fal radiowych. Obserwujemy niewielk¹ zmiennoœÌ czêstotliwoœci niektórych pulsarów, co oznacza, ¿e s¹ one zak³ócane przez okr¹¿aj¹ce je planety wielkoœci Ziemi. Jest ma³o prawdopodobne, aby na planetach okr¹¿aj¹cych pulsary istnia³o ¿ycie, poniewa¿ wszystkie znajduj¹ce siê na nich ¿yj¹tka zosta³y zabite przez eksplozjê supernowej, która doprowadzi³a do przemiany gwiazdy w pulsar. Fakt, ¿e przy kilku pulsarach zaobserwowano planety, sugeruje jednak, ¿e pewien u³amek spoœród stu miliardów gwiazd znajduj¹cych siê w naszej galaktyce równie¿ mo¿e posiadaÌ planety. St¹d warunki planetarne niezbêdne dla naszej formy ¿ycia mog³y istnieÌ ju¿ oko³o czterech miliardów lat po Wielkim Wybuchu.

    Cztery kwasy nukleinowe znajdujÂące siĂŞ w DNA, uÂłoÂżone wedÂług par:
    Tymina - Adenina
    Cytozyna - Guanina



Nasz uk³ad s³oneczny powsta³ oko³o czterech i pó³ miliarda lat temu lub oko³o dziesiêciu miliardów lat po Wielkim Wybuchu, z gazu wymieszanego z pozosta³oœciami wczeœniejszych gwiazd. Ziemia zosta³a uformowana g³ównie z ciê¿szych pierwiastków, w tym wêgla i tlenu. Jakimœ sposobem niektóre z tych atomów zosta³y po³¹czone w postaci cz¹steczek DNA. DNA posiada postaÌ podwójnej spirali, co zosta³o odkryte przez Cricka i Watsona w chacie niedaleko New Museum w Cambridge. £¹cz¹c dwa ³aùcuchy w spiralê, otrzymamy parê kwasów nukleinowych. Istniej¹ cztery rodzaje kwasu nukleinowego - adenina, cytozyna, guanina i tymina. Adenina w jednym ³aùcuchu jest zawsze po³¹czona z tymin¹ w drugim ³aùcuchu, guanina zaœ - z cytozyn¹. St¹d sekwencja kwasów nukleinowych w jednym ³aùcuchu definiuje unikaln¹, uzupe³niaj¹c¹ sekwencjê w drugim ³aùcuchu. Dwa ³aùcuchy mog¹ siê nastêpnie od³¹czyÌ i ka¿dy z nich bêdzie dzia³a³ jako szablon do budowy kolejnych ³aùcuchów. Dlatego cz¹steczki DNA mog¹ kopiowaÌ informacjê genetyczn¹ zakodowan¹ w ich sekwencjach kwasów nukleinowych. Fragmenty sekwencji mog¹ byÌ równie¿ u¿ywane do budowy protein i innych zwi¹zków chemicznych, które mog¹ przenosiÌ zakodowane w sekwencji instrukcje i gromadziÌ surowy materia³ do kopiowania DNA.

Nie wiemy, jak pojawi³y siê pierwsze cz¹steczki DNA. Szanse przeciwko powstaniu cz¹steczki DNA w wyniku przypadkowych wahaù s¹ bardzo ma³e. Dlatego niektórzy ludzie sugeruj¹, ¿e ¿ycie przyby³o na Ziemiê z innego miejsca i ¿e istniej¹ ziarna ¿ycia przep³ywaj¹ce przez galaktykê. Wydaje siê jednak nieprawdopodobne, by DNA mog³o przetrwaÌ d³ugi czas w panuj¹cym w kosmosie promieniowaniu. Zreszt¹, nawet gdyby tak by³o, tak naprawdê nie pomog³oby nam wyjaœniÌ pochodzenia ¿ycia, poniewa¿ czas, który up³yn¹³ od powstania wêgla, jest równy zaledwie podwojonemu wiekowi Ziemi.

