Początki (prawie) wszystkiego | NewScientist

Graham Lawton

Otrzymawszy stopień z biochemii oraz dyplom z komunikacji naukowej, oba na Imperial College, Graham Lawton wylądował w magazynie „New Scientist”, gdzie pracuje niemal od początku XXI wieku; najpierw redagował felietony, a obecnie pełni funkcję redaktora naczelnego. Otrzymał wiele nagród za działalność pisarską i edytorską.

Jennifer Daniel

Jennifer Daniel to nagradzana ilustratorka i autorka, która regularnie współpracuje z dziennikiem „New York Times” i magazynem „New Yorker”, a także tworzy animacje i ilustracje dla licznych wydawców.

Jest dyrektorem kreatywnym w Google’u i byłym grafikiem „New York Timesa”. Zdobyła wiele prestiżowych nagród za prace z dziedziny narracji graficznej.

PoczÄ…tki (prawie) wszystkiego Tekst

Graham Lawton Ilustracje

Jennifer Daniel Przekład

Maria Brzozowska

Spis treści

Wprowadzenie 6 Przedmowa 8 Wszechświat 10 Nasza planeta 38 Życie 70 Cywilizacja 118 Wiedza 166 Wynalazki 198 Polecane lektury 246 Podziękowania 249 Indeks 250 1

2

3

4

5

6

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO WPROWADZENIE

Wprowadzenie Profesor Stephen Hawking

Istnienie: skąd się wzięliśmy?

6

Dlaczego istniejemy? Skąd się tu wzięliśmy? Według

ludzi z plemienia Buszongo żyjącego w Afryce Środ­ kowej na początku była tylko ciemność, woda i wielki bóg Bumba. Pewnego dnia cierpiący z powodu bólu brzucha Bumba zwymiotował Słońce. Słońce sprawi­ ło, że część wody wyparowała, odsłaniając ląd. Bum­ ba, który wciąż nie czuł się zbyt dobrze, zwymiotował jeszcze Księżyc, gwiazdy, leoparda, krokodyla i żół­ wia, a wreszcie l­ udzi.

Ten mit o stworzeniu świata, podobnie jak wiele innych, mierzy się z pytaniami, jakie zadajemy sobie po dziś dzień. Na szczęście, jak się przekonamy, obec­ nie dysponujemy już narzędziem, które pozwala na nie odpowiedzieć – jest nim nauka.

Pierwszy naukowy dowód dotyczący tajemnicy na­ szego istnienia odkryto w latach 20. XX wieku, kie­ dy Edwin Hubble rozpoczął obserwacje telesko­powe ze szczytu Mount Wilson w Kalifornii. Ku swojemu zaskoczeniu Hubble zauważył, że niemal wszystkie galaktyki oddalają się od nas. Co więcej, te położone dalej oddalają się szybciej. Rozszerzanie się wszech­ świata jest jednym z najważniejszych odkryć, jakich kiedykolwiek dokonano. Miało ono ogromny wpływ na debatę o jego początkach.

Jeśli galaktyki obecnie oddalają się od siebie, w przeszłości musiały leżeć bliżej. Jeśli ich prędkość jest stała, to miliardy lat temu musiały znajdować się w jednym punkcie. Czy tak właśnie zaczął się wszech­ świat?

W tym czasie wielu naukowców nie mogło pogodzić się ze stwierdzeniem, że wszechświat miał początek, bo wydawało się, że fizyka zawiodła: aby zrozumieć, jak się to wszystko zaczęło, trzeba było powołać się na czynnik zewnętrzny, który dla wygody można nazwać bogiem. Dlatego pojawiły się teorie, zgodnie z którymi wszechświat rozszerzał się, ale nie miał początku.

Jedna z najbardziej znanych teorii tego typu powstała w roku 1948. Nazwano ją teorią stanu stacjonarnego; postulowała, że wszechświat istniał od zawsze, i to w tej samej postaci. Przewidywanie

niezmienności wszechświata stanowiło wielką zaletę tej teorii, ponieważ można ją było sprawdzić doświadczalnie, co jest kluczowym elementem metodyki naukowej. Okazało się, że wszechświat nie jest jednak niezmienny.

Doświadczalny dowód, że wszechświat na po­ czątku był bardzo gęsty, pojawił się w październi­ ku 1965 roku. Było nim odkrycie słabego tła mikro­ falowego w przestrzeni kosmicznej. Jedynym sensownym wytłumaczeniem tego zjawiska było przyjęcie, że to promieniowanie, tak zwane reliktowe, jest pozostałością wczesnego gorącego i gęstego stanu wszechświata. W miarę rozszerzania się wszechświata jego temperatura malała, a promieniowanie ulega­ ło zmianom do stanu, który obserwujemy obecnie.

Teoria szybko potwierdziła te przypuszczenia.

Razem z Robertem Penrose’em z Uniwersytetu Oks­ fordzkiego wykazałem, że jeśli ogólna teoria względ­ ności Einsteina jest poprawna, musi istnieć osobli­ wość – punkt nieskończonej gęstości i zakrzywienia czasoprzestrzeni, gdzie zaczął się czas.

Wszechświat powstał w Wielkim Wybuchu i szybko się rozszerzał. To rozszerzanie nazywa się inflacją kos­ mologiczną. Było ono niezwykle szybkie – w ułamku sekundy wszechświat kilkakrotnie podwoił rozmiary.

Inflacja sprawiła, że wszechświat stał się bardzo duży i bardzo gładki. Gładkość wszechświata nie była jednak idealna: poszczególne miejsca nieco się od siebie różniły. Stopniowo powstały z nich galak­ tyki, gwiazdy i układy słoneczne.

To tym początkowym niejednorodnościom za­ wdzięczamy nasze istnienie. Gdyby wszechświat na początku był zupełnie gładki, nie powstałyby gwiaz­ dy ani życie. Jesteśmy więc wynikiem pierwotnych fluktuacji kwantowych.

Jak się wkrótce przekonamy, wiele ogromnych ta­ jemnic pozostaje wciąż niewyjaśnionych. Mimo to je­ steśmy coraz bliżej odpowiedzi na pradawne pytania: Skąd się wzięliśmy? I czy jesteśmy jedynymi istotami we Wszechświecie, które się nad tym zastanawiają?

7

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO PRZEDMOWA

Przedmowa Zawsze fascynowały mnie początki. Jako dziecko często spacerowałem po wybrzeżu Yorkshire z mamą, tatą i siostrą; kiedy wydłubywaliśmy z klifów amonity, belemnity i wymarłe małże, zastanawiałem się: Skąd one się wzięły? Jak wyglądała Ziemia, kiedy żyły?

Do stawiania tych pytań inspirowała mnie nie tylko natura. Oglądając telewizję – najprawdopodobniej czarno-białą, niemniej cud ówczesnej technologii – zastanawiałem się, kto ją wymyślił. Nie mogłem sobie wyobrazić, w jaki sposób ktoś był w stanie wynaleźć pudło z ekranem, na którym wyświetlały się obrazy gdzieś z daleka. Mnie by się to na pewno nie udało.

Dwadzieścia lat temu, kiedy zostałem dzien­ nikarzem popularnonaukowym, zdałem sobie spra­ wę, jak silnie historie o początku świata oddziałują na naszą wyobraźnię. „Skąd się wzięliśmy?” to jedno z najbardziej głębokich, fundamentalnych pytań, ja­ kie sobie zadajemy. (Inne to: „Jak powinniśmy żyć?” oraz „Dokąd zmierzamy?”, ale te zostawmy na inną okazję). Jestem przekonany, że częścią natury ludzkiej jest obserwowanie świata lub stawianie egzystencjal­ nych pytań i rozważanie: „Jak to możliwe?”.

Każde znane nam społeczeństwo stworzyło histo­ rie o powstaniu wszechświata i jego mieszkańców.

Najstarszą znaną opowieścią jest babiloński epos Enuma elisz z epoki brązu zapisany 2700 lat temu na glinianych tabliczkach. Z pewnością historie o po­ czątku dziejów powstawały jednak dużo dużo wcześ­ niej – co najmniej 40 000 lat temu, kiedy nasi przod­ kowie stali się tak zwanymi ludźmi behawioralnie

współczesnymi. Zgodnie z tym, co obecnie wiemy, ich umysły były takie same jak nasze. Oznacza to, że posiadali oni umiejętność wykonywania intelektual­ nych podróży w czasie, dzięki czemu potrafili wykra­ czać poza chwilę bieżącą, a nawet poza zakres swoje­ go życia, i rozważać zamierzchłą przeszłość i odległą przyszłość. W takim razie, podobnie jak my, z pew­ nością zastanawiali się, jak się to wszystko zaczęło.

Być może pytania te pojawiały się jeszcze wcześ­ niej. Możliwe, że już nasi najdawniejsi przodkowie stworzyli swój mit o początku świata, historię prze­ kazywaną w protojęzyku milion lat temu wokół og­ niska Homo erectus. Tak, nawet opowieści o początku mają swój początek.

Twórcy tych pradawnych historii oczywiście nie mieli do dyspozycji zbyt wielu faktów: polegali jedy­ nie na swoim własnym doświadczeniu i wyobraźni.

Zwykle uciekali się do wyjaśnień nadprzyrodzonych.

Mit naszej własnej kultury, Księga Rodzaju, jest taką właśnie historią. To nawet dwie opowieści w jednej: najpierw znana historia o stworzeniu świata w sześć dni, a później trochę inna i częściowo przecząca po­ przedniej wersja. Być może to ciche przyznanie się do faktu, że nie możemy nic wiedzieć na pewno, mimo że bardzo byśmy chcieli.

Jeśli jednak wykorzystamy możliwości, jakie daje nam podejście naukowe, wyprawa w przeszłość staje się precyzyjnym narzędziem. Za pomocą teleskopów możemy zaglądać do wczesnego wszechświata, a dzię­ ki matematyce zrozumieć jego własności. Cofając ze­ gar w ten sposób, dotarliśmy bardzo daleko – niemal do początku wszechświata, jak wyjaśnił to Stephen Hawking we wprowadzeniu.

Z kolei nauki historyczne – geologia, biologia ewo­ lucyjna i kosmologia – pozwalają nam ustalić, jakie wydarzenia miały miejsce na długo przed pojawie­ niem się człowieka: narodziny naszego Układu Sło­ necznego, początki życia, ewolucja naszego gatunku i wiele innych. Archeologia i historia pomagają zro­ zumieć nam naszą przeszłość i śledzić różne przejawy działalności człowieka – od wczesnych wynalazków, takich jak gotowanie, po nowoczesne technologie, na przykład World Wide Web. Początki (prawie) wszystkiego to wybór współczes­ nych historii o różnego rodzaju początkach ukazanych z naukowego punktu widzenia. Zawiera najważniej­ sze, najciekawsze i najbardziej zaskakujące fakty w 53 rozdziałach ubarwionych wyrazistymi i nierzadko dowcipnymi infografikami autorstwa Jennifer Daniel.

Wybór niektórych tematów, takich jak Wielki Wy­ buch, początki życia i ewolucja człowieka, był bezdy­ skusyjny. Bogatym źródłem zagadnień okazał się też rozwój cywilizacji. Piętnaście tysięcy lat temu nasi przodkowie byli wędrownymi myśliwymi-zbieracza­ mi; współcześnie mieszkamy w domach, robimy za­ kupy w supermarketach i podróżujemy maszynami.

Jak do tego doszło?

Inne zagadnienia były mniej oczywiste i jestem bardzo wdzięczny moim wspaniałym kolegom z ma­ gazynu „New Scientist” i Johnowi Murrayowi za su­ gestie mniej typowych tematów; do moich ulubio­ nych należą zero, gleba i higiena osobista. W końcu mieliśmy stanowczo za wiele materiału, by zmieścić go w jednym tomie. Lista tematów, z których musie­ liśmy zrezygnować, jest długa i zawiera chociażby po­ czątki krykieta oraz lodów viennetta. Być może napi­ szę kiedyś Początki (prawie) całej reszty.

Dość jednak tych podróży w czasie. Jestem bardzo dumny z tej książki. Była to dla mnie wyprawa peł­ na odkryć i mam nadzieję, że okaże się nią również dla was. Wiele zamieszczonych tu historii wymaga­ ło modyfikacji w trakcie pisania książki, ponieważ odkryto kolejne fakty. Pięknem nauki jest jej ciągły rozwój. Żałuję jedynie, że roboczy podtytuł ostatecznie nie znalazł się na okładce (jeśli chcecie wiedzieć, brzmiał on: Od Wielkiego Wybuchu po paprochy w pęp­ku, co – jak sądzę – daje pewne pojęcie o szero­k im wachla­ rzu poruszanych tematów). Formalnie początkiem tej książki była burza mózgów w redakcji magazynu „New Scientist” i w wydawnictwie John Murray, jed­ nak lubię myśleć, że tak naprawdę wszystko zaczęło się na plaży Yorkshire w głowie małego chłopca za­ chwyconego cudami natury.

Ale proszę – oto znów wyruszam w podróż w czasie w poszukiwaniu początków. Po prostu nie można się od tego powstrzymać.

Graham Lawton Londyn, maj 2016 9

Rozdział 1

Wszechświat

14 Materia, przestrzeń i czas

18 Gwiazdy i galaktyki

22 Pierwiastki

30 Ciemna materia i ciemna energia

26 Meteoryty 34 Czarne dziury

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO WSZECHŚWIAT GWIAZDY I GALAKTYKI

W górze tyle gwiazd

beta Centauri

Rigel

Spica Bellatrix

Jeśli narysujemy wykres jasności w zależności od temperatury gwiazdy, pojawia się pewna prawidłowość. Gwiazdy nie są na nim rozłożone losowo, lecz tworzą trzy grupy. Mówi nam to wiele o sposobie, w jaki ewoluują .

102

10

Gwiazdy charakteryzowane są przed dwie własności, które możemy ocenić przez teleskop: jasność i kolor.

Gwiazdy widziane gołym okiem są na ogół białe lub żółte, ale w rzeczywistości mają kolory od niebieskiego po ciemnoczerwony.

Archemar

1. Ciąg główny

Na tej linii leży 90 procent gwiazd. To młode gwiazdy, które robią to, co do nich należy: syntetyzują w swoich jądrach jądra helu z jąder wodoru. Najcięższe gwiazdy leżą po lewej stronie na górze, a najmniejsze – po prawej na dole. Im większa gwiazda, tym wyższą ma temperaturę i tym jaśniej świeci.

1

0,1

Syriusz B

3. Białe karły

10–2

Stare gwiazdy, które opuściły już ciąg główny i przestały być olbrzymami. Są małe, gęste, gorące i niewidoczne gołym okiem. Jeśli upłynie wystarczająco dużo czasu, całkiem się wypalą i staną się czarnymi karłami.

10–3

10–4

Oś jasności Wyskalowana w jednostkach jasności Słońca (L ).

1 jednostka odpowiada jasności Słońca

10–5 Jasność Słońca

Oś koloru Kolor wiąże się z temperaturą.

Im bardziej niebieska gwiazda, tym gorętsza.

ROSNĄCA TEMPERATURA

10 6 L

Deneb

105

2. Olbrzymy i nadolbrzymy

Kanopus

Betelgeuse

104

Antares Gwiazda Polarna

Aldebaran

Największe olbrzymy pozostawiają po sobie czarne dziury lub gwiazdy neutronowe, a niektóre stają sie białymi karłami

Arcturus

Vega Altair Syriusz

Życie olbrzymów jest krótkie, lecz dramatyczne.

Szybko zaczynają syntetyzować hel, węgiel, neon, tlen, krzem i siarkę, a z tych dwóch ostatnich pierwiastków – żelazo.

Nie podlega ono dalszej syntezie i gwiazda skazana jest na wybuch supernowej.

Polluks

Procjon

alfa Centauri A Słońce

To gwiazdy w średnim wieku, które należały kiedyś do ciągu głównego, ale spaliły już cały wodór w swoim jądrze. Teraz spalają wodór z obszarów bliżej powierzchni, co sprawia, że się rozszerzają.

alfa Centauri B

Tau Ceti Ran 61 Cygni A

103

102

10

1

0,1

61 Cygni B Gliese 725 A

Lacaille 9352

10–2

Gliese 725 B Gwiazda Barnarda Ross 128 Wolf 359

10–3

Proxima Centauri DX Cancri

Procjon B

10–4

MALEJĄCA TEMPERATURA

10–5

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO NASZA PLANETA KSIĘŻYC

Jak duży jest Księżyc?

