Téměř zázračný úspěch takových idejí v klasické fyzice a v moderní fyzice kvantové a relativistické vedl ovšem k novému znepokojení. Když skutečnost světa nezávislého na čase již není nadále výsledkem etického rozhodnutí, nýbrž vědecky dokázanou pravdou, kam potom v tomto světě náležíme my jakožto bytosti podléhající vznikání, proměnám? Atomisté 17. století jako Boyle nebo Gassendi se tomuto problému vyhnuli. V dualistickém světě mohl člověk své tělo popisovat spolu s celou přírodou jako výsledek skryté hry atomů - leč duše nepodléhala přírodnímu řádu, ta byla stvořena podle obrazu božího. Ateističtí filozofové osmnáctého století však nemohli dále toto podvojné postavení člověka mezi výtvorem a stvořitelem akceptovat. Ti, co jako Diderot pochybovali o vědě své doby, vznesli nový požadavek: prohlásili, že člověk do přírody patří úplně, a proto má být příroda popisována jako něco, co může lidi zplodit, co je s to spontánně se organizovat ve stále složitější formy, až se objeví änimal pensant" (myslící živočich - pozn. překl.).
Tenhle bod si zaslouží zvláštní pozornosti, poněvadž vitalismus má dnes špatný zvuk. Vitalistický způsob uvažování má svůj původ v nejhrubším materialismu. Když Diderot požaduje, aby hmotě byla připisována schopnost vlastní souvislé aktivity, a když pochybuje, zda matematická fyzika jakožto Galileova a Newtonova dědička se může zabývat problémy života, neodvolává se přitom v žádném případě na spiritualitu. Pro Diderota nebyla klasická fyzika s to podepřít materialistické pojetí, podle něhož člověk náleží do přírody a myšlení je vyvoláno örganizovanou hmotou". Zajímavý je kontrast mezi Diderotovým optimismem a pesimismem řady moderních biologů, např. Jacquese Monoda, kteří z klasické fyziky přejali dualistické chápání světa. Je proto podivné, když filozofické myšlení po Kantovi bylo z valné části protestem proti této izolaci člověka od přírody? Jestliže u Hegela, Schellinga, Engelse, Bergsona nebo Whiteheada všude narážíme na problém vznikání, pak ti všichni hledají novou formulaci, jež by byla s to zrevidovat úlohu času a vyjádřit příslušnost člověka k vesmíru. Jen tak můžeme uniknout děsivému snu o lidské osamělosti v mrtvém a nesmyslném kosmu...
Bohr a Heisenberg zavedli do kvantové fyziky pojem komplementarity, Rosenfeld a jiní s ním polemizovali. Tento příklad lze přenést na jiné, nikoli přímo vědecké oblasti: svět je mnohem bohatší, než to může vyjádřit nějaký jediný jazyk. Hudba se nevyčerpává svými po sobě následujícími druhy stylu. Právě tak nemůžeme shrnout podstatné stránky naší zkušenosti v jednom jediném popisu. Potřebujeme více popisů, jež se nedají na sebe redukovat, avšak jsou spojeny přesnými pravidly, jimiž je lze převést (transformacemi). Vědecká práce je více výběrovým výzkumem, než objevováním předem dané skutečnosti: jde o to zvolit, které otázky mají být položeny.
Vratnost dynamiky a popis, jenž obsahuje nezvratnost, jsou dva doplňující se způsoby popisu, které jsou spolu spjaty transformací. U prvého je vývoj systému reprodukován ve formách pohybů a drah, jak je pozorují astronomové, anebo ve formách úrovní energie, jak mohou být vypočteny pomocí kvantových vlnových funkcí. Ve světě, kde panují dráhy oběžnic a harmonické oscilace, na něž se vztahují otázky, které náležejí k tomuto způsobu popisu, nemá smysl ani nevratnost, ani celistvost disipativních procesů, jež patří do našeho fyzikálně chemického světa.
Druhého způsobu popisu se užívá pro procesy, jež mají počátek a konec. Tyto formulace musíme používat, když mluvíme o měření a zcela obecně o světě, v němž se mění energie, tedy např. jsou utlumovány kmity oscilátoru, elementární částice se rozpadají, nebo ustávají chemické reakce. Proto pro popis přírody neexistuje nějaká jediná základna. Ve filozofické terminologii odpovídá těmto dvěma způsobům popisu "bytí" a "vznikání". Avšak ani bytí, ani vznikání samy nemohou zprostředkovat úplný obraz.
Nalézáme se v rozhodujícím bodě ve vývoji vědeckého poznání. Kontury nové definice vědy a nové racionality se pozvolna stávají zřetelnějšími. Tápeme ještě v mlhách - jsme sami příliš zúčastněnými, abychom mohli usuzovat tak objektivně, jako když jsme se zabývali minulostí.
Disipativní struktury a řád dosahovaný fluktuacemi
Naší hlavní tezí je, že lepší pochopení pojmů a mechanismů změny nám poskytuje společné paradigma, jež by mohlo být východiskem pro opravdový "nástup" interdisciplinarity. Statistický charakter vznikání, meze determinismu, nevratnost, komplementarita - to jsou některé klíčové pojmy, k nimž nás přivedla analýza nového pojetí vědy. Problém změny musíme vytyčit v tomto novém kontextu. Tenhle problém je tak dalekosáhlý, že nás od tradičního předmětu fyziky dovádí k humanitním vědám. Ve všech podobných případech musíme popisovat strukturní transformace, inovace", a to vyžaduje novou metodologii.
To, že fyzika a humanitní vědy jsou zde jmenovány jedním dechem, neznamená redukcionistické stanovisko. Vycházíme ze zjištění, že dokonce i v oblasti poměrně jednoduchých fyzikálně chemických jevů jsou možná pozorování a předpovědi prostoročasových struktur a s tím souvisejících pochodů samoorganizace.
V našem bruselském výzkumném týmu jsme k tomu probádali některé zvláštní případy a vyšli jsme přitom z termodynamiky. Klasická termodynamika se zabývá fyzikálně chemickými systémy, jež jsou spjaty s ostatním světem prostřednictvím takzvaných ökrajových podmínek". Rozlišuje tři třídy systémů: systémy izolované, uzavřené a otevřené (...). Země je bezmála uzavřeným systémem; přijímá energii ze Slunce, avšak její hmotnost zůstává přibližně konstantní. Města jsou dobrým příkladem otevřeného systému, jenž si se svým okolím vyměňuje jak energii, tak hmotu.
Po dlouhou dobu se termodynamika omezovala na zkoumání rovnovážných stavů v uzavřeném nebo otevřeném systému, protože problémy, jež s tím souvisejí, jsou poměrně jednoduché. Výsledky byly patrné; obzvláště byly vysvětleny fázové přechody mezi třemi skupenstvími hmoty. Tím však také byla upevněna představa, že stabilita a nepřetržitost jsou základními vlastnostmi fyzikálního systému.
Novější vývoj termodynamiky nerovnovážných stavů přinesl nový a překvapující objev, že se může vytvářet nerovnovážný řád. Odchylka od rovnováhy by pode toho byla způsobena nějak jako pokles teploty, který vede k uspořádanějšímu stavu hmoty, jak ho představuje krystal, struktura spočívající v rovnováze. To však je základní rozdíl: když byla struktura, nalézající se v rovnováze jako krystal, jednou vytvořena, je nezávislá na jakékoli pozdější výměně s okolím. Oproti tomu se nerovnovážné struktury mohou zachovat jen tehdy, jestliže jsou "vyživovány" proudy energie a hmoty. Zůstanou-li mimo ně, vede se jim právě tak, jako městu, jež by bylo "ztraceno", kdyby bylo odříznuto od svého okolí. Nerovnovážné struktury jsou nazvány "disipativními" strukturami na rozdíl od struktur klasické termodynamiky, v nichž, když už byly jednou vytvořeny, nenastává žádná disipace (rozptýlení) energie.
Prigogine, I.: Proměny vědy - kultura a věda dnes in: Světová literatura 1987, č. 6 s. 106, s. 109-111.
Přesah (neboli transcendence) v současném hávu znamená tolik, že historii našeho vlastního druhu určoval proces, který do té doby na Zemi nepůsobil. Jak připomínám v eseji 7, kulturní evoluce je vskutku výhradně naší inovací. Její mechanismus spočívá v předávání dovedností, znalostí a způsobů chování učením - tedy v tom, že dědičnost získaných rysů zprostředkovává kultura. Tento nebiologický proces pracuje svižným "lamarckovským" tempem, zatímco biologické změny se chtě nechtě musí plahočit darwinovskými krůčky, které jsou ve srovnání s ním úžasně pomalé. Skutečnost, že se lamarckovský proces takto utrhl z řetězu, ovšem nepokládám za transcendenci, je-li - jak bývá obvyklé - chápána coby překonávání. Biologická evoluce tím totiž není ani zrušena, ani vytlačena do jiných oblastí. Pokračuje stejně jako dřív a ovlivňuje i podobu kultury, avšak na to, aby mohla mít výraznější dopad na úžasné tempo naší proměnlivé civilizace, je příliš pomalá.
Příprava, na druhé straně, představuje mnohem závažnější projev přílišného sebevědomí. Transcendence po nás nežádá, abychom se na ty 4 miliardy prehistorických let dívali jako na předzvěst našich vlastních jedinečných dovedností. I kdybychom se tu vyskytovali jen díky nepředvídatelné šťastné náhodě, přece můžeme ztělesňovat cosi nového a mocného. Jenže příprava nás vede k tomu, abychom slídili po zárodcích svého budoucího příchodu a nacházeli je v každé z předcházejících epoch oněch úžasně dlouhých a komplikovaných dějin. U tvora, jehož druh pobývá na Zemi tak 1/100 000 doby její existence (50 tisíc z téměř 5 miliard let), jde o zcela bezdůvodnou nadutost nejhrubšího zrna...
Jelikož život začal mikroskopickými pochody a nyní dospěl až k vědomí, otočilo se ozubené soukolí o celou dlouhou sérii kroků. Tyhle kroky snad nejsou "přípravou" ve starém smyslu předurčení, nicméně představují jak předpověditelná, tak i nezbytná stadia jedné nepřekvapivé sekvence. V jistém důležitém ohledu tedy připravují půdu vývoji člověka. Z nějakého důvodu tu koneckonců jsme, i kdyby tím důvodem byla mechanika konstrukčních procesů, a nikoli vůle jakéhosi božstva.
Kdyby evoluce skutečně postupovala pravidelným pochodem, musely by fosilní doklady vykazovat pozvolný a postupný pokrok v utváření organismů. A to věru nevykazují. Považuji právě tuto nedostatečnost za nejvýmluvnější důkaz proti evoluci chápané jako mechanicky fungující ozubené soukolí. Jak budu dokládat v eseji 21, vznikl život brzy poté, co se zformovala Země. Pak setrvával na stejně úrovni celé 3 miliardy let - téměř 5/6 doby své existence. V průběhu tohoto ohromného období zůstal život v prokaryontním stadiu - na úrovni buněk bakterií a sinic bez vnitřních struktur (jádra, mitochondrií a dalších), které umožňují funkci pohlaví a složitého metabolismu. Po 3 miliardy let byl nejvyšší formou života povlak prokaryont - tenká vrstva, která zachycuje a váže sediment. Pak, zhruba před 600 milióny let, se ve fosilních dokladech náhle objevují prakticky všechny stěžejní formy živočišného života, a to v průběhu několika málo miliónů let. Nevíme, proč ke "kambrické explozi" došlo, došlo-li k ní vůbec, ale nemáme jediný důvod tvrdit, že se to stát muselo, ani že se to muselo přihodit právě tehdy.
Někteří badatelé tvrdí, že dřívější evoluci složitějších živočišných forem bránila nízká hladina kyslíku. Ale rohatkové ústrojí by muselo fungovat i za takových podmínek. Jenže život ustrnul na jediném stupni po 3 miliardy let. Šroub se musel otáčet určitým směrem, ale potřeboval k tomu kyslík a musel proto čekat, dokud prokaryontní fotosyntetizující organismy postupně nedodaly onen vzácný plyn, který v původní atmosféře Země chyběl. Jistě, původní atmosféra Země pravděpodobně kyslík neobsahovala - nebo v ní byl zastoupen jen v malém množství. Ukazuje se však, že ho fotosyntetizátory vytvořily obrovská kvanta už více než miliardu let před kambrickou explozí.
Nemáme tedy důvod považovat kambrickou explozi za víc než za šťastnou událost, k níž nemuselo dojít - ani vůbec, ani tak, jak k ní došlo. Mohl to být důsledek vývoje eukaryontních (jaderných) buněk ze symbiotického spojení prokaryontních organismů uvnitř jedné membrány. Eukaryontní buňka pak byla s to vyvinout účinnou pohlavní reprodukci - a ta distribuuje a přeskupuje genetickou variabilitu, která je nutná k darwinovskému procesu. Co z toho všeho plyne? Jestliže ke kambrické explozi mohlo dojít kdykoli během více než miliardy let před dobou, kdy k ní skutečně došlo - to znamená před dobou dvakrát delší, než je čas, po který se život vyvíjel od skutečné kambrické exploze -, pak bude rohatkové ústrojí sotva takovou přiléhavou metaforou historie života.
Je-li nutné uchylovat se k metaforám, dávám přednost přirovnání k širokému, pozvolnému a jednotvárnému svahu. Na jeho vrchol náhoně skapává voda a obvykle vyschne dřív, než vůbec stačí někam dotéci. Čas od času si vytvoří cestičku dolů svahem a vymele údolí, které pak svádí budoucí toky. Kdekoli na Zemi mohly takových údolí vzniknout celé myriády. Jejich průběh je zcela náhodný. Kdybychom mohli experiment opakovat, nezískali bychom možná vůbec žádná údolí, anebo bychom získali úplně odlišný systém. A přece - stojíme nyní na čáře příboje a uvažujeme nad jemným předivem údolí a nad jejich přímým spojením s mořem. Jak je snadné podlehnout představě, že tahle krajina nemohla povstat v žádné jiné podobě.
Doznávám, že přirovnání ke krajině má jedno slabé místo - výpůjčku z konkurenčního příměru k rohatkovému ústrojí. Počáteční svah udává vodě padající na jeho vrchol preferovaný směr - i když téměř všechny kapky, dřív než vůbec stačí vytvořit tok, vyschnou a ty, které tok vytvoří, mohou téci milióny možných stružek. Nepředpokládá tenhle svah slabou předurčenost? Okrsek vyhrazený vědomí možná zaujímá natolik rozsáhlý úsek břehu, že by k němu jedno z údolí nakonec dosáhnout muselo.
Tu ovšem narážíme na další omezení, na to, které mě přimělo sepsat tenhle esej (uznávám, že mi trvalo dost dlouho, než jsem se dohrabal k jádru věci). Téměř všechny kapky vyschnou. Než se na počátečním svahu Země vytvořilo jediné pořádné údolí, uběhly 3 miliardy let. Mohlo to však, pokud víme, trvat i 6 miliard, či 12, nebo 20. Kdyby byla Země věčná, dalo by se mluvit o nevyhnutelnosti. Jenže ona věčná není.
Astrofyzik William A. Fowler tvrdí, že Slunce vyčerpá vodíkové palivo svého jádra po 10 až 12 miliardách let života. Pak exploduje a promění se v rudého obra, tak gigantického, že bude dosahovat za oběžnou dráhu Jupitera. A to znamená, že pohltí Zemi. Zarážející představa, při níž běhá mráz po zádech a člověka to nutí pozastavit se a popřemýšlet. Protože lidé se na Zemi objevili ve chvíli, kdy byla právě v půli své existence. Je-li přirovnání ke krajině přiléhavé i s celou tou nahodilostí a nepředpověditelností, pak nezbývá než uzavřít, že se na naší Zemi také složitý život nikdy vyvinout nemusel. Trvalo 3 miliardy let, než život překonal stadium pouhé vrstvy prokaryont. Mohlo to stejně dobře trvat i pětkrát déle, pokud by ovšem Země vydržela. Jinými slovy - kdybychom mohli celý experiment rozjet znovu od počátku, mohlo by se stát, že by nejvnímavějším a nejvyvinutějším svědkem nejúžasnější podívané v historii naší sluneční soustavy - ničivé exploze a zániku Slunce - byly jenom sinice tvořící povlak na hladinách moří.
Možnost, že život na Zemi zanikne, bral v úvahu i Alfred Russell Wallace (i když za jeho časů fyzikové tvrdili, že Slunce prostě dohoří a Země ztuhne mrazem). Nebyl však s to přenést tuto myšlenku přes srdce. Psal o "tíživém břemenu deptajícím mysl, jež je uvaleno na ty, kteří... jsou nuceni předpokládat, že celý ten pozvolný vzmach našeho plemene, prodírajícího se vstříc vyššímu životu, všechno to utrpení mučedníků, všechny steny obětí, všechno zlo a bída a nezasloužené strádání v běhu věků, veškeré zápasy za svobodu, věčné úsilí dobrat se spravedlnosti, veškeré touhy po mravní čistotě a po blahu lidstva, to vše že bude zmarněno." Nakonec se Wallace uchýlil ke konvenčnímu křesťanskému východisku - věčnosti duchovního života: "Bytosti... obdařené latentními schopnostmi, jež umožňují tak vznešený rozvoj, jsou jistě předurčeny k vyšší a trvalejší existenci."
Dovolil bych si odporovat. Průměrný druh fosilních bezobratlých žije, jak to dokládají fosilní záznamy, tak 5 až 10 miliónů let. (Ty nejstarší, i když tomu příliš nevěřím, mohou dosahovat i více než 200 miliónů let.) Obratlovci mají sklon žít kratší dobu. Vydržíme-li tu tak dlouho, abychom se za takových 5 či více miliard let ode dneška stali svědky zániku své planety, povede se nám kousek v historii života natolik bezprecedentní, že bychom svou labutí píseň měli přímo bujaře zahulákat - sic transit gloria mundi. Mohli bychom samosebou odletět v celých hejnech vesmírných korábů a vypařit se až o něco později při dalším velkém třesku. Jenže science fiction jsem nikdy zvlášť neholdoval.
Gould, S. J.: Pandin palec. Malá tajemství evoluce, Praha 1988, s. 137-142.
Někdy se má za to, že náhoda vede jen k neuspořádanosti, a proto že je sice slučitelná s druhou hlavní větou, zato však neslučitelná s vývojem tvarů. Už v šesté přednášce jsem vám ukázal, že druhá věta i vývoj tvarů plynou z téže struktury dějinného času. Zdrojem energie, který napájí vznik pozemských tvarů, je Slunce. Jako vesmír sám, byla i Země na počátku pustá a prázdná. Nejjednodušší tvary tu brzy byly v takovém množství, že se vznik a zánik dostaly do rovnováhy. Vývoj je děj, v němž se s časem z moře pouhých možností vynořují stále diferencovanější tvary. Tvary spolu souvisí svým původem. Ne všechno, co by mohlo existovat, může vzniknout; k tomu musí i celý řetěz jeho předků zahrnovat jen možné tvary. Ne všechno, co může vzniknout, tu zůstane; objektivní účelnost v boji o existenci zde provádí výběr.
Někdy se klade otázka, zda události, kterým říkáme náhodné, mají neznámé příčiny, anebo dokonce zda vůbec žádné determinující příčiny nemají. Pro naše úvahy je lhostejné, jak se tato otázka rozhodne, tak jako ani dějinnost času nezávisí na tom, zda lze převést možnost budoucích událostí na nutnost zcela anebo jen zčásti. Mnoho věcí mluví pro to, že mutace jsou v rámci fyziky principiálně nepředvídatelné. Zdá se, že spočívají na elementárních chemických aktech, jako je přeložení jediného atomu v nějaké molekule, a takové elementární akty lze podle kvantové teorie zásadně předpovídat jen s jistou pravděpodobností.
Závěrečnou úvahu bych však rád věnoval pojmům individua a smrti. Co je to individuum? Fyzikálně je to především jisté související a specificky utvářené množství hmoty, které lze odlišit od okolí. V tomto smyslu jsou individua i hvězdy, molekuly a krystaly. Žijící individua mají mimoto svůj časový tvar. Vznikají ze sobě podobných, rostou, plodí sobě podobné a umírají. Rozmnožování a smrt patří k individuálnímu životu. U "virtuálně nesmrtelných" jednobuněčných tvorů je rozmnožování a smrt jediný akt, a to buněčné dělení. Individuum přestává existovat, protože se dělí na dvě individua téhož druhu. U vyšších zvířat jsou oba akty odděleny, ale podmiňují se navzájem. Jen proto, že v životním programu druhu je také rozmnožování, musí individuum zemřít, protože současně může existovat jen určitý počet individuí téhož druhu, a ne víc. Pojem druhu jako souhrnu dědičně stejných individuí, k jehož zachování slouží přiměřené orgány, má smysl jen proto, že je tu smrt a rozmnožování.
Proč nejsou organismy nesmrtelné? Molekuly a krystaly v jistém smyslu nesmrtelné jsou. Mohou sice zaniknout, ale jen tak, že je něco zničí zvenčí. Většinou se má za to, že se organismy během života opotřebovávají, a proto musí zemřít. Musí se však nutně opotřebovávat? Zárodečné plasma se neopotřebovává. Život je dnes stejně čerstvý, jako před 500 milióny let; jen individua se vyměňují. Nebyl by život s to vytvořit nesmrtelné organismy, kdyby v boji o existenci nesmrtelnost skýtala nějakou výhodu?
Jsem přesvědčen, že právě naopak smrtelnost organismů je objektivně účelná v tom smyslu, v jakém tohoto slova můžeme používat dík nauce o výběru. Je třeba rozlišovat tři stupně účelnosti: účelnost pro individuum, pro druh a pro vznik nových forem. Oko, ústa a žaludek slouží k zachování individua. Pohlavní orgány a instinkty péče o mláďata nejsou individuu k ničemu, leda svými druhotnými účinky, slouží však k zachování rodu. Mohou tu však být i vlastnosti, jejichž účelem vůbec není něco zachovávat, nýbrž podporovat vznik nových forem. Střetnou-li se v boji o existenci dva jinak stejně životaschopné druhy, zvítězí potomci toho, který rychleji vyvine nové a dokonalejší varianty. Vlastnosti, které vývoj urychlují nebo obohacují, se tedy prosadí. Zdá se, že diploidie chromozómů, na níž je založeno včlenění oplozovacího aktu do rozmnožování, a tedy i pohlavnost, má tuto vlastnost. A jsem přesvědčen, že i smrtelnost urychluje evoluci.
Vývoj může být tím rychlejší, čím víc individuí téhož druhu v daném časovém období žije, neboť tím víc mutací bude možno vyzkoušet. Počet současně životaschopných individuí je omezen prostorem a množstvím potravy. Počet individuí za jednotku času je tedy tím větší, čím rychleji generace následují za sebou. Musí tedy být, řečeno po darwinisticku, selekční tlak ve prospěch individuí, která žijí krátce. Na druhé straně vyžaduje diferencovaná výstavba těla jistou minimální dobu růstu. Působením těchto dvou činitelů proti sobě bude určována skutečná doba života.
Teprve smrtelnost a rozmnožování s sebou přinášejí přebytek individuí, a tím i boj o existenci, který je motorem vývoje. Život se vyvíjí dál, protože každá živá bytost stojí na prahu smrti. V této paradoxní situaci je každé individuum: zabíjí, aby mohlo žít, a žije, aby zemřelo. Plodí potomky, kteří mohou žít jen tehdy, když ono samo zemře, a kteří musí také zemřít. Kdyby jemu a všem jeho předchůdcům nebylo společné, že chtěli žít a museli zemřít, nebylo by nikdy vzniklo. Toto ovšem není jen objektivní dějství týkající se nám vzdálených fyzikálních útvarů. Je to také náš osud, který subjektivně prožíváme, neboť individuum je zároveň nositelem vnímající a vědomé duše.
Weizsäcker, C. F. von: Dějiny přírody. Praha 1972, s. 102-104.