Jedna z mo¿liwoœci jest taka, ¿e powstanie czegoœ takiego jak DNA, które by³oby w stanie samo siê kopiowaÌ, jest ekstremalnie nieprawdopodobne. Jednak we wszechœwiecie zawieraj¹cym bardzo du¿¹, lub nieskoùczon¹, iloœÌ gwiazd mo¿na siê spodziewaÌ wyst¹pienia DNA w kilku systemach gwiezdnych, by³yby one jednak silnie od siebie odseparowane. Nie jest jednak zaskoczeniem czy nieprawdopodobieùstwem fakt, ¿e ¿ycie powsta³o na Ziemi. Jest to jedynie zastosowanie S³abej Zasady Antropicznej: jeœli ¿ycie pojawi³o siê akurat tutaj, zamiast na innej planecie, bêdziemy pytaÌ, dlaczego to siê tutaj sta³o.

Jeœli pojawienie siê ¿ycia na danej planecie by³o bardzo ma³o prawdopodobne, mo¿na by oczekiwaÌ, ¿e zajmie to du¿o czasu. Mówi¹c precyzyjniej, mo¿na by siê spodziewaÌ, ¿e ¿ycie pojawi siê w³aœnie w czasie dalszej ewolucji do inteligentnych istot, takich jak my, ¿e nast¹pi przed odciêciem spowodowanym czasem ¿ycia s³oùca. Jest to oko³o dziesiêciu miliardów lat, po których s³oùce rozroœnie siê i wch³onie Ziemiê. Inteligentna forma ¿ycia mog³aby opracowaÌ technikê podró¿y w kosmosie i byÌ zdolna do ucieczki na inn¹ gwiazdê. W innym jednak wypadku ¿ycie na Ziemi przesta³oby istnieÌ.

Istniej¹ dowody w postaci skamienia³oœci potwierdzaj¹ce, ¿e oko³o 3,5 miliarda lat temu na Ziemi istnia³a jakaœ forma ¿ycia. Mog³o to nast¹piÌ zaledwie 500 milionów lat po tym, jak Ziemia ustabilizowa³a siê i och³odzi³a na tyle, by mog³o siê na niej rozwin¹Ì ¿ycie. ¯ycie jednak potrzebowa³o siedmiu miliardów lat, by siê rozwin¹Ì, i wci¹¿ pozostawia czas takim istotom, jak my, które zapyta³yby o pochodzenie ¿ycia. Jeœli prawdopodobieùstwo rozwiniêcia siê ¿ycia na danej planecie jest bardzo ma³e, dlaczego sta³o siê to na Ziemi, i to w ci¹gu 1/14 dostêpnego czasu?

Wczesne pojawienie siê ¿ycia na Ziemi sugeruje, ¿e istnieje du¿e prawdopodobieùstwo spontanicznego powstania ¿ycia w sprzyjaj¹cych warunkach. ByÌ mo¿e istnia³a jakaœ prostsza forma organizacji, która stworzy³a DNA. Gdy pojawi³o siê DNA, mog³o ono dzia³aÌ tak skutecznie, ¿e ca³kowicie zast¹pi³o wszystkie poprzednie formy ¿ycia. Nie wiemy, czym te poprzednie formy mog³y byÌ. Jedn¹ z mo¿liwoœci jest RNA. Jest ono podobne do DNA, ale raczej prostsze i nie posiada struktury podwójnej spirali. Ma³ej d³ugoœci RNA mog³y kopiowaÌ siê jak DNA, mog³y te¿ w koùcu zbudowaÌ DNA. Nie da siê wytworzyÌ kwasów nukleinowych w laboratorium, z nie-¿ywych materia³ów, pozostaje wiêc RNA. Minê³o jednak 500 milionów lat i wiêkszoœÌ Ziemi pokrywa³y oceany, istnieje wiêc du¿e prawdopodobieùstwo istnienia RNA, które powsta³o przez przypadek.

Gdy DNA siê kopiowa³o, mog³y powstaÌ przypadkowe b³êdy. Wiele z tych b³êdów by³o szkodliwych, i one zanik³y. Niektóre by³y neutralne. To znaczy, ¿e nie wp³ywa³y one na funkcjê genu. Takie b³êdy doprowadzi³y do powstania stopniowego genetycznego dryfu, który wydaje siê wystêpowaÌ u wszystkich populacji. Kilka b³êdów mog³o sprzyjaÌ przetrwaniu gatunków. Zosta³y one wybrane przez darwinowsk¹ naturaln¹ selekcjê.

Proces biologicznej ewolucji by³ z pocz¹tku bardzo powolny. Minê³o dwa i pó³ miliarda lat, zanim najwczeœniejsze komórki wyewoluowa³y do wielokomórkowych zwierz¹t, a kolejny miliard lat trwa³a ewolucja przez ryby i gady do ssaków. Nagle jednak ewolucja zda³a siê przyspieszyÌ. Rozwój pocz¹wszy od wczesnych ssaków do nas trwa³ zaledwie oko³o sto milionów lat. To dlatego, ¿e ryby posiadaj¹ wiêkszoœÌ wa¿nych dla cz³owieka organów, ssaki zaœ - dok³adnie wszystkie. Wszystkim, co by³o potrzebne do wyewoluowania od wczesnych ssaków, takich jak lemury, do cz³owieka, by³o precyzyjne dostrojenie.

    DNA = 100 000 000 bitĂłw
    Biblioteka uniwersytecka = 10 000 000 000 000 bitĂłw



Z gatunkiem ludzkim ewolucja osi¹gnê³a jednak punkt krytyczny, porównywalny pod wzglêdem wa¿noœci z rozwiniêciem siê DNA. By³ to rozwój jêzyka, szczególnie jego formy pisemnej. To znaczy, ¿e informacja mo¿e byÌ przekazywana z pokolenia na pokolenie, inaczej ni¿ w sposób genetyczny, czyli poprzez DNA. W ci¹gu tysi¹ca lat zapisanej historii nie nast¹pi³a wykrywalna zmiana w ludzkim DNA spowodowana ewolucj¹ biologiczn¹. IloœÌ wiedzy przekazywanej z pokolenia na pokolenie wzros³a jednak ogromnie. Ludzie DNA zawiera oko³o trzech miliardów kwasów nukleinowych. WiêkszoœÌ informacji zakodowanej w tej sekwencji jest jednak zbêdna lub nieaktywna. Ca³kowita iloœÌ u¿ytecznej informacji znajduj¹cej siê w naszych genach wynosi prawdopodobnie oko³o stu milionów bitów. Jeden bit informacji stanowi odpowiedŸ na pytanie typu "tak lub nie". W porównaniu z tym, spisana na papierze opowieœÌ mo¿e zawieraÌ dwa miliony bitów informacji. Cz³owiek odpowiada wiêc piêÌdziesiêciu romansom typu "Mills and Boon". G³ówna biblioteka narodowa mo¿e zawieraÌ oko³o miliona ksi¹¿ek lub oko³o dziesiêÌ trylionów bitów. IloœÌ informacji spisanej w ksi¹¿kach jest wiêc sto tysiêcy razy wiêksza, ni¿ w DNA.

Wa¿niejszy nawet jest fakt, ¿e informacja zawarta w ksi¹¿kach mo¿e byÌ zmieniana i aktualizowana du¿o szybciej. Wyewoluowanie od ma³p zajê³o nam kilka milionów lat. W tym czasie u¿yteczna informacja w naszym DNA zmieni³a siê prawdopodobnie w iloœci zaledwie kilku milionów bitów. SzybkoœÌ ewolucji biologicznej u ludzi wynosi zatem oko³o jednego bita na rok. W porównaniu z tym, ka¿dego roku publikowanych jest w jêzyku angielskim oko³o 50000 nowych ksi¹¿ek, zawieraj¹cych uporz¹dkowane sto miliardów bitów informacji. Oczywiœcie, ogromna wiêkszoœÌ tej informacji to g³upoty nieprzydatne ¿adnej formie ¿ycia. Ale nawet jeœli tak jest, iloœÌ u¿ytecznej informacji mo¿e byÌ liczona w milionach, jeœli nie miliardach, razy wiêkszej, ni¿ ta zawarta w DNA.

To oznacza, ¿e wkroczyliœmy w now¹ fazê ewolucji. Najpierw ewolucja nastêpowa³a poprzez dobór naturalny z przypadkowych mutacji. Ta darwinowska faza trwa³a oko³o trzy i pó³ miliarda lat, i stworzy³a nas, istoty, które rozwinê³y jêzyk, by wymieniaÌ informacjê. W ci¹gu ostatnich oko³o dziesiêciu tysiêcy lat znajdowaliœmy siê jednak w czymœ, co mo¿na nazwaÌ faz¹ transmisji zewnêtrznej. W tej fazie wewnêtrzny zapis informacji przekazywanej kolejnym pokoleniom w DNA nie zmieni³ siê znacz¹co. Zapis zewnêtrzny jednak, pod postaci¹ ksi¹¿ek i innych d³ugotrwa³ych postaci przechowywania, ogromnie wzrós³. Niektórzy u¿ywaj¹ okreœlenia "ewolucja" tylko dla wewnêtrznie przekazywanego materia³u genetycznego i sprzeciwiaj¹ siê stosowaniu tego okreœlenia do informacji zapisywanej na zewn¹trz. Myœlê jednak, ¿e jest to zbyt w¹ski pogl¹d. Jesteœmy tym, co zebraliœmy przez ostatnie dziesiêÌ tysiêcy lat, w szczególnoœci zaœ przez ostatnie trzysta. Myœlê, ¿e warto przyj¹Ì szerszy pogl¹d i umieœciÌ zewnêtrznie przekazywan¹ informacjê wraz z DNA w ewolucji gatunku ludzkiego.

Skala czasowa ewolucji w okresie transmisji zewnêtrznej jest skal¹ czasow¹ akumulacji informacji. Zwykle wynosi ona setki, a nawet tysi¹ce lat. Obecnie jednak ta skala czasowa skurczy³a siê do oko³o 50 lat lub mniej. Z drugiej strony, mózgi, dziêki którym przetwarzamy t¹ informacjê, ewoluowa³y tylko w darwinowskiej skali czasowej, wynosz¹cej setki lub tysi¹ce lat. W tym miejscu zaczynaj¹ siê problemy. W XVIII wieku mówiono, ¿e ¿yje cz³owiek, który przeczyta³ wszystkie napisane ksi¹¿ki. Dziœ jednak, gdybyœ czyta³ po jednej ksi¹¿ce dziennie, przeczytanie wszystkich pozycji znajduj¹cych siê w Bibliotece Narodowej zajê³oby ci 15 tysiêcy lat. W tym czasie powsta³oby jeszcze wiêcej ksi¹¿ek.

To znaczy, ¿e nikt nie mo¿e byÌ specjalist¹ w zakresie wiêcej ni¿ ma³ego kawa³ka ludzkiej wiedzy. Ludzie specjalizuj¹ siê w coraz wê¿szych dziedzinach. Prawdopodobnie bêdzie to g³ówne ograniczenie w przysz³oœci. Nie mo¿emy tak dzia³aÌ przez d³u¿szy czas z wci¹¿ rosn¹c¹ szybkoœci¹ wzrostu wiedzy, jak¹ mieliœmy przez ostatnie trzysta lat. Wiêkszym nawet ograniczeniem i zagro¿eniem dla przysz³ych pokoleù jest to, ¿e wci¹¿ posiadamy instynkty, w szczególnoœci zaœ agresywne impulsy, które posiadaliœmy jeszcze w czasach jaskiniowców. Agresja, pod postaci¹ podbijania lub zabijania innych ludzi oraz zabierania im po¿ywienia i kobiet, do dziœ dnia ma zdecydowan¹, przetrwaniow¹ zaletê. Obecnie jednak mo¿e ona zniszczyÌ ca³y rodzaj ludzki i wiêkszoœÌ z reszty ¿ycia na Ziemi. Wojna nuklearna wci¹¿ stanowi pilne zagro¿enie, jednak istniej¹ jeszcze inne, takie jak wypuszczenie genetycznie zaprogramowanego wirusa lub niestabilnoœÌ efektu cieplarnianego.