Trudno sobie wyobrazić wielkość Księżyca. Jest on olbrzymi – ma powierzchnię większą niż Rosja, Kanada i Chiny razem wzięte. Jest to zdecydowanie największy Księżyc planet wewnętrznych i tylko nieznacznie ustępuje on rozmiarem ogromnym księżycom Saturna i Jowisza.

Nasz Księżyc

Mars Kolejnym pod względem wielkości księżycem planet wewnętrznych jest Fobos, który ma powierzchnię zbliżoną do powierzchni średniej wielkości miasta, takiego jak Mediolan

Rosja

Powierzchnia drugiego księżyca Marsa, Dejmosa, stanowi mniej niż jedną trzecią powierzchni Fobosa

Włochy

a ali r t Aus 48

Kan ada

Stany Zj edn oc

z e on

a yd t k r Anta

y Chin

Księżyc z wodą y

an o ce s z y s t k ie ziems k ie p r ze yc , t sięż t r ansp en je g or towa ć na K roc o śr p 2 e dni c a z w ięk s z y ł a by się o

Gdy

by w

49

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO NASZA PLANETA POGODA

Odpowie ci wiatr Pogoda jest nieprzewidywalna, ale u podstaw zjawisk atmosferycznych leży prosty schemat: system komórek cyrkulacyjnych, w których ciepło przekazywane jest z tropików ku biegunom.

Strefa przejściowa między stratosferą a troposferą, czyli tą częścią atmosfery, w której zachodzą zjawiska pogodowe Identyczny system komórek istnieje na półkuli południowej

Komórka Hadleya

Temu atmosferycznemu „taśmociągowi” zawdzię­ czamy lasy deszczowe, pustynie i pasaty Taki mechanizm powstawania pasatów zaproponował w 1735 meteorolog amator George Hadley. Za jego życia wyjaśnienie to nie zyskało rozgłosu, ale później potwierdzono jego słuszność.

POŁUDNIE Równik W pobliżu równika ciepłe, wilgotne powietrze wznosi się, ochładza i oddaje wilgoć w postaci opadów, zasilając lasy desz­ czowe. Kiedy powietrze dociera do granicy troposfery, kie­ ruje się w stronę biegunów. Tymczasem powietrze przy po­ wierzchni Ziemi zmierza od biegunów do równika, by zastąpić to, które wzbiło się w górę. Ruch obrotowy Ziemi sprawia, że powietrze skręca na zachód – w ten sposób powstają pasaty.

PÓŁNOC

56

Pr ze p ł y w powietr z a w k ier unk d na ole k u r ównik a o m ó re k H a dl ey a na z y w a my p a s a t a mi

PAUZ A

y, gdzie za a j ą s i ę d a s y s t e my O b s r r ó w n i ko w zbie g w s t y w r e r g e n c t r o p ik aln e o e e t m , w a f a n s ą n a w a o k ji z y j p

TROP O

30°N Ciepłe powietrze w koń­cu ochładza się i opada. Jest suche, dlatego w tym ob­ szarze prawie wcale nie ma opadów deszczu, co wyjaś­ nia istnienie pasa pustyń okalającego kulę ziemską.

Jak Słońce sprawia, że na Ziemi wieją wiatry Na równiku światło słoneczne pada na powierzchnię Ziemi dokładnie z góry. W okolice biegunów trafia pod pewnym kątem.

D na lat in gr ego w dzie zew at z w no j, c a s m o t ię sf je e si o za za dy . W spr ba era w st ch ob aw rd n dz ąp ło sz ia zie ad ię ić. dn ar , ż j n ró cz T ie r e am ym js ów po iż w wni ze n w s k y zja ruc po ika iet zęd iem w hom wi na rze zie isk e p a po trze ływ się po w go iet , by a do r z w a e.

S

N

rre

ie

k Fe re

dn

o

ho

ry z

ac

ole k o

iet

na t

p ow

egu

w

e

n

ku

ó

w

i

Komórka polarna

Mniejsza i „słabsza” wersja komórki Hadleya

w k ie

Pr z

bi

y pł

m

at

ad n

r

za

ru

Część wznoszącego się powietrza, które tworzy komórkę polarną, płynie w przeciwną stronę, wytwarzając cyrkulację strefy umiarkowanej, uwięzioną między komórką Hadleya a polarną

a

l

Komórka Ferrela

60°N W komórce Ferrela powietrze krąży w przeciwnym kierunku niż w sąsiednich komórkach. Przy powierzch­ ni Ziemi powietrze podzwrotnikowe przemieszcza się w kierunku biegunów. Wskutek ruchu obrotowego Ziemi skręca ono na wschód. Te wiatry zachodnie odpowiadają za zmienną pogodę na Wyspach Brytyjskich i w innych krajach strefy umiarkowanej.

Biegun północny Komórka polarna jest napędza­ na niejednorodnym nagrze­ waniem powierzchni Ziemi.

Względnie ciepłe powietrze wznosi się, dociera do tro­po­ pauzy, przesuwa się do biegu­ na, po czym się ochładza.

57

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO ŻYCIE SEN

Dlaczego śpimy?

Kilka godzin po przeczytaniu tego tekstu stracisz

świadomość, zapadając w sen. W ciągu kolejnych kil­ ku godzin twój mózg będzie na przemian wchodził w dwa różne stany: sen głęboki i fazę REM. Przez więk­ szość tego czasu nie będziesz całkiem nieświadomy, lecz pochłonięty przedziwnym zajęciem – śnieniem.

Około jednej trzeciej naszego życia spędzamy, śpiąc, i z pewnością sen jest niezwykle ważny. Dłu­ gotrwałe pozbawienie snu prowadzi do choroby.

Szczury, którym nie pozwala się zasnąć ani na chwi­ lę, umierają najpóźniej po trzech tygodniach. Jednak mimo że zjawisko snu jest intensywnie badane od ponad 60 lat, wciąż nie wiadomo, po co dokładnie go potrzebujemy.

I to nie dlatego, że za mało się staramy. Naukowcy badający sen zaproponowali dziesiątki hipotez na te­ mat jego funkcji. Mówią one, że sen pozwala uniknąć zagrożenia, oszczędzać energię, regenerować mięśnie i mózg, regulować układ odpornościowy, przetwarzać informacje, uporać się z emocjami i konsolidować pa­ mięć. Każda z tych teorii ma swoje zalety oraz wady.

Większość naukowców zgadza się, że sen ma wiele funkcji i że każda z tych hipotez może być do pewne­ go stopnia słuszna.

Brak konkretnego wyjaśnienia jest frustrujący nie tylko dla badaczy snu. Otóż bez niego bardzo trudno jest ustalić, jak przebiegała ewolucja tego zjawiska.

Musi być ono bardzo stare, ponieważ śpią wszystkie zwierzęta mające złożony układ nerwowy, w tym ssa­ ki, ptaki, gady i ryby. Wiemy też, że spały dinozaury.

W 2004 roku paleontolodzy w Chinach odkryli kości dinozaura sprzed 125 milionów lat z głową wsuniętą pod przednią kończynę, tak jak u śpiącego ptaka, któ­ ry chowa głowę pod skrzydło. Stan snu rozpoznaje się również u zwierząt niemających złożonego układu nerwowego, takich jak owady, skorpiony, robaki i nie­ które skorupiaki.

Potrzeba snu może być własnością nieodłącznie związaną z komórkami nerwowymi. Grupy neu­ ronów hodowane na szalce Petriego spontanicznie wchodzą w stan bardzo przypominający sen. Pozba­ 98

wione go zaczynają świrować, przewodząc impulsy bez ładu i składu.

Nawet mikroorganizmy, które nie mają żadnego układu nerwowego, wykazują dzienne cykle okresów aktywności i jej braku, sterowane zegarem wewnętrz­ nym. Tak więc początki snu mogą sięgać zarania życia jakieś 4 miliardy lat temu.

Kolejny problem stanowi fakt, że sen jest zróżni­ cowanym zjawiskiem i dzieli się na dwie fazy. Pierw­ szą z nich nazywamy snem głębokim albo wolno­ falowym, ponieważ fale mózgowe są wtedy długie, o małej częstotliwości, i zsynchronizowane w całym mózgu. Drugą fazę stanowi diametralnie różna od po­ przedniej faza REM. Charakteryzuje ją szalona aktyw­

Nocne podróże Fazę REM nazywa się fazą marzeń sennych, ponieważ wtedy najwięcej śnimy. Mamy jednak sny również w innych fazach, co wykazują badania mózgów śpiących osób. Jednak te sny są krótsze, mniej wyraziste i mniej złożone.

Inne typy marzeń sennych występują na granicy snu i jawy. Te tak zwane omamy hipnagogiczne przypominają halucynacje i poprzedzają czasem sen świadomy. To fascynujący i pożądany stan świadomości, kiedy zdajesz sobie sprawę, że śnisz, ale masz pewną kontrolę nad tym, co się dzieje w twoim śnie. Prawdziwe sny na jawie – coś podobnego!

K a żde pr zez j i ny ak ie ś 2 go d z , j noc y śnimy al e na aw om t y c h m i a s t p r i e w s z y s t ko z a p i n a m y

ność mózgu, niemal jak w stanie pełnej świadomości. Występują wtedy charak­ terystyczne objawy fizyczne: szybkie drgania gałek ocznych i niemal całkowity paraliż mięśni, który zapobiega ruchom w reakcji na sny.

Faza REM występuje jedynie u ssaków i ptaków, których wspólny przodek żył 300 milionów lat temu, co mogłoby oznaczać, że pojawiła się wcześniej, niż wyewoluowały te linie rozwojowe. Z drugiej strony, od tego samego przodka pochodzą również gady, nie­ mające fazy REM, co wskazywałoby na to, że faza ta wyewoluowała niezależnie u ptaków i ssaków.

Co twój umysł robi nocą Faza REM to czas, kiedy najwięcej śnimy, a funkcję i pochodzenie snów badacze rozumieją dużo lepiej niż sam sen.

Zygmunt Freud jako pierwszy zasugerował, że na treść marzeń sennych mogą wpływać nasze przeży­ cia. Poglądy Freuda na temat snu popadły obecnie w niełaskę, jednak ten wciąż cieszy się uznaniem – obecnie znany jest jako hipoteza ciągłości.

Marzenia senne są jakby lustrem dla naszych prze­ żyć na jawie. Często odzwierciedlają nasze niedawne doświadczenia, szczególnie te nowe. Ktoś, kto właś­ nie pierwszy raz w życiu zagrał w Tetris, może śnić na przykład o podłużnych kształtach spadających z nieba.

Związek pomiędzy przeżyciami na jawie i we śnie zaobserwowano bezpośrednio podczas obrazowania mózgu, które pokazało, że śniąc, odtwarza on wzorce aktywności zaobserwowane wcześniej w doświadcze­ niach na jawie.

Przeżycia przenikają do snów w dwóch oddziel­ nych etapach. Najpierw pojawiają się w noc po zajściu danego wydarzenia, a po raz drugi pięć do siedmiu dni później, co potwierdzałoby, że jedną z funkcji snu jest przetwarzanie wspomnień i scalanie ich celem długoterminowego przechowywania.

Jednak w snach nie odtwarzamy dokładnie na­ szych przeżyć. Zostają one podzielone na fragmenty,

połączone ze starszymi wspo­ mnieniami i wymieszane w dzi­ waczne, naładowane emocjami narracje zawierające nieprawdo­ podobne wydarzenia, miejsca i po­ staci. Może to wynikać z faktu, że procesowi przypo­ minania towarzyszy wysoka aktywność obszarów mózgu związanych z widzeniem oraz ośrodków emo­ cji w ciele migdałowatym i pniu mózgu. Natomiast obszary odpowiadające za racjonalne myślenie i uwa­ gę są wtedy nieaktywne.

Jednak proces zapamiętywania nie wyjaśnia wszystkiego. Opisy snów uzyskane od osób niepełno­ sprawnych od urodzenia zawierają przeżycia, których te osoby nigdy nie doświadczyły. Wiele osób niesły­ szących ma sny, w których słyszą i rozumieją język mówiony; osoby nieme w snach są w stanie mówić.

Ludzie urodzeni jako sparaliżowani w snach często umieją chodzić, pływać lub biegać. To może oznaczać, że z jakiegoś powodu mózgi wszystkich ludzi są gene­ tycznie zaprogramowane, by generować przeżycia, których potencjalnie możemy doświadczyć w real­ nym życiu.

Podobnie można wytłumaczyć koszmary senne.

W mniej więcej dwóch trzecich snów pojawia się ja­ kieś zagrożenie. Często związane jest ono z drugą oso­ bą, jak ucieczka przed napastnikiem albo bójka. Takie sny występują jeszcze powszechniej u dzieci i nie­ rzadko pojawiają się w nich groźne zwierzęta. Można wyjaśniać to w ten sposób, że nasz mózg „wytwarza sny” symulujące wyzwania, które możemy spotkać w prawdziwym życiu – albo takie, jakich doświad­czali nasi dalecy przodkowie – co pozwala nam ćwiczyć za­ chowanie w tych sytuacjach.

Dlatego zasypiając dziś wieczorem, miej się na baczności. Kraina snów pełna jest tajemnic i niebez­ pieczeństw.

99

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO CYWILIZACJA UBRANIA

Kiedy zamieniliśmy własne futro na ubrania?

Ludzie różnią się od innych człowiekowatych w wie-

lu aspektach, ale zdecydowanie jednym z najważniej­ szych jest to, jak wyglądamy nago. Szympansy, bono­ bo, goryle i orangutany są niemal całkowicie pokryte sierścią. A my – wręcz przeciwnie.

Oczywiście rzadko widujemy się nago i dlatego na co dzień nie zwracamy uwagi na to, jak mało włosów mamy na ciele. Nosimy ubrania, tak jakby utrata wło­ sów, które pokrywały naszych przodków, była wiel­ kim błędem.

I rzeczywiście tak było pod pewnymi względami.

Człowiek wyewoluował w Afryce, gdzie większym wy­ zwaniem była ochrona przed upałem niż przed chło­ dem. W takim środowisku brak sierści był przewagą, szczególnie dlatego, że chłodzimy się przez pocenie, które nie jest wydajne, jeśli jest się pokrytym futrem.

Jednak utrata owłosienia zawęziła nasze horyzonty.

Nasi przodkowie nie wybierali się daleko na północ lub na południe, bo było tam zbyt zimno, by mogli przeżyć.

Obecnie nie stanowi to już problemu. Współcześni ludzie żyją na całej Ziemi. Jednym z elementów, któ­ re pozwoliły nam podbić świat, był ubiór. (Przydatne

były też ogień i schronienie, ale są one dużo trudniej­ sze w transporcie niż ciepły sweterek). Poza utrzymy­ waniem nas w cieple i suchości ubranie ma też inną funkcję: stanowi ważny społecznie sygnał, informu­ jąc, kim jesteśmy.

Ubierz się ciepło Pojawienie się ubrań było więc istotnym wydarze­ niem w prehistorii. Niestety nie wiemy zbyt wiele na ten temat. Ubrania robi się z materiałów biodegrado­ walnych – wełny, futra, skóry, włókien roślinnych – i dlatego nie mogą oprzeć się zębowi czasu. Najstarsze znane elementy ubiorów mają zaledwie kilka tysięcy lat, ale wiemy, że ludzie ubierali się znacznie wcześ­ niej – na przykład mieszkańcy Syberii, którzy prze­ szli na Alaskę przez pas lądu zwany Beringią 15 000 lat temu, czyli w szczycie ostatniej epoki lodowcowej, musieli być ubrani. Cofając się dalej w czasie, trud­ no sobie wyobrazić, że ludzie kolonizujący Europę 40 000 lat temu nie mieli niczego do okrycia.

Znaleziska archeologiczne świadczą o tym, że ubrania mogą być bardzo starym wynalazkiem. Ma­

Siedmiomilowe buty Najstarsze zachowane w całości buty pochodzą sprzed 5500 lat. Znaleziono je w jaskini w Armenii, a zostały wykonane z jednego kawałka skóry bydlęcej sznurowanego rzemykiem. Jednak buty na pewno wynaleziono wcześniej, na co mamy niebezpośrednie dowody. Otóż kości palców stopy liczące 40 000 lat znalezione w jaskini w Chinach noszą ślady świadczące o tym, że ich właściciel na co dzień chodził w butach.

Archeolodzy zbadali kształt i gęstość tych kości, po czym porównali je z kośćmi Amerykanów z XX wieku, Inuitów z końca czasów prehistorycznych oraz innych ludów zamieszkujących wtedy tereny Ameryki. Buty zmieniają nasz sposób chodzenia. Palce stóp pracują w nich znacznie słabiej, więc kości podlegają działaniu mniejszej siły, co prowadzi do charakterystycznych zmian anatomicznych.

Współcześni ludzie noszący buty mają małe i wątłe palce u nóg, natomiast u chodzących boso dawnych mieszkańców Ameryki były one duże i mocne. Chodzący w butach Inuici plasują się pomiędzy. Odnalezione w Chinach kości przypominały właśnie kości Inuitów, co świadczy o tym, że ich posiadacz regularnie nosił buty.

lowidła skalne we Francji ukazujące ubranych ludzi datowane są na 15 000 lat, ale ich autentyczność jest wątpliwa. Najstarsze odnalezione igły mają 40 000 lat, a pierwsze skrobaki do obróbki skór zwierzęcych pochodzą sprzed pół miliona lat, przy czym jedne i drugie mogły być wykorzystywane do innych ce­ lów niż produkcja ubrań. A jeśli chodzi o to, kiedy nasi przodkowie stracili sierść, solidnych dowodów jest jeszcze mniej.

Na szczęście możemy sobie poradzić bez pomocy archeologii. Okres pozbycia się futra oraz okres poja­ wienia się ubioru datuje się za pomocą zaskakującego źródła: są nim wszy. Dla większości gatunków ssaków są one irytującym aspektem życia. Przeważnie na­ czelne atakowane są przez jeden konkretny, wyspe­ cjalizowany gatunek wszy (chociaż orangutanom i gi­ bonom jakoś udało się wykpić). Natomiast my, ludzie, zostaliśmy uszczęśliwieni aż trzema gatunkami tych pasożytów: wszami głowowymi, łonowymi i ubra­ niowymi. Wszystkie one żywią się krwią. Naprawdę, jesteśmy najbardziej wszawymi z małp. Dobra wia­ domość jest taka, że dzięki wszom mamy dostęp do wiedzy o naszej przeszłości.

Pierwsza informacja dotyczy momentu pozbycia się sierści. Najprawdopodobniej my również mieli­ śmy dawniej tylko jeden gatunek wszy, który żył we włosach pokrywających nas od stóp do głów. Był to przodek współczesnej wszy głowowej Pediculus humanus. Kiedy straciliśmy większość włosów na ciele, siedlisko tej wszy znacznie się skurczyło. Pojawiło się jednak inne: włosy łonowe. Są one grubsze od wło­ sów na głowie i zbyt grube, by słabe i delikatne wszy głowowe mogły się na nich utrzymać. Wykorzystał to inny gatunek – wszy łonowe Pthirus pubis. Są one znacznie większe i mocniejsze niż wszy głowowe (i oczywiście niezbyt lubiane, stąd ich inne określe­ nie: menda). Lubią też mieszkać w zaroście, brwiach, włosach pod pachami i na piersi oraz – okazjonalnie – we włosach na głowie.

Można by pomyśleć, że wszy łonowe wyewoluowa­ ły z głowowych, ale tak nie było: ich najbliższymi ży­ jącymi krewnymi jest pasożyt goryla Pthirus gorillae.

Stary skórzany but sprzed 5500 lat

Na pewnym etapie ten gatunek przeskoczył z goryli na ludzi. Jak dokładnie do tego doszło, jest delikatną kwestią i nie musimy się w nią wdawać. Jednak gene­ tyka mówi nam, że te dwa gatunki wszy rozdzieliły się 3,3 miliona lat temu, co oznaczałoby, że w tym czasie nasi przodkowie mieli już odrębne owłosienie gło­ wowe i łonowe. To zdumiewająco wcześnie, na długo przed pojawieniem się Homo sapiens. Wygląda na to, że król od zawsze jest nagi.

Po nitce do kłębka A co z tkaninami? Kiedy prehistoryczni ludzie zaczęli okrywać ciała, stworzyli kolejną niszę dla wszy. Tym razem wszy głowowe dotarły do niej jako pierwsze.

Wszy ubraniowe przypominają wyglądem te głowo­ we, są tylko większe i mocniejsze. Nie ma wątpliwości, że to gatunki pokrewne.

Są zarazem na tyle różne, że dało się za pomocą genetyki ustalić, kiedy ich linie się rozdzieliły. Nie­ dawna analiza wykazała, że ich wspólny przodek żył co najmniej 83 000, a może nawet 170 000 lat temu.

Wygląda na to, że nasi przodkowie nosili ubrania na długo, zanim zaczęli migrować z Afryki do resz­ ty świata. Jeśli tak było, kuszącą jest hipoteza, że to ubrania stanowiły jeden z przełomowych wynalaz­ ków, które im to umożliwiły.

To, jak wyglądały i jak były zrobione pierwsze ubra­ nia, pozostaje w sferze domysłów. Jednak ich wynale­ zienie przypada na okres pojawienia się pierwszych oznak kultury symbolicznej, dlatego rozsądnie jest założyć, że oprócz funkcji czysto użytecznej szybko zaczęły odgrywać również rolę modnego przybrania.

Wszystko pięknie, szkoda tylko z tymi wszami.

155

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO WIEDZA MIERZENIE CZASU

Moc dwunastki Wiele dawnych systemów mierzenia opartych było na liczbie 12. System dwunastkowy został wyparty przez dziesiętny, ale przetrwał w dziedzinie pomiarów czasu.

4 1

Piramida pomysłów

Dwunastkowy system pomiaru czasu jako pierwsza stosowała cywilizacja egipska.

Wczesne zegary słoneczne odkryte w Dolinie Królów pokazują, że czas od wschodu do zachodu słońca podzielony był na 12 równych okresów

4

6

7

6

3

8

10 11

9

12 W swoje ręce

Podstawa 12 mogła się wziąć z tego, że palce jednej dłoni mają razem 12 paliczków, które można odliczać czubkiem kciuka…

8 9

3

5

2

Nie wiadomo, dlaczego Egipcjanie wybrali akurat dwunastkę. Być może wzięła się z niebios: egipscy astronomowie podzielili nocne niebo na 12 równych części

5

7

10

2

11

1

12

Może wynikła z ludzkiej anatomii A może pojawiła się, bo w ciągu roku występuje około 12 cykli księżycowych STY

184

LUT

MAR

KWI

MAJ

CZE

LIP

SIE

WRZ

PAŹ

LIS

GRU

12 cali w stopie

12 dawnych pensów w szylingu

12 uncji trojańskich w funcie trojańskim

12 znaków zodiaku

12 półtonów w oktawie

36 cali w jardzie

36 galonów piwa w beczce

Wiele towarów sprzedaje się tuzinami

12 … 24 … 36 … 48 … 60 …

Jednostki złożone z 12 elementów pojawiają się w pomiarach wszelkiego rodzaju

×3 ×4

(36)

(48)

×2

(24)

1 × 12 Rok ma 12 miesięcy 2 × 12 Doba ma 24 godziny

×5

5 × 12 60 minut w godzinie, 60 sekund w minucie

(60)

70-godzinny tydzień

×1

Rewolucjoniści francuscy próbowali wprowadzić sy­ stem dziesiętny do mierze­ nia czasu, dzieląc dobę na 10 godzin po 100 minut po 100 sekund, ale ten system się nie przyjął

(12)

Palce drugiej dłoni można wtedy wykorzystać do zapamiętywania kolejnych dwunastek, aż uzyskamy wartość 60 (5 × 12)

Magiczna liczba

12 dzieli się przez 2, 3, 4 i 6, co przydaje się w systemach ważenia i mierzenia, gdzie większe jednostki dzieli się na połówki, ćwiartki i na trzecie części Dwunastkowy

Ten system jest szeroko rozpowszechniony w Azji i może wyjaśniać, dlaczego liczby 12 i 60 często pojawiają się wsystemach mierzenia. Liczenie na palcach prawdopodobnie doprowadziło do stworzenia systemu dziesiętnego

1/2

Dziesiątkowy 0,5

⅓

0,333333

1/6

1/4

0,25

0,166667

Liczba 10 nie dzieli się aż tak łatwo, co sprawia, że pojawiają się nieporęczne ułamki, takie jak okresowy 0,(3)

185

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO WIEDZA MECHANIKA KWANTOWA

W głąb króliczej nory Na początku XX wieku pionierzy mechaniki kwantowej spisali na nowo reguły funkcjonowania naszego świata, ale żaden z nich tak naprawdę nie pogodził się z ich fundamentalną rzeczywistością.

1900

1905

„W sumie nie zastanawiałem się nad tym zbyt wiele”

„Mechanika kwantowa z pewnością jest imponująca. Jed­ nak wewnętrz­ ny głos mówi mi, że nie jest praw­ dziwa”

Max Planck przypadkowo roz­ począł rewolucję, postulując, że energia może istnieć jedynie w pewnych ilościach, nazywanych kwan­ tami. Sam jednak w to nie wierzył: była to je­ dynie matematyczna sztuczka pozwalająca wyjaśnić pewne niejasne wyniki doświadczalne.

Albert Einstein z powodzeniem zasto­ sował pomysł Plancka do opisu światła i teo­ ria kwantowa zaczęła nabierać kształtu.

Jednak Einstein nigdy naprawdę nie uznał jej za słuszną.

Nagroda N o b la z fiz yki w 1918 rok u

zy Nobla z fi Nagroda ku w 1921 ro

ki

la da Nob Nagr o 2 r oku 2 9 1 w i z fiz yk

Niels Bohr zastosował teorię kwantową do atomów.

Później borykał się z filozoficznymi konsekwencjami takiego podejścia.

„Każdy, kto nie jest zszokowany teorią kwantową, jej nie zrozumiał”

Erwin Schrödinger ogłosił swoje słynne równanie dowodzące, że rzeczywistość jest fundamentalnie dziwaczna.

„Nie podoba mi się to i przykro mi, że kiedykolwiek miałem z tym coś wspólnego”

1927

Werner Heisenberg zdał sobie sprawę, że teoria kwantowa nakłada fundamentalne ograniczenie na to, ile możemy kiedykolwiek dowiedzieć się o świecie – jest to słynna zasada nie­ oznaczoności Heisenberga.

„Czy natura naprawdę może być tak absurdalna, jak wynika z tych eksperymentów z atomami?”’

Nag ro z fiz da Nob yki w la 19 3 2r

oku

Na z fi gro z y da N ki w obl 19 a 33 ro k

1913

u

1926

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO WYNALAZKI LOTY

Kto pierwszy latał?

Jeśli odwiedzisz kiedyś Chard, angielskie miaste­cz­ko

w hrabstwie Somerset, zapewne będziesz zdziwiony widokiem znaków witających cię w „miejscu naro­ dzin lotów z napędem”. Jeszcze większe zaskoczenie czeka cię w centrum tej miejscowości. Na głównej uli­ cy zobaczysz pomnik z brązu upamiętniający pierw­ szy samolot na świecie.

Każda miejscowość chciałaby z czegoś zasłynąć, jednak czy te akurat honory nie należą się Kitty Hawk w Karolinie Północnej, gdzie bracia Wright spełnili odwieczny sen człowieka o lataniu?

I tak, i nie. Kitty Hawk z pewnością zasługuje na swoją pozycję w historii lotnictwa, ale tak samo jest z Chard. W czerwcu 1848 roku wynalazca John Stringfellow osiągnął tam coś, co wydawało się nie­ możliwe: skonstruowany przez niego samolot z silni­ kiem parowym przeleciał całą długość nieużywanego budynku fabryki tekstyliów w centrum miasta.

W ten sposób Stringfellow prawie zapisał się w hi­ storii. Prawie, bo on sam nie leciał – jego maszynę nazwalibyśmy dzisiaj dronem. Dopiero kiedy w 1903 roku Orville Wright odbył swój pierwszy, 12-sekundo­ wy lot na odległość 37 metrów w Kitty Hawk, człowie­ kowi udało się wreszcie dorównać ptakom i wznieść się ku górze w obiekcie cięższym od powietrza.

Historia lotów pełna jest porażek i niemal zapo­ mnianych pionierów. Jednak jak przyznali sami Orville i Wilbur, wszystko to przyczyniło się do ich późniejszego sukcesu. Jednym z najbardziej znaczą­ cych wynalazców w dziedzinie lotnictwa był angiel­ ski dżentelmen i naukowiec George Cayley, który bez wątpienia osiągnąłby więcej niż współczesny mu Stringfellow, odbywając lot maszyną z napędem całe 50 lat przed Wilburem i Orville’em – gdyby tylko po­ zwoliła mu na to ówczesna technologia silników.

W czasach młodości Cayleya wśród naukowców i opinii publicznej panowało przekonanie, że człowiek nie tylko nie może latać, ale nawet nie warto tego pró­ bować. Nie zraziło to Cayleya, mimo że współcześni uznali go za niespełna rozumu. W 1799 roku opubli­ kował on projekt samolotu, a także najwcześniejszy 210

znany opis umożliwiających lot sił aerodynamicz­ nych, które działają na skrzydło. Trzyczęściowy trak­ tat Cayleya Nawigacja powietrzna, opublikowany w 1809 i 1810 roku, przyjęto sceptycznie.

Badaczowi to jednak nie przeszkadzało. Przepro­ wadził serię eksperymentów, potwierdzając swoje ob­ liczenia, i był przekonany, że rozwiązał problem lotu

W górę!

Ludzie zawsze marzyli o lataniu, a w październiku 1783 roku wresz­ cie się to udało. Nie jesteśmy cał­ kowicie pewni, kto był pierwszy – albo Jacques-Étienne Montgolfier, albo jego współpracownik Pilâtre de Rozier. W każdym razie jeden z nich wsiadł do kosza balonu na ogrzane powietrze pod Paryżem i wzbił się w niebo.

To sensacyjne osiągnięcie miało jednak posmak rozczarowania.

Owszem, ludzie od zawsze chcieli latać, ale „tak jak ptak”. Dyndanie pod balonem – który był urzą­ dzeniem bez silnika, lżejszym od powietrza – tak naprawdę się nie liczyło. Miesiąc później de Rozier wykonał pierwszy swobodny lot balonem, łagodnie dryfując nad Pa­ ryżem przez 25 minut. W 1785 roku zaliczył kolejny „pierwszy raz” – stał się pierwszą ofiarą śmiertelną wypadku powietrznego, kiedy jego balon uległ rozdarciu i spadł na ziemię w okolicy Calais.

is la

e go w y p a dk u p ow iet r

zne go d

o s zł o w

1785 ro k

u, k i e d y

b a l o n P ilâ t

k o lic a

er t eln

ch

Ca

p

śmi

re’a de Rozier spadł w

o

Do

ie

rw

sz

o eg

obiektów cięższych od powietrza. Konstruował coraz to bardziej wymyślne maszyny, aż wreszcie zbudo­ wał peł­nowymiarowy szybowiec, którym jego wnuk ­George przeleciał w poprzek płytkiej doliny niedale­ ko Scarborough w hrabstwie Yorkshire w 1853 roku.

Leć jak ptak Szybowiec miał nieruchome skrzydła i prymitywny ogon, a z tyłu ster. Cayley zdał sobie sprawę z kluczo­ wej roli, jaką w lataniu ptaków pełni ogon, i doszedł do wniosku, że potrzebuje go również latająca maszy­ na. Nie miała ona silnika – na próbach jego skonstru­ owania Cayley strawił wiele lat. Ponieważ nie miał w zwyczaju się zrażać, postawił na szybowiec.

Bracia Wright podkreślali rolę jeszcze dwóch in­ nych pionierów lotnictwa. Pierwszym z nich był Otto Lilienthal z Niemiec, konstruktor szybowców o skrzydłach przypominających ptasie, to znaczy mocno uwypuklonych u góry. Takie skrzydła pozwa­ lały wytworzyć siłę nośną, o jakiej inni konstruktorzy nawet nie marzyli. Lilienthal wykonał wiele lotów szy­ bowcowych, startując z różnych wysoko położonych miejsc, w tym ze specjalnie usypanego 15-metrowego wzgórza niedaleko jego domu na przedmieściach Ber­ lina. Zapłacił jednak za te eksperymenty najwyższą cenę, ginąc w 1896 roku wskutek złamania karku, kie­ dy jeden z szybowców stracił sterowność i się rozbił.

Kolejnym źródłem inspiracji dla Wrightów był amerykański astronom Samuel Langley. W 1896 roku skonstruował on model samolotu napędzany małym silnikiem parowym. Zanim skończyło się paliwo, mo­ del przeleciał ponad kilometr. Jednak Langleyowi ni­ gdy nie udało się zbudować maszyny na tyle dużej, by uniosła człowieka, ponieważ pełnowymiarowe sil­ niki parowe były zbyt ciężkie. Ten problem zniknął wraz z rozwojem technologii silników samochodo­ wych, kiedy powstał silnik spalania wewnętrznego.

W październiku 1903 roku Langley zarzucił pra­ ce nad maszynami z silnikiem parowym i spróbo­ wał wypuścić samolot napędzany silnikiem na ben­ zynę z dachu barki mieszkalnej na rzece Potomac

w Waszyngtonie. Okazało się to kompletną poraż­ ką, głównie dlatego, że konstruktor zaniedbał kwe­ stię panowania nad samolotem po starcie. Niedługo potem wzbił się w powietrze samolot braci Wright z silnikiem spalinowym. W przeciwieństwie do Lan­ gleya, bracia odrobili zadanie domowe ze sterowania samolotem, czerpiąc wiedzę z doświadczeń innych konstruktorów – i oczywiście z obserwacji ptaków.

Jednym ze sprytniejszych ulepszeń, jakie wpro­ wadzili bracia Wright, było opracowanie sposobu kontrolowania przechylenia samolotu, czyli ruchu kadłuba wokół jego osi podłużnej. Żeby pilot nie mu­ siał przesuwać się wewnątrz samolotu z jednej stro­ ny na drugą, tak jak to było podczas fatalnego lotu ­Lilien­thala, Wrightowie skonstruowali skrzydła ma­ jące części, które pilot mógł skręcać, przejściowo uzy­ skując większą siłę nośną po jednej ze stron.

Zabierz mnie na Księżyc Był to bardzo ważny krok, ponieważ możliwość ste­ rowania maszyną powietrzną bez katastrofalnej utra­ ty siły nośnej stanowiła dotychczas główny problem konstruktorów. „Flyer” dysponował również zamon­ towanym z przodu ruchomym płatem nośnym, któ­ ry pozwalał kontrolować pochylenie, czyli ruch nosa w górę i w dół, oraz umieszczony z tyłu ster kierun­ ku, pozwalający zmieniać odchylenie samolotu, czyli jego ruch na prawo i lewo. Dzięki temu samolotem braci Wright można było sterować w trzech kierun­ kach, co było kluczowym aspektem, niedocenionym przez wszystkich ich poprzedników.

Krótki lot Orville’a pozostaje jednym z najwięk­ szych osiągnięć w historii technologii. Zaledwie 66 lat później NASA przeprowadziła lądowanie ludzi na Ksieżycu, a do samolotów codziennie wsiadali pasa­ żerowie, by polecieć na drugi koniec świata. Dziś la­ tanie nie jest niczym niezwykłym i wręcz nas nuży. Łatwo jest zapomnieć, jak bardzo nasi przodkowie o nim marzyli. Lot tanimi liniami w kla­ sie turystycznej byłby dla nich niemal cudem.

211

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO WYNALAZKI PRZYPADKOWE ODKRYCIA

Ping!

Kuchenki mikrofalowe są nieoczekiwanym „skutkiem ubocznym” prac nad radarem podczas drugiej wojny światowej

Jednym z czołowych twórców radaru działającym na rzecz aliantów był ame­ rykański fizyk Percy Spencer. W 1945 roku pracował nad tech­ nologią radarową w koncernie zbroje­ niowym Raytheon.

Pewnego dnia zauważył, że czekoladowy baton, który miał w kieszeni, stopił się.

Radar wysyła wiązkę fal radiowych lub mikrofal Długość fali : 100 m

Widmo elektromagnetyczne

Fale radiowe i mikrofale

Jedna bilionowa część metra

Inne fale elektromagnetyczne

Spencer uzmysłowił sobie, że stoi przed magnetronem mikrofalowym, częścią radaru, która wytwarza wiązkę fal.

Wysłał swojego asystenta po surowe ziarna kukurydzy i ułożył je obok magnetronu.

Kukurydza zaczęła puchnąć i pękać

Później Spencer ugotował jajko.

Energia mikrofal sprawiła, że cząsteczki wody w żywności zaczęły szybciej wibrować – generalnie to samo dzieje się podczas zwykłego gotowania.

Cząsteczka wody

Po wojnie Raytheon potrzebował nowych produktów. Spencer prze­ konał firmę, by zainwestowała w projekt wykorzystania technolo­ gii radarowej w urządzeniach kuchennych.

Ich prototyp miał niemal 2 metry wysokości i ważył ponad ćwierć tony, tak jak największe osobniki goryli

Miał pięciokrotnie większą moc niż współczesne mikrofalówki i gotował ziemniaka w 2 minuty.

Przedsiębiorstwo nazwało go „kuchenką na stoper”

1:59 W 1947 roku Raytheon wypuścił na rynek model o nazwie Radarange.

Kosztował 3000 $, czyli jakieś 30 000 dzisiejszych dolarów.

w

ope łnił błąd: w yko on p rzy e h s generator y f yt e i g a al w tał R dro h ys ac ok nk ie e j h c

ś ko ja

ku

To była klapa

ci.

W 1965 roku firma spróbowała ponownie.

Wyprodukowała kuchenkę z tańszym magnetronem w cenie 500 $. Pod koniec lat 70. XX wieku sprzedaż mikrofalówek przewyższyła sprzedaż tradycyjnych kuchenek.

229

POCZĄTKI (PRAWIE) WSZYSTKIEGO WYNALAZKI INTERNET

Założony, by zapewniać kierownictwo techniczne

W.W.W którym roku?

W 1969 roku połączono komputery w ośrodkach badawczych w Los Angeles i w Stanfordzie, tworząc coś, co rozwinęło się w najbardziej wpływową technologię od czasu wynalezienia druku ’69

Sprzęt

’70

’71

’72

’73

Komputery przechodzą ze środowiska akademickiego do świata biznesu Numeryczne adresy internetowe zastąpione nazwami

Internet sprzed WWW ’74

’75

’76

’77

’78

’79

’80

’81

’82

’83

’84

’85

’86

’87

’88

’89

’90

l ARPANET l 1. KOMERCYJNA ZAMKNIĘCIE ARPANET-u l 4 połączone komputery KOMUTACJA PAKIETÓW 1. KOMERCYJNY ISP l l 1. SIEĆ BEZPRZEWO‑ l KOMPUTER APPLE II l 1. NAZWY DOMEN DOWA ALOHAnet l IBM PC l TASK FORCE llTCP/IP

Maile i ko­ munikatory

l 1. MAIL

l LISTSERV System obsługi list dyskusyjnych

l 1. :-) l 1. SPAM Otwarte zaproszenie na dwa pokazy produktów w Kalifornii

Przeglądarki

Społeczność

1. GRA DLA WIELU GRACZY l MUD (Multi-user dungeon), gra fantasy z interfejsem tekstowym

l 1. SYSTEM WYMIANY PLIKÓW I DYSKUSJI „To tam [na Usenet] wchodziło się, by porozmawiać na dowolny z tysięcy tematów”. Brad Templeton, współtwórca l 1. SPOŁECZNOŚĆ ONLINE

Multimedia Oprogramowanie pozwalające sieciom łączyć się z innymi. „TCP sprawia, że internet jest siecią”.

Vint Cerf, współtwórca

Wiadomości i informacje

l 1. WYDANIE ONLINE DRUKOWANEGO DZIENNIKA „Columbus (Ohio) Dispatch”

Wyszuki­ warki

IMDB l Na początku była listą aktorów i reżyserów na Usenecie

1. WYSZUKIWARKA l Archie

Zakupy

Rząd

l KRÓLOWA ANGIELSKA WYSYŁA SWÓJ PIERWSZY E-MAIL

Przestęp­

l 1. WIRUS KOMPUTEROWY Wirus Creeper infekuje komputery i wyświetla wiadomość: „Jestem Creeper, złap mnie, jeśli potrafisz”

czość Memy

MORRIS WORM l Pierwsze poważne szkodliwe oprogramowanie infekuje co dziesiąty komputer w internecie

PRAWO GODWINA l „W trakcie dyskusji w internecie w miarę upływu czasu prawdopodobieństwo użycia porównania, w którym występuje nazizm bądź Hitler, dąży do 1”. Mike Godwin, adwokat i pisarz ’69

’70

’71

’72

’73

’74

’75

’76

’77

’78

’79

’80

’81

’82

’83

’84

’85

’86

’87

’88

’89

’90

Larry Brilliant, współtwórca, opisał później prototypową witrynę społecznościową The Wall jako „wszystko, co znajdziesz dziś w internecie, oprócz komercjalizmu”

Według Tima Bernersa-Lee WWW sprawiło, że internet stał się dostępny dla przeciętnego użytkownika, ponieważ pozwala ono na dostęp do informacji bez konieczności bycia obeznanym ze sprzętem komputerowym CERN udostępnia oprogramowanie World Wide Web w domenie publicznej

Organizacja non-profit założona, by zarządzać adresami domen i IP

Internet po WWW ’91

’92

’93

’94

’95

’96

’97

’98

’99

’00

’01

’02

’03

’04

’05

’06

’07

’08

’09

l BIT TORRENT

lWOLNOŚĆ!

lWORLD WIDE WEB l ZAPROPONOWANO IPV6 aby zwiększyć pulę adresów IP l 1. STRONA WWW ICANN l l RSS FEEDS l 1. HIPERTEKST l HOTMAIL

’11

’12

’13

l IPHONE

TOR l SAFARI l FIREFOX l

’15

l SNAPCHAT

l GMAIL

l MOSAIC l NETSCAPE l INTERNET EXPLORER

’14

l PODŁĄCZENIE MIĘDZYNARODOWEJ STACJI KOSMICZNEJ

l SZEROKOPASMOWE połączenia liczniejsze niż telefoniczne w USA

l MSN MESSENGER l SKYPE

’10

l SLACK

CHROME l

MICROSOFT EDGE l

l NEXUS l 1. BLOG WORDPRESS l Justin's Links From The Underground LINKEDIN l

MATCH.COM l CLASSMATES.COM l

l NAZWA „WEBLOG”

MYSPACE l SECOND LIFE l

l FACEBOOK l DIGG l FLICKR l TWITTER

l INSTAGRAM l PINTEREST l GOOGLE+ l YIK YAK

l REDDIT

l 1. KAMERA INTERNETOWA lTRIPADVISOR l YOUTUBE l SPOTIFY Transmisja na żywo maszyny do kawy l AUDIOGALAXY l LAST.FM l PODCASTING l BBC IPLAYER l 1. ZDJĘCIE l NAPSTER Gif zespołu muzycznego pracowników CERN-u l STREAMING NETFLIX l ITUNES l 1. EUROPEJSKI DZIENNIK l ARXIV l WIKIPEDIA Artykuły W SIECI „Daily Telegraph” GOOGLE MAPS l naukowe SALON l SLATE l l BABEL FISH HUFFINGTON POST l l DRUDGE REPORT

l WIKILEAKS l BUZZFEED l GOOGLE STREET VIEW

GOOGLE EARTH l

l GOOGLE AD WORDS 1. BANNER l l 1. BANK ONLINE NETMARKET l l CRAIGSLIST l ALIBABA 1. transakl AMAZON l PAYPAL cja online l EXPEDIA EBAY l BIAŁY DOM l zakłada swoją stronę internetową i adresy e-mailowe

l SIRI

l BING

l WEBCRAWLER Pierwszy bot indeksujący treść l YAHOO l GOOGLE l ALTA VISTA l ASK JEEVES

l AMAZON PRIME l INSTACART l AIRBNB l BITCOIN l APPSTORE

PROJEKT STOP ONLINE PIRACY l Zarzucony po masowych WYBORY ONLINE W ESTONII l protestach USTAWA CAN-SPAM l l PRZECIEKI SNOWDENA lSTORM l BRYTYJSKA LISTA SZPIEGÓW WYCIEKA DO SIECI BOTNET l MAFIABOY BLOKUJE STRONY WWW ZAMKNIĘCIE SILK ROAD l CRYPTOLOCKER l l POWSTAJE ANONYMOUS NAPAD NA SONY l ZAMKNIĘCIE NAPSTERA l CHATROULETTE l FLAPPY BIRD l REBECCA BLACK l #JESUISCHARLIE l

DANCING BABY l BADGER BADGER BADGER l HAMSTER DANCE l FAKTY O CHUCKU NORRISIE l ALL YOUR BASE ARE BELONG TO US l LOLCATY l

RICKROLL l

’91

’92

’93

’94

’95

’96

’97

’98

’99

’00

’01

’02

’03

’04

’05

’06

’07

GANGNAM STYLE l HARLEM SHAKE l ’08

’09

’10

’11

’12

’13

’14

’15

Tytuł oryginału The Origin of (almost) Everything First published in Great Britain in 2016 by John Murray (Publishers) An Hachette UK company

Przekład: Maria Brzozowska Konsultacja naukowa: Katarzyna Cieślar Redakcja i korekta: Julia Diduch, Marcin Piątek, Tomasz Brzozowski i Piotr Mocniak Skład na podstawie oryginału: Maria Brzozowska Czcionki: Soho Gothic NS i TheAntiqua NS, Jade Design

John Murray (Publishers), Carmelite House, 50 Victoria Embankment, London EC4Y 0DZ www.johnmurray.co.uk

Cytat na s. 74: Jostein Gaarder, Świat Zofii. Cudowna podróż w głąb historii filozofii, tłum. Iwona Zimnicka, Warszawa 1995, s. 455

Copyright © New Scientist 2016 Ilustracje Jennifer Daniel 2016

Copyright © for this edition Insignis Media, Kraków 2018 Wszelkie prawa zastrzeżone ISBN 978-83-66071-44-5

Żadna część niniejszej publikacji nie może być reprodukowana, przechowywana jako źródło danych i przekazywana w jakiejkolwiek formie zapisu bez zgody posiadacza praw.

Niniejsza publikacja nie może być rozpowszechniana w jakiejkolwiek oprawie lub okładce innej niż ta, w której została opublikowana, oraz bez podobnego zastrzeżenia nałożonego na kolejnego nabywcę.

Projekt: Jennifer Daniel i James Alexander, Jade Design Edycja grafik: Kirstin Kidd Dodatkowy tekst: Sally Adee, Gilead Amit, Colin Barras, Alison George, Joshua Howgego, Justin Mullins, Mick O’Hare i Richard Webb Dodatkowa grafika: Craig Mackie Research dodatkowej grafiki: Sam Wong Weryfikacja faktów: Chris Simms Redakcja: Hilary Hammond Korekta: Miren Lopategui i Margaret Gilbey Indeks: Caroline Wilding

Insignis Media, ul. Lubicz 17D/21–22, 31-503 Kraków tel. +48 12 636 01 90, biuro@insignis.pl, www.insignis.pl Facebook: @Wydawnictwo.Insignis Twitter, Instagram, Snapchat: insignis_media Druk i oprawa Drukarnia Pozkal, www.pozkal.eu Wyłączna dystrybucja Firma Księgarska Olesiejuk www.olesiejuk.pl