Kategoria: EM recenzje

EM poleca (#16) – „Na skrzydłach wyobraźni. Walka człowieka i ewolucji z grawitacją” – Richard Dawkins

Piotr Gąsiorowski2 komentarze

Richard Dawkins jest znakomitym popularyzatorem wiedzy o ewolucji i gawędziarzem w najlepszym znaczeniu tego słowa. W jego książkach jest zawsze coś osobistego: spojrzenie na biologię z zaskakującej perspektywy; świeży pomysł, który uwodzi czytelnika. Dawkins potrafi rozwijać wątki jak akcję powieści. Stopniowo konstruuje na oczach czytelnika wizję, z której wynika jakiś morał – centralne przesłanie książki. Krytycy (także w tym przypadku) często używają określenia: „To całkiem nowy Dawkins”. Jedno jednak pozostaje niezmienne: zachwyt nad finezją i potęgą procesów ewolucyjnych. Zachwyt ten jest dobrze umotywowany, szczery i zaraźliwy, stąd popularność książek Dawkinsa.

Tym razem autor opowiada, jak życie oderwało się od powierzchni Ziemi, pokonało grawitację i uniosło się w trzeci wymiar, czyli jak żywe organizmy skolonizowały powietrze. Opowieść charakteryzuje się prawdziwym rozmachem, bo w kolejnych rozdziałach Dawkins omawia wszystkie sposoby podboju powietrza: loty ślizgowe, aktywny lot owadów, pterozaurów, ptaków i nietoperzy, różne metody zaawansowanego szybowania (których mistrzem jest albatros), a nawet pajączki na nitkach babiego lata, plankton powietrzny i strategie roślin, które powierzają wiatrowi albo zwierzętom latającym swoje pyłki i nasiona. Autor stara się nic nie pominąć i oddać sprawiedliwość każdej istocie, jaka kiedykolwiek wzbiła się w powietrze. Opowiada też o ewolucyjnych „wyścigach zbrojeń” między latającymi drapieżnikami a ich ofiarami (czyli np. nietoperzami a ćmami).

Ryc. 1.

Narracja spleciona jest z trzech wątków. Po pierwsze – Richard Dawkins opowiada o ewolucji organizmów latających i o związanych z nią adaptacjach anatomicznych i fizjologicznych. Po drugie – równolegle zapoznaje czytelników z fizyką lotu, czyli tłumaczy, jak można uzyskać napęd, powierzchnię nośną i siłę aerodynamiczną, jak radzić sobie ze sterownością, jak żonglować energią, zamieniając potencjalną w kinetyczną bądź odwrotnie, jak korzystać z wiatru i prądów termicznych. Po trzecie – wplata w to wszystko opowieść o tym, jak człowiek najpierw marzył o lataniu, a potem zdołał wykorzystać wspomniane zasady fizyki, aby budować coraz sprawniejsze urządzenia, na których można unieść się w powietrze i podróżować na wielkie odległości. Kulminacją tego procesu jest dosłowne oderwanie się od Ziemi dzięki lotom kosmicznym.

Oczywiście wynalazcy i konstruktorzy nie naśladowali niewolniczo rozwiązań, które wypracowała ewolucja; byłoby to zresztą technicznie niewykonalne. Musieli jednak rozwiązywać podobne problemy w obliczu podobnych ograniczeń fizycznych. Ewolucja biologiczna i ewolucja techniczna w jakimś sensie są zbieżne: lot jest bardzo efektywną metodą powiększania swojego zasięgu i szybkiego opanowywania nowych siedlisk. W historii życia na Ziemi niejedna grupa zwierząt uniknęła całkowitego wymarcia dzięki temu, że w chwili jakiegoś wielkiego kataklizmu była szeroko rozprzestrzeniona i zróżnicowana wskutek lokalnych adaptacji. Zdolność do sprawnego lotu może być pewnego rodzaju ewolucyjną polisą ubezpieczeniową (aczkolwiek trzeba zauważyć, że nie zapobiegła wymarciu pterozaurów). Jedną z myśli Dawkinsa – moim zdaniem nieco zbyt optymistyczną, ale jednak godną zastanowienia – jest to, że ekspansja naszej cywilizacji poza Ziemię też może doprowadzić z czasem do powstania jej „kopii zapasowych” na innych planetach.