Nie ma czasu, by czekaÌ na darwinowsk¹ ewolucjê, która uczyni nas bardziej inteligentnymi i ³agodniej usposobionymi. Wkraczamy jednak obecnie w now¹ fazê, któr¹ mo¿na nazwaÌ samozaprojektowan¹ ewolucj¹, w której bêdziemy w stanie zmieniaÌ i ulepszaÌ nasze DNA. Istnieje ju¿ nowy projekt zmapowania ca³ej sekwencji ludzkiego DNA. Bêdzie on kosztowa³ kilka miliardów dolarów, s¹ to jednak grosze jak na projekt o takim znaczeniu. Gdy przeczytamy ksiêgê ¿ycia, zaczniemy wprowadzaÌ do niej poprawki. Najpierw zmiany bêd¹ obliczone na naprawienie wad genetycznych, takich jak mukowiscydoza czy dystrofia miêœniowa. S¹ one kontrolowane przez pojedyncze geny, s¹ te¿ bardzo ³atwe do zidentyfikowania i poprawienia. Inne cechy, takie jak inteligencja, s¹ przypuszczalnie kontrolowane przez du¿¹ iloœÌ genów. ZnaleŸÌ je i zidentyfikowaÌ zachodz¹ce miêdzy nimi relacje bêdzie du¿o trudniej. Niemniej, jestem pewien, ¿e w ci¹gu nastêpnego stulecia ludzie odkryj¹, jak modyfikowaÌ zarówno inteligencjê jak i instynkty, takie jak agresja.

Zostan¹ wprowadzone prawa zakazuj¹ce genetycznej modyfikacji ludzi. Niektórzy ludzie jednak nie bêd¹ mogli oprzeÌ siê pokusie poprawienia ludzkich cech, takich jak rozmiar pamiêci, odpornoœÌ na choroby czy d³ugoœÌ ¿ycia. Gdy pojawi¹ siê tacy superludzie, stan¹ siê oni g³ównym problemem politycznym, poniewa¿ niepoprawieni ludzie nie bêd¹ w stanie konkurowaÌ. Przypuszczalnie poumieraj¹ lub stan¹ siê zupe³nie nieznacz¹cy. Zamiast nich, bêdzie istnia³ gatunek samoprojektuj¹cych siê istot, które bêd¹ siê ulepszaÌ na niespotykan¹ skalê.

Jeœli ten gatunek d¹¿y do przeprojektowania siebie, zmniejszenia lub wyeliminowania ryzyka samodestrukcji, prawdopodobnie rozprzestrzeni siê i skolonizuje inne planety i gwiazdy. D³uga podró¿ przez kosmos bêdzie jednak trudna dla opartych na chemii formach ¿ycia, takich jak DNA. Naturalna d³ugoœÌ ¿ycia dla takich istot jest krótka w porównaniu z czasem potrzebnym na podró¿. Wed³ug teorii wzglêdnoœci nic nie mo¿e siê przemieszczaÌ szybciej ni¿ œwiat³o. Tak wiêc zwyk³a podró¿ do najbli¿szej gwiazdy zabra³aby osiem lat, a do œrodka galaktyki - oko³o stu tysiêcy lat. W filmach science-fiction bohaterowie obchodz¹ ten problem, za³amuj¹c przestrzeù lub podró¿uj¹c miêdzy dodatkowymi wymiarami. Nie s¹dzê jednak, by by³o to kiedykolwiek mo¿liwie, nie wa¿ne jak inteligentne stanie siê ¿ycie. W teorii wzglêdnoœci jeœli coœ mo¿e siê przemieszczaÌ szybciej od œwiat³a, mo¿e równie¿ cofaÌ siê w czasie. Mog³oby to spowodowaÌ problemy z ludŸmi wracaj¹cymi do przesz³oœci i j¹ zmieniaj¹cymi. Mo¿na by siê równie¿ spodziewaÌ wielu turystów z przysz³oœci, wygl¹daj¹cych dziwnie jak na nasz osobliwy, staroœwiecki sposób.


Mo¿e siê okazaÌ mo¿liwe zastosowanie in¿ynierii genetycznej w celu stworzenia ¿ycia opartego na DNA, które przetrwa³oby nieokreœlon¹ iloœÌ czasu lub przynajmniej sto tysiêcy lat. Prostszym sposobem, który prawie znajduje siê w zakresie naszych mo¿liwoœci, by³oby jednak wys³anie maszyn. By³yby one zaprojektowane do dzia³ania wystarczaj¹co d³ugo dla podró¿y miêdzygwiezdnej. Gdyby zjawi³y siê w pobli¿u nowej gwiazdy, mog³yby wyl¹dowaÌ na odpowiedniej planecie i wydobyÌ na niej materia³ do produkcji kolejnych maszyn, które mo¿na by wys³aÌ na nastêpne gwiazdy. Takie maszyny stanowi³yby now¹ formê ¿ycia, opart¹ raczej na sk³adnikach mechanicznych i elektronicznych ani¿eli na cz¹steczkach. Mog³yby w koùcu zast¹piÌ ¿ycie oparte na DNA, podobnie jak DNA zast¹pi³o wczeœniejsz¹ formê ¿ycia.

Takie mechaniczne ¿ycie bêdzie mog³o równie¿ samo siê projektowaÌ. Dlatego wydaje siê, ¿e okres ewolucji polegaj¹cej na transmisji zewnêtrznej bêdzie tylko bardzo krótkim interludium pomiêdzy faz¹ darwinowsk¹ a faz¹ samoprojektowania biologicznego lub mechanicznego. Zosta³o to ukazane na nastêpnym diagramie, którego nie da siê przeskalowaÌ, poniewa¿ nie da siê pokazaÌ okresu dziesiêciu tysiêcy lat na tej samej skali, co miliardy lat. To, jak d³ugo potrwa okres samoprojektowania, jest kwesti¹ otwart¹. Mo¿e on byÌ niestabilny, a ¿ycie mo¿e sam siebie zniszczyÌ lub dobiec koùca. Jeœli nie, powinno ono byÌ w stanie prze¿yÌ œmierÌ s³oùca, która nast¹pi za oko³o 5 miliardów lat, przenosz¹c siê na planety okr¹¿aj¹ce inne gwiazdy. WiêkszoœÌ gwiazd wypali siê w ci¹gu oko³o 15 miliardów lat, a wszechœwiat, zgodnie z Drugim Prawem Termodynamiki, zacznie wchodziÌ w stan ca³kowitego nieporz¹dku. Freeman Dyson pokaza³ jednak, ¿e pomimo tego ¿ycie bêdzie potrafi³o siê dostosowaÌ nawet do szybko malej¹cej iloœci uporz¹dkowanej energii i dlatego, z zasady, bêdzie istnia³o wiecznie.

Jakie s¹ szanse na to, ¿e podczas przemierzania galaktyki natkniemy siê na jak¹œ obc¹ formê ¿ycia? Jeœli argument mówi¹cy o skali czasowej dla pojawienia siê ¿ycia na Ziemi jest prawdziwy, powinno byÌ wiele innych gwiazd, których planety posiadaj¹ formy ¿ycia. Niektóre z tych uk³adów gwiezdnych mog³y powstaÌ 5 miliardów lat przed Ziemi¹. Dlaczego wiêc galaktyka nie raczkuje w dziedzinie samoprojektuj¹cych siê mechanicznych lub biologicznych form ¿ycia? Dlaczego nie odwiedzi³y one ani nawet nie skolonizowa³y Ziemi? Pomijam kwestiê tego, czy pojazdy UFO zawieraj¹ istoty z kosmosu. Myœlê, ¿e jakiekolwiek wizyty obcych by³yby du¿o bardziej oczywiste, a byÌ mo¿e równie¿ du¿o bardziej nieprzyjemne.

Dlaczego nikt nas jeszcze nie odwiedzi³? Jedna z mo¿liwoœci jest taka, ¿e argument mówi¹cy o pojawieniu siê ¿ycia na Ziemi jest b³êdny. ByÌ mo¿e prawdopodobieùstwo spontanicznego powstania ¿ycia jest tak niskie, ¿e Ziemia jest jedyn¹ planet¹ w galaktyce lub w obserwowalnym wszechœwiecie, na której to siê zdarzy³o. Inna opcja mówi, ¿e istnia³o uzasadnione prawdopodobieùstwo powstania samokopiuj¹cych siê systemów, takich jak komórki, ale ¿adna z tych form ¿ycia nie rozwinê³a inteligencji. Zwykliœmy myœleÌ o inteligentnym ¿yciu jako nieuniknionej konsekwencji ewolucji. Zasada Antropiczna powinna nas jednak ustrzec przed takimi argumentami. Bardziej prawdopodobne jest to, ¿e ewolucja jest procesem przypadkowym, w którym inteligencja jest jednym z bardzo wielu mo¿liwych wyników. Nie jest jasne, czy inteligencja posiada jak¹kolwiek d³ugoterminow¹ wartoœÌ przetrwaniow¹. Bakterie i inne jednokomórkowe organizmy prze¿yj¹, jeœli przez swoje dzia³ania zniszczymy wszystkie inne istniej¹ce na Ziemi formy ¿ycia. Popierany jest pogl¹d, ¿e inteligencja dla ¿ycia na Ziemi oznacza³a ma³o prawdopodobny rozwój, bior¹c pod uwagê chronologiê ewolucji. Minê³o bardzo du¿o czasu - dwa i pó³ miliarda lat - by przejœÌ od pojedynczych komórek do organizmów wielokomórkowych, które by³y niezbêdnym prekursorem dla inteligencji. To dobry kawa³ek ca³ego dostêpnego czasu, zanim s³oùce wybuchnie. By³oby to wiêc spójne z hipotez¹, ¿e prawdopodobieùstwo by ¿ycie rozwinê³o inteligencjê jest niewielkie. W tym wypadku mo¿emy oczekiwaÌ znalezienia w galaktyce wielu innych form ¿ycia, jest jednak nieprawdopodobne, ¿e znajdziemy inteligentne ¿ycie. ¯ycie mog³oby równie¿ nie zd¹¿yÌ rozwin¹Ì inteligencji, gdyby w planetê mia³a uderzyÌ asteroida lub kometa. W³aœnie zaobserwowaliœmy kolizjê komety Schumacher-Levi z Jowiszem. Wytworzy³a ona serie ogromnych ognistych kul. Uwa¿a siê, ¿e uderzenie raczej ma³ego cia³a niebieskiego w Ziemiê oko³o 70 milionów lat temu by³o odpowiedzialne za wymarcie dinozaurów. Przetrwa³y bardzo ma³e ssaki, jednak¿e stworzenie wielkoœci cz³owieka zosta³oby prawie ca³kowicie starte z powierzchni Ziemi. Trudno powiedzieÌ, jak czêsto nastêpuj¹ takie kolizje, jednak wed³ug uzasadnionego przypuszczenia nastêpuje to, co mniej wiêcej dwadzieœcia milionów lat. Gdyby to stwierdzenie by³o prawdziwe, mog³oby to oznaczaÌ, ¿e inteligentne ¿ycie na Ziemi rozwinê³o siê tylko z powodu szczêœliwego trafu, ¿e w ci¹gu ostatnich 70 milionów lat nie by³o wiêkszych kolizji. Inne planety w galaktyce, na których rozwinê³o siê ¿ycie, mog³y nie mieÌ wystarczaj¹co d³ugiego okresu wolnego od kolizji, by mog³y na nich powstaÌ inteligentne istoty.

Trzecia mo¿liwoœÌ wygl¹da tak, ¿e istnieje uzasadnione prawdopodobieùstwo, ¿e ¿ycie powsta³o i wytworzy³o inteligentne istoty w fazie transmisji zewnêtrznej. W tym miejscu jednak system staje siê niestabilny, a inteligentne ¿ycie niszczy samo siebie. To by³oby bardzo pesymistyczne podsumowanie. Mam wielk¹ nadziejê, ¿e to nieprawda. Wolê czwart¹ wersjê wydarzeù: prócz nas istniej¹ te¿ inne formy inteligentnego ¿ycia, ale my je przeoczyliœmy. Istnieje projekt o nazwie SETI, poszukuj¹cy pozaziemskiej inteligencji. Polega on na skanowaniu czêstotliwoœci radiowych by sprawdziÌ, czy bêdziemy w stanie odebraÌ sygna³y od obcych cywilizacji. Myœla³em, ¿e projekt ten by³ wart wsparcia, zosta³ jednak zarzucony z powodu braku œrodków finansowych. Powinniœmy jednak byÌ ostro¿ni zanim odpowiemy, do momentu a¿ siê trochê bardziej rozwiniemy. Spotkanie z bardziej zaawansowan¹ cywilizacj¹ na obecnym etapie naszego rozwoju mog³oby trochê przypominaÌ spotkanie rdzennych mieszkaùców Ameryki z Kolumbem. Nie s¹dzê, by byli na to przygotowani.

To wszystko, co mam do przekazania. DziĂŞkujĂŞ za uwagĂŞ.

Profesor Stephen Hawking
TÂłumaczenie i opracowanie: Ivellios
http://paranormalium.pl/zycie-we-wszechswiecie-wyklad-profesora-stephena-h,290,39,artykul.html