Marcin Ryszkiewicz, "Przyszłość w wykładniczym świecie" (2004)

Co będzie za miliony lat, wiedzą tylko autorzy filmu „Dzika przyszłość” (nasza telewizja pokazywała go parokrotnie) i Dougal Dixon, którego książka „Po człowieku” (After Man) zapoczątkowała nurt ewolucyjnej futurologii. W „Dzikiej przyszłości” oglądamy zrekonstruowane z największą dokładnością światy przyszłości – za 5, 100 i 200 mln lat. Ewolucjoniści chcieli pokazać, że ich nauka dojrzała już na tyle, by nadać życie nie tylko gatunkom, które dawno wymarły, ale i takim, które jeszcze nie powstały.

Anioły i diabły naturalnej wielkości

Pierwsza książka, którą pisałem z górą 20 lat temu, zaczynała się zdaniem, które dobrze zapamiętałem: „Egzobiologia, jak angelologia, zajmuje się bytami, o których nie wiadomo, czy istnieją naprawdę”. Dla przypomnienia – angelologia jest nauką o aniołach, egzobiologia zajmuje się życiem pozaziemskim. Nikt nigdy nie widział żywego anioła ani istoty przybyłej z kosmosu, choć prób wizualizacji jednych i drugich nie brakuje.

Anioły przedstawiane są zwykle w ludzkiej postaci z parą skrzydeł wyrastających z pleców. Ludzka anatomia sugerowałaby przynależność aniołów do linii (kladu) tetrapoda – czworonogów, potomków ryb trzonopłetwych, które pod koniec dewonu wyszły z mórz na ląd (na dwóch parach kończyn przekształconych z płetw). Jednak odtąd, i aż do dziś, przez z górą 350 mln lat ani jeden spośród dziesiątków tysięcy gatunków tetrapodów nie zyskał nigdy dodatkowej pary kończyn (za to niektóre je utraciły – jak węże i padalce – formalnie też należące do czworonogów) i nigdy też z nich nie powstanie żaden „heksapod” (na modłę owadów) czy „oktopod” (o ośmiu kończynach jak u ośmiornic). Ani anioł. Nie dlatego, by było to niepożądane – przeciwnie, anielska anatomia (z nogami do chodzenia, skrzydłami do fruwania i wolnymi rękami) zrewolucjonizowałaby dogłębnie naszą cywilizację, a pierwszy gatunek kręgowców, któremu by się to udało, zyskałby ogromną przewagę nad wszystkimi konkurentami. Nie przypadkiem skrzydła nieodmiennie okazywały się w ewolucji strzałem w dziesiątkę: owady są dziś najliczniejszą grupą wśród wszystkich zwierząt, nietoperze są najliczniejszymi ssakami, a ptaków jest prawie tyle, co gadów i płazów razem wziętych. Co więcej, te grupy uskrzydlonych zwierząt potrafiły skolonizować niemal wszystkie dostępne na Ziemi nisze ekologiczne, w tym większość wysp oceanicznych, do których dotarły tylko nieliczne formy bezskrzydłe. Ptaki zaopatrzone, poza skrzydłami, w parę chwytnych rąk niemal na pewno wyprzedziłyby małpy w ewolucyjnym wyścigu ku inteligencji – widok papug wykonujących prawdziwe akrobacje dziobem i nogami pokazuje dobitnie, że nadrabiają w ten sposób braki, które niemal namacalnie odczuwają. Również delfinom z ich ogromnymi mózgami, złożonym systemem komunikacji i bogatym życiem społecznym brakuje chwytnych kończyn do uzewnętrznienia swej psychiki – cóż, obie ich pary przekształciły się u nich w płetwy, a trzeciej pary nigdy nie miały – i nie będą mieć. Można się tylko zadumać, jak wyglądałby świat, gdyby w dewonie wychodzące na ląd ryby miały trzy, a nie dwie pary nóg, co – teoretycznie – nie było wykluczone: spośród wielu dewońskich grup ryb przynajmniej jedna – fałdopłetwe (akantody) – miała wiele, potencjalnie zdolnych do kroczenia, par płetw.

Przykład z aniołami wskazuje na ograniczenia, jakie musimy uwzględnić rozmyślając nad potencjalnymi lub alternatywnymi historiami ewolucyjnymi – nie wszystko, co korzystne lub pożądane, może się w ewolucji ziścić.

O ile angelologia operuje bytami nie tylko nieznanymi, ale też i nieistniejącymi w naszym realnym świecie (choć możliwymi w świecie alternatywnym), to z egzobiologią problem jest inny – obiekty jej zainteresowania, jeśli istnieją, mają za sobą zupełnie inną od naszej historię, a ich anatomia – w założeniu – jest niehomologiczna z budową jakichkolwiek ziemskich istot. Dopóki nie poznamy kosmitów z krwi i kości (wątpliwe zresztą, by takie określenia do nich pasowały), nic pewnego na ich temat nie da się powiedzieć. Można zasadnie spekulować na temat ogólnych zasad funkcjonowania ich ekologii – np. obecności producentów, konsumentów i reducentów, ofiar i drapieżników (z ich ewolucyjnym wyścigiem zbrojeń), pasożytów i patogenów – ale wygląd poszczególnych aktorów tej ekologicznej sceny jest nie do przewidzenia.

„Jesteśmy – cokolwiek powiemy o wielkości naszych dokonań i tryumfów – przedziwnym kosmicznym przypadkiem, który nigdy nie mógłby się zdarzyć ponownie, gdyby drzewo życia miało raz jeszcze wykiełkować z nasienia i wzrosnąć w podobnych warunkach”. I było tak nie tylko na początku, ale i w każdym momencie dziejów. Na drzewie życia wyrastały różne gałęzie i różne zamierały – nasza gałąź (lub źdźbło, jeśli zostaniemy przy metaforze trawnika) nie tylko nie była specjalnie uprzywilejowana, ale wręcz miała zrazu bardzo małe szanse przeżycia. Gdyby uschła, kto inny zapewne eksperymentowałby dziś w niszach dużych zwierząt lądowych – np. ośmiornice, które w świecie „Po człowieku” odnoszą (na filmie) tak wielkie sukcesy. Świat inteligentnych stworzeń o ośmiu, a nie dwóch kończynach mógłby stanowić niezwykłą alternatywę dla tego, który znamy. Przewidując ewolucyjną przyszłość świata musimy pamiętać, że realizacja jednego z możliwych scenariuszy zależeć może (a nawet musi) od przypadku, a ten – z samej swej istoty – jest nieprzewidywalny. Powtórzmy historię świata, nawet z zachowaniem wszystkich warunków wyjściowych i wszystkich abiotycznych zdarzeń, które naprawdę miały miejsce (takie same komety uderzające w te same miejsca, przenośnie mówiąc), a wynik końcowy za każdym razem będzie zupełnie inny. Szansa „trafienia w człowieka” była u zarania naszego świata zerowa. Szansa trafienia w inteligentne ośmiornice również.

Świat po człowieku jest więc nieprzewidywalny i wszystko, co możemy powiedzieć o jego filmowej wersji, to to, że nic takiego z pewnością się nie zdarzy. Świat do człowieka był dokładnie tak samo nieprzewidywalny, a szanse jego powstania – zerowe. Czy więc nic sensownego nie da się powiedzieć? Czy przyszłość jest zbiorem nieskończonej liczby alternatywnych scenariuszy, których prawdopodobieństwo – każdego z osobna – jest równe zeru? Odpowiedź jest paradoksalna: w przeszłości, w każdym momencie dziejów, tak właśnie musiało być. Co do przyszłości jednak możliwa jest jeszcze jedna ewentualność, o której dotąd nie mówiliśmy – taka mianowicie, że świata po człowieku w ogóle nie będzie. To właśnie wydaje mi się najbardziej prawdopodobne.

Inny gatunek

Koncepcja końca (ludzkiego) świata opiera się na założeniu, że gatunki są śmiertelne. W przypadku ssaków średni czas „życia” gatunku wynosił, jak dotąd, ok. 4 mln lat. Nasz gatunek narodził się przed ok. 150 tys. lat, ma więc przed sobą jeszcze długą przyszłość, ale i tak, nawet w tej najbliższej, z filmowego serialu, za 5 mln lat – Homo sapiens nie powinno już być na Ziemi. Kiedyś sądzono, że gatunki – jak osobniki – rodzą się, przeżywają rozkwit, a potem zamierają, i choć niektóre są bardziej długowieczne od innych, wszystkie wpisane mają w swe losy kres swego istnienia. Była to tzw. koncepcja senilizmu (starzenia się) szczepów. Sądzono nawet, że pod koniec „życia” poszczególnych szczepów dochodzi do ich „wyradzania się” i powstawania nieprzystosowawczych albo aberrantnych (a więc niejako starczych) cech. W najwyższej kredzie, tuż przed wielkim wymieraniem, które zmiotło wszystkie amonity w morzach i dinozaury na lądach, w obu grupach powstawać miały takie właśnie zdegenerowane formy – spiralne wcześniej muszle amonitów rozkręcały się nieregularnie (tracąc swe hydrodynamiczne funkcje), wśród dinozaurów przejawiała się tendencja do gigantyzmu, który też nie ułatwiał życia.

Hipoteza senilizmu sama zmarła śmiercią naturalną – porównanie gatunków do osobników okazało się chybione, a cechy aberrantne stwierdzono i u form, które żyły na długo przed końcem każdej z grup – rozkręcone muszle amonitów spotyka się od początku istnienia tej grupy głowonogów, gigantyczne dinozaury okazały się nawet częstsze w okresie jurajskim niż kredowym. Zresztą, jeśli koncepcja impaktu (uderzenia) okaże się słuszna (a wszystko na to wskazuje), to trudno będzie uznać spadającą na głowę kometę za przejaw starczego zniedołężnienia ofiar tego kataklizmu.

Ale w przypadku człowieka dochodzi jeszcze inny, znacznie ważniejszy czynnik – nasz gatunek nie jest taki jak inne.

Lista naszych biologicznych osobliwości jest długa. Dwunożny chód w wyprostowanej postawie to wyjątek nie tylko wśród ssaków, ale w ogóle jakichkolwiek zwierząt na Ziemi – teraz i w przeszłości (tylko pingwiny poruszają się w ten sposób, ale one normalnie przebywają w wodzie, nie na lądzie). Nasza miękka bezwłosa skóra, poród w bólach, długowieczność wraz z instytucją babci (i dziadka), menopauza, monogamia (względna) połączona z życiem w dużych i wewnętrznie spójnych społeczeństwach – wszystko to wskazuje, że trudno przykładać do nas miarę, która pasuje do innych zwierząt. Ale nasza największa osobliwość nie tkwi w biologii, tylko w sferze psychiki. Wynalazek języka – w znanej nam postaci zapewne bardzo świeżej daty (rzędu 70–50 tys. lat – wobec 6 mln lat trwania rodziny człowiekowatych) – uruchomił nowe mechanizmy ewolucyjne, które miały paradoksalny skutek: zwielokrotniły i jednocześnie zahamowały tempo ewolucyjnych przeobrażeń. Zahamowały – bo rodząca się dzięki temu cywilizacja rzuciła wyzwanie nadrzędnemu imperatywowi darwinizmu – nadprodukcji potomstwa i eliminacji gorzej przystosowanych. Tak ewoluowało życie przez 4 mld lat i tylko tak mógł narodzić się człowiek. Nie jest to wydajny sposób wprowadzania nowości (dlatego trwało to tak długo), ale każdy inny wymagałby świadomego działania i dążenia do zamierzonego celu. I oto człowiek zerwał z tym nadrzędnym prawem ewolucji (narażając się nieuchronnie na skutki w postaci pogarszania genetycznej „jakości” gatunku – bo odtąd szkodliwe mutacje, nieodsiewane już skutecznie przez dobór, mogły się gromadzić) i wprowadził w jego miejsce nowe, wcześniej nieznane: natychmiastowy i poziomy przekaz informacji niezapisanej w genach. Mówiąc skrótowo i przenośnie – kowal nie może wprawdzie przekazać swych mięśni synowi, by ten wyrósł na jeszcze lepszego kowala (to przykład Lamarcka), ale może przekazać mu całą swą wiedzę na temat kowalstwa, zgromadzoną przez lata pracy.

Lamarckizm, i to zwielokrotniony (bo kowal może swą wiedzę przekazać każdemu – poziomo, a nie tylko zstępnym – pionowo), zaczął naraz odgrywać coraz większą rolę u gatunku, który wykazał, że jego działanie w przyrodzie jest niemożliwe. Zarazem darwinizm – przeraźliwie powolny i mało skuteczny – w szybkim tempie zaczął tracić na znaczeniu; minęło raptem kilkadziesiąt tysięcy lat od uruchomienia lamarckistowskiego przekazu, a człowiek zdołał wzbić się w powietrze (szybowce, balony, samoloty itp.), choć nie wyrosły mu nawet zaczątkowe skrzydła, pokonywać morskie przestrzenie (na i pod powierzchnią wody) mimo braku płetw, a także przekazywać informacje na odległość (radio, telefon itp.) i wykonywać dziesiątki innych rzeczy, które w świecie zwierząt są nieznane. Uzyskanie podobnych rezultatów (lot, wtórna zdolność do pływania pod wodą) zajęło ewolucji setki milionów lat i udało się tylko u niektórych gatunków, a większości naszych wynalazków ewolucja nie powtórzyła nigdy. I nigdy ich nie powtórzy.

Sto lat na godzinę

Poziomy przekaz informacji ma jeszcze jedną cechę nieznaną w świecie darwinowskim – efekty jego działania przyspieszają wraz z upływem czasu i wraz z rosnącą liczbą posługujących się nimi osobników. Z jednej strony – nowe wynalazki nie giną, nawet jeśli giną ludzie, którzy ich dokonali. W świetnej książce dokumentującej i analizującej ten lamarckistowski aspekt naszych dziejów, „Non zero” (chodzi o „sumę niezerową” – kumulacyjny i kierunkowy charakter wielu ludzkich interakcji) Robert Wright pokazuje, że zdobycze cywilizacji były przekazywane i udoskonalane nawet wtedy, gdy upadały cywilizacje, które je zrodziły. Myśl grecka przejęta została przez Rzym (i przez hellenistyczną Aleksandrię, nie licząc innych pomniejszych cywilizacji), doprowadzona do szczytu w pierwszych wiekach naszej ery, a potem – po najeździe barbarzyńców (którzy sami przejęli – choć nie całą – spuściznę antyku) utrzymana przez Bizancjum i Arabów. Stamtąd wróciła do Europy, która odkryła swe dziedzictwo pod koniec Średniowiecza i zrehabilitowała w dobie Renesansu, by wreszcie roznieść je po świecie podczas wielkich odkryć geograficznych, a w końcu – zaszczepić na gruncie amerykańskim, skąd promieniuje teraz na cały świat. I podobnie było ze spuścizną Majów – po upadku ich imperium w IX w. czy po nadejściu „ciemnych wieków” w historii Chin w III i IV stuleciu naszej ery. Jak pisze Wright: „Każda kultura i cywilizacja miała swoje »kopie zapasowe«, do wykorzystania i odczytania w razie, gdyby zabrakło oryginału”.

Historia człowieka w ciągu ostatnich 40 tys. lat zmieniała się wykładniczo – zrazu ogólna „suma wynalazków” przyrastała bardzo powoli, w czasach Antyku lokalnie bardzo przyspieszyła (zwłaszcza w centrach cywilizacyjnej „krystalizacji” o dużej gęstości zaludnienia) i mimo – równie lokalnych – załamań nieustannie rosła, osiągając kolejne pułapy pod koniec Średniowiecza, w czasach Odrodzenia, Oświecenia i podczas trwania rewolucji przemysłowej. Ten wzrost był kumulatywny (dokumentacja wynalazków zapobiega ich zapominaniu) i wykładniczy – stały od wielu stuleci wzrost populacji i zwielokrotnienie ilości i tempa przekazywanych informacji pozwala w każdym nowym pokoleniu pomnażać dziedziczone w spadku po przodkach dokonania. W XIX stuleciu dokonano więcej wynalazków niż przez wszystkie poprzednie tysiąclecia historii, w wieku XX każde nowe pokolenie dodawało do ogólnej wiedzy ludzkości tyle, lub więcej, co wszystkie wcześniejsze pokolenia razem wzięte. Taki wykładniczy wzrost w obrębie jednego gatunku nie zdarzył się nigdy dotąd w ciągu trwania ewolucji życia.

Powód tego jest prosty – wzrost wykładniczy w realnym świecie ograniczonych zasobów jest nietrwały i szybko zderza się z barierą wydolności środowiska.

Prawo Moore’a wciąż żywe

By to zrozumieć, warto przypomnieć znaną opowieść o szachach. Szachy, jak wiele innych wynalazków, powstały w Chinach, a cesarz należał do pierwszych ich miłośników. Oczarowany nową grą wezwał ich twórcę, by okazać mu swą wdzięczność – w nagrodę ofiarowywał wszystko, czym dysponuje jego królestwo. „Proszę o jedno ziarno ryżu” – powiedział wynalazca. „Jedno ziarno?”. Tak – na pierwsze pole szachownicy. Na drugie – dwa, na trzecie – cztery, na czwarte – osiem itd. Cesarz był zdziwiony, ale postanowił spełnić prośbę – cóż, wielcy ludzi miewają swoje dziwactwa.

Wiadomo, co było potem. Liczba dokładanych ziaren rosła początkowo powoli i cesarz zupełnie nie rozumiał, o co w tym wszystkim chodzi. Ale zbliżając się do połowy szachownicy władca zaczął dostrzegać, że dzieje się coś niedobrego. Na 29 polu miał już położyć pół miliarda ziaren – parę dużych worków. Na 32 polu – dokładnie w połowie szachownicy – 4 mld. To już zbiory z całego pola i cesarz poczuł się nieswojo. Osiem pól dalej – liczba ziaren doszła do 500 mld, na 41 polu – do biliona (tysiąca miliardów). Do końca szachownicy zostało jeszcze 23 pola – w tym tempie przyrostu na przedostatnim należałoby położyć 9 miliardów bilionów ziaren; by je zebrać, trzeba by obsiać pola pokrywające całą planetę, z oceanami włącznie.

Są dwie wersje zakończenia tej opowieści. Wedle pierwszej cesarz zbankrutował, wedle innej wynalazca wcześniej został skrócony o głowę – by uratować cesarstwo i aby więcej nie wymyślał tak diabelskich sztuczek.

Przypomina to dokładnie wiele sytuacji panujących w świecie organicznym – z jednego osobnika powstają dwa, z tych cztery, osiem, szesnaście i tak dalej. Darwin, zafascynowany tkwiącą w wykładniczym wzroście potęgą, wyliczył, że nawet najwolniej rozmnażające się zwierzęta – jak słonie – zajęłyby w krótkim czasie całą powierzchnię Ziemi, gdyby wszystkie przeżywały: potomstwo jednej tylko pary słoni liczyłoby po ok. 750 lat nieograniczonego rozwoju 10 mln osobników. To właśnie nasunęło mu myśl o doborze naturalnym – mechanizmie nieustannej eliminacji wszystkich „nadprogramowych” osobników dbającym, by liczebność gatunku pozostawała w przybliżeniu niezmienna.

Choć krótkotrwałe, wzrosty wykładnicze zdarzają się dość często – przykładem komórki nowotworowe, które – niezahamowane – prowadzą nieodmiennie do katastrofy. Człowiek wyłamał się spod tej kontroli doboru naturalnego i ograniczeń nakładanych przez wzrost wykładniczy. Ludzka populacja już dawno przekroczyła normy wyznaczone dla wszystkożernego gatunku o dużych rozmiarach ciała (odbyło się to kosztem wszystkich innych gatunków o porównywalnych wielkościach osobników), a stopień naszego wpływu na całą planetę osiągnął już stan porównywalny z wpływem wszystkich pozostałych gatunków rTak naprawdę dopiero w latach 60. zaczęliśmy sobie zdawać sprawę, że w naszym życiu pojawiły się procesy wykładnicze. Eksplozja populacji, żywiołowy rozrost miast, niszczenie środowiska, kurczenie się zasobów – to wszystko były objawy zjawisk, których wspólną cechą był niekontrolowany przyrost. To wtedy pojawiły się katastroficzne wizje przyszłości – raport Klubu Rzymskiego prorokujący bliski już czas bez ropy naftowej i ruchy ekologiczne, zrodzone z ponurych przepowiedni Rachel Carson, opisującej przyszły świat, w którym zabraknie śpiewu ptaków. Ale najbardziej może znanym przykładem tych tendencji jest tzw. prawo Moore’a, opisujące lawinowy wzrost mocy obliczeniowej komputerów.

Gordon Moore był wynalazcą obwodów scalonych i szefem firmy Intel, znanej z produkcji procesorów. W latach 60. XX w. komputery były jeszcze w powijakach, a ich rozwój był powolny, zarówno pod względem liczby produkowanych egzemplarzy jak i mocy obliczeniowej ich procesorów. Przez analogię do ziaren ryżu na szachownicy można powiedzieć, że znajdowały się wciąż w pierwszym rzędzie jej pól. Przy powolnym wzroście trudno zrazu powiedzieć, czy krzywa ma charakter liniowy, czy wykładniczy, ale Moore był bystrym obserwatorem: w 1958 r. ogłosił, że wedle jego wyliczeń wielkość tranzystorów na obwodach scalonych stale się zmniejsza i proces ten ma charakter wykładniczy: co roku dwukrotnie więcej tranzystorów mieści się na tej samej powierzchni procesora; w obecnej postaci prawo Moore’a głosi, że moc obliczeniowa maszyn liczących zwiększa się dwukrotnie co dwa lata, a jednocześnie dwukrotnie rośnie szybkość każdej z komputerowych „kości” przy niezmienionej cenie.

Prawo Moore’a jak dotąd sprawdza się bez zarzutu. Więcej nawet – działa wstecz, poprawnie opisując przyrost szybkości maszyn liczących sprzed pojawienia się komputerów osobistych. Ray Kurzweiler, jeden z najbardziej oryginalnych wynalazców i futurologów, ocenia w książce „The Age of Spiritual Machines”, że w ciągu ostatniego stulecia następował nawet drobny wykładniczy przyrost wykładniczego wzrostu szybkości i mocy maszyn liczących! Szybkość obliczeń podwajała się co 3 lata na początku XX w., co 2 lata między 1950 a 1970, a obecnie podwaja się co 18 miesięcy.

Jak dotąd liczba takich podwojeń miała miejsce 32 razy, jesteśmy dziś dokładnie na środkowym polu szachownicy! Odtąd, jeśli nie nastąpi załamanie (a zdaniem Kurzweilera prawo Moore’a będzie jeszcze obowiązywać przez dziesiątki lat), możemy się spodziewać zadziwiających zjawisk. Już około 2020 r. moc obliczeniowa komputerów osobistych dorówna pojemności ludzkiego mózgu – w 10 lat później osiągnie wartość porównywalną z wielkością mózgów wszystkich ludzi na świecie. Możliwość „wgrania” (downloading) do takiej maszyny całej zawartości naszej psychiki (zapisanej w strukturach neuronowych) stanie się realna. Pojęcie „komputer osobisty” nabierze nowego sensu, a opcja uzyskania krzemowej (lub – pewnie – innej) nieśmiertelności stanie przed nami otworem. Podobnie jak opcja wykonywania własnych „kopii zapasowych”, a wreszcie i „kopii zapasowej” całej cywilizacji. Te kopie, powielane w dowolnej ilości, będą niezniszczalne.

Świat wkroczył, po raz pierwszy od 4 mld lat, w fazę rozwoju kierunkowego i wykładniczego, a więc takiego, którego ewolucjoniści nie rozumieją, a nawet udowodnili, że nie powinien się zdarzać. Nie ich więc należy pytać o przyszłość życia na Ziemi. Z pewnością nie będzie to świat inteligentnych ośmiornic ani superkolonii termitów – darwinowska wyobraźnia twórców filmowego serialu potrafi kreować wizje światów alternatywnych. Lecz staje bezradna wobec rzeczywistości, w której zerwane zostały pęta trzymające na uwięzi potęgę rozwoju wykładniczego.

• MARCIN RYSZKIEWICZ,  geolog i ewolucjonista, wybitny popularyzator nauki i tłumacz. Ukończył Wydział Geologii na Uniwersytecie Warszawskim, doktorat uzyskał na Uniwersytecie Piotra i Marii Curie w Paryżu. Jest autorem m.in. takich książek jak: „Ewolucja”, „Matka Ziemia w przyjaznym Kosmosie”, „Przepis na człowieka”, „Ziemia i życie”, „Jak zostać człowiekiem – przepis ewolucyjny” oraz „Mieszkańcy światów alternatywnych, czyli Historia naturalna rozumu”.

http://polityka.onet.pl/artykul.asp?DB=162&ITEM=1208988&MP=1