Mam osobisty powód, żeby się cieszyć z ukazania się książki Dawkinsa: mnie także fascynuje temat ewolucji lotu. Nasi czytelnicy pamiętają może, że poświęciłem cały cykl wpisów ssakom latającym (wymarłym i żyjącym, latających ślizgowo lub aktywnie). Pisałem również o ewolucji ptaków oraz o wtórnym przejściu od lotu do nielotności w przypadku pingwinów. Książka Dawkinsa ukazała się w roku 2021, ale przegapiłem jej wydanie w oryginale aż do czasu opublikowania polskiego przekładu przez wydawnictwo Helion. Moje skromniejsze i mniej panoramiczne ujęcie tematu było zatem całkowicie niezależne, niemniej z satysfakcją konstatuję wiele zbieżności z opowieścią wielkiego popularyzatora biologii.

Przekład Piotra Wawrowskiego jest solidny. Zachowuje charakter i potoczystość stylu Richarda Dawkinsa z jednoczesną dbałością o poprawną terminologię. Słowacka ilustratorka i tłumaczka Jana Lenzová, od kilkunastu lat współpracująca z Dawkinsem, w niezwykle stylowy sposób dopełniła książkę pięknymi rysunkami. To jeden z tych przypadków, gdy ilustrator staje się praktycznie współautorem (trudno sobie wyobrazić Lewisa Carrolla bez Johna Tenniela albo Jana Brzechwę bez Jana Marcina Szancera).

Książkę przeczytałem zatem z dużą przyjemnością. Że jednak nic na tym świecie nie jest doskonałe, dla porządku muszę zwrócić uwagę na parę potknięć autora. Jak to ujął Horacy, nawet dobremu Homerowi zdarza się przysnąć (quandoque bonus dormitat Homerus). W dwóch miejscach muszę się nie zgodzić z Richardem Dawkinsem, przy czym nie chodzi o trywialne lapsusy, tylko sprawy istotne dla zrozumienia przebiegu ewolucji. Oto potknięcie numer jeden:

Strusie i ich kuzyni stracili skrzydła dużo wcześniej, przypuszczalnie na dawno zapomnianych wyspach, na które docierali ich odlegli przodkowie na w pełni rozwiniętych skrzydłach.

[str. 75]

Nie ulega wątpliwości – ze względu na trwającą od 80–90 mln lat izolację geograficzną Madagaskaru i Nowej Zelandii – że przodkowie mamutaków, kiwi i moa utracili skrzydła już po znalezieniu się na tych wyspach, a zatem ich nielotność można przypisać wyspiarskości (tak jak to robi Dawkins). Inaczej jednak wygląda sprawa z pozostałymi bezgrzebieniowcami. Strusie afrykańskie oraz ich wymarli kuzyni z Eurazji, podobnie jak południowoamerykańskie nandu oraz australijskie emu i kazuary – to ptaki kontynentalne. Potrafią pływać, ale nie długodystansowo. Gdyby wyewoluowały na „zapomnianych wyspach”, pozostałyby tam uwięzione właśnie z powodu nielotności. W jaki sposób miałyby się przedostać na tak wiele kontynentów?

Właściwsza nazwa dla „strusiego kladu” to paleognaty (albo ptaki paleognatyczne), nie bezgrzebieniowce, ponieważ nie da się wyłączyć z tej grupy rzędu kusaczy (Tinamiformes) z Ameryki Południowej. Kusacze nie tylko zachowały grzebień kostny na mostku, ale potrafią latać, choć niezbyt zgrabnie (wolą stąpać po ziemi, jak na ryc. 2). Niemniej liczą sobie 9 rodzajów i aż 46 gatunków, a to oznacza, że stanowią 70% wszystkich współczesnych paleognatów. Ponadto są najbliższymi żyjącymi kuzynami wymarłych moa (Dinornithiformes). Ten fakt ma oczywiste znaczenie dla rozważań nad ewolucją paleognatów. Mam więc trochę za złe autorowi, że nie napomknął o kusaczach i ich znaczeniu ewolucyjnym.

Ryc. 2.

Potknięcie numer dwa jest bardziej złożone:

Australia była odizolowana, odkąd wyginęły dinozaury, a ssaki przejęły dominującą rolę na lądzie. W krainie kangurów zdarzyło się tak, że wszystkie ssaki, które niejako z automatu zajęły miejsce dinozaurów, były torbaczami (plus ssaki składające jaja: dziobak i kolczatka australijska). W Australii i Nowej Gwinei wyewoluowała szeroka gama torbaczy, równolegle do wszystkich ssaków znanych w pozostałych częściach świata.

[str. 133]

Mówiąc bez ogródek, taka prezentacja historii torbaczy jest całkowicie błędna. Torbaczy – w odróżnieniu od stekowców – nie było w Australii w okresie kredowym. Nie mogły „z automatu” zająć miejsca nieptasich dinozaurów australijskich, ponieważ jeszcze nie wkroczyły na lokalną scenę. Przybyły do Australii kilka milionów lat po globalnej katastrofie.

Jak tam dotarły? W czasie zagłady wielkich dinozaurów Australia wcale nie była odizolowana. Miała lądowe połączenie z Antarktydą, a za jej pośrednictwem z Ameryką Południową. To właśnie w Ameryce Południowej wyewoluowały współczesne torbacze – z przodków, którzy przedostali się tam z Ameryki Północnej. Australia nie była praojczyzną torbaczy, lecz ostatnim etapem ich epickiej migracji przez kilka kontynentów, w tym Antarktydę (gdzie panował wówczas klimat umiarkowany).

Do dziś w Ameryce Południowej żyje jedna trzecia wszystkich gatunków torbaczy (a w kredzie i paleocenie żyły tam także stekowce). Co więcej – torbacze przeszły wielką radiację przystosowawczą w Ameryce Południowej wcześniej niż w Australii. U szczytu swojej południowoamerykańskiej kariery wytworzyły wielką liczbę niewiarygodnie zróżnicowanych linii rozwojowych. Dane kopalne sugerują, że występowały wśród nich także gatunki szybujące podobnie jak australijskie lotopałanki.

I jeszcze jedna sprawa: torbacze nie były obok stekowców jedynymi ssakami Australii, kiedy wreszcie tam dotarły. Mniej więcej w tym samym czasie Australię zasiedliły nietoperze i żyją tam nadal w liczbie ponad 80 gatunków. A nietoperze nie są przecież byle kim: należą do głównych bohaterów opowieści Richarda Dawkinsa. To nie fair, że o nich zapomniał.

Recenzowana książka

Richard Dawkins (ilustracje: Jana Lenzová). Na skrzydłach wyobraźni. Walka człowieka i ewolucji z grawitacją. Wydawnictwo Helion, 2024. Przekład: Piotr Wawrowski.

Wersja oryginalna: Richard Dawkins (ilustracje: Jana Lenzová). 2021. Flights of fancy: Defying gravity by design and evolution. Londyn: Head of Zeus.

Opisy ilustracji

Ryc. 1. Okładka książki.
Ryc. 2. Kusacz pampasowy (Eudromia elegans), bliski krewny moa (olbrzymich nielotnych ptaków z Nowej Zelandii, wymarłych kilkaset lat temu). Foto: Agustín Zarco (agustinzar). Lokalizacja: La Paz, Mendoza (Argentyna). Źródło: iNaturalist (licencja CC BY 4.0).

EM poleca (#12): „Sztuka Fermentacji” Sandor Ellix Katz

Tomasz KubowiczLeave a comment

W dzisiejszym cyklu „EM poleca” chciałbym zaprezentować książkę, która często gości na moim blacie kuchennym, bynajmniej nie jako podstawka pod garnek, ale jako pełnoprawne wyposażenie mojej kuchni. „Sztuka Fermentacji”, bo o tej książce mowa, to świetna lektura dla wszystkich – nie tylko dla tych gotujących i bawiących się w robienie przetworów.

Nie będę odkrywczy, jeśli napiszę, że książka kręci się wokół fermentacji – procesu od wieków stosowanego do przetwarzania żywności, a zachodzącego pod wpływem enzymów wytwarzanych przez drożdże i bakterie. Ale nie jest to podręcznik przetwórstwa, ani tym bardziej książka kucharska (mimo iż znajdziemy w niej kilka przepisów). Autor Sandor Katz nie ma wykształcenia z zakresu mikrobiologii ani żywienia, jest koneserem dobrego jedzenia i pasjonatem z obsesją na punkcie fermentacji. Swoja wiedze przekazuje w bardzo przystępny sposób, sprawiając ze ciekawość czytelnika rośnie z każdą przeczytaną stroną. Jeśli do tej pory świat fermentacji kojarzy wam się ze specjałami typu: kiszone ogórki, kapusta, zsiadłe mleko, buraczany zakwas lub trochę bardziej orientalnie z koreańskim kimchi, czy marokańskimi kiszonymi cytrynami, to po tej lekturze wasze horyzonty znacznie się poszerzą.

Niektóre z omawianych produktów są nieoczywiste (wręcz zaskakujące), bo chyba tak można określić fermentowane żołędzie czy  kiszoną owsiankę, ale opisując to niezwykle barwnie autor sprawia, ze wyobraźnia o tym, co można fermentować, przestaje mieć granice. W książce odnajdziemy również inne znane przetwory ze świata fermentacji: napoje alkoholowe, napoje mleczne, zakwasy chlebowe i wiele innych. Nie będę zdradzał wszystkiego i psuł przyszłym czytelnikom zabawy.

Układ książki jest niezwykle przejrzysty, są rozdziały dotyczące poszczególnych rodzajów fermentacji, oraz części podzielone według składników. To sprawia, że lekturę można zacząć losowo w dowolnym miejscu (idealne rozwiązanie czekając na gotującą się wodę, lub jajka na miękko).

Jeśli wasz repertuar fermentowanych przetworów ogranicza się do ogórków, buraków na zakwas lub zakwasu chlebowego, sięgnijcie po tę książkę i zacznijcie eksperymenty. Po prostu zostawcie trochę więcej zalewy przy następnym kiszeniu i puśćcie wodze fantazji… Ja tak właśnie zrobiłem i dzięki temu odkryłem kiszone skórki od arbuza (tak – te zielone, najczęściej wyrzucane) i hopper – naleśniki z fermentowanego ryżu i mleka kokosowego.

Więcej nie zdradzam, tylko zachęcam do lektury i oczywiście do dzielenia się wrażeniami. Nic nie smakuje lepiej niż własnoręcznie zrobione przetwory „napędzane” fermentacją. A na sam koniec cytat ze wstępu do książki:

„Koreańczycy, którzy dobrze znają się na fermentacji, dokonują rozróżnienia miedzy tak zwanym „smakiem języka” i „smakiem dłoni”. Smak na języku to kwestia kontaktu cząsteczek pożywienia z kubkami smakowymi – to tanie i proste smaki, które mogą wyprodukować naukowcy i korporacje spożywcze, „Smak dłoni” to znacznie bardziej złożone doświadczenie, na które składa się niezacieralny ślad – troska, a czasem wręcz miłość, jaka darzą żywność ludzie, którzy ją przygotowują”.

  • Tytuł: Sztuka Fermentacji
  • Autor: Sandor Ellix Katz
  • Wydawnictwo: Vivante
  • Rok wydania: 2019

Recenzja książki: Brian Cox, Jeff Forshaw – „Czarne dziury. Klucz do zrozumienia wszechświata”

Wiesław SewerynLeave a comment

Jeśli po przeczytaniu tej książki (albo w trakcie czytania) dojdziesz do wniosku, że jest za trudna i nic z tego nie rozumiesz to nic nie szkodzi. Tematyka czarnych dziur jest o niebo trudniejsza od każdej teorii względności Einsteina z osobna i razem wziętych. A te zrozumiały najwyżej trzy osoby na świecie. To oczywiście żart1, ale z małą domieszką prawdy. 

O ile Einstein traktował czas i przestrzeń jak plastelinę, ugniatał je, skracał i rozciągał (w pewnym rozsądnym zakresie), o tyle we wnętrzu czarnych dziur rozwiązania równań Einsteina są ekstremalne, wypełnione nieskończonościami. O ile dylatację czasu i zakrzywienie trójwymiarowej przestrzeni można sobie wyobrazić na zasadzie eksperymentu myślowego albo modelowania w wymiarach niższych niż trzy (opowieść o dwuwymiarowych „płaszczakach”), to zatrzymania czasu w sferze horyzontu zdarzeń albo czasu biegnącego do tyłu wyobrazić nie można. Na nic lektury książek s-f i filmy tego gatunku, nasz umysł nie potrafi tego zrozumieć. Pomóc może tylko matematyka, i to nie ta klasyczna tylko jej nowe, mocno abstrakcyjne dziedziny. I o tym jest właśnie przedstawiana książka. Jest próbą przełożenia wzorów matematycznych na coś, co można ogarnąć wyobraźnią. Pomóc w tym mają diagramy Penrose’a, czyli sprytny sposób wyobrażenia elastyczności czasu i przestrzeni na zwykłej kartce papieru. Diagramy Penrose’a wymagają zrozumienia idei, która za nimi stoi, a to wcale nie jest łatwe. Za to, jeśli się już ją zrozumie, niestraszne będą ani czarne dziury, ani tunele czasoprzestrzenne ani wszelkie inne ekstrema z pogranicza fizyki i matematyki.

Co więc takiego szczególnego zawiera książka „Czarne dziury”, że potrzebny był ten nieco przydługi wstęp? Po pierwsze są wzory (bo książka jest poważnym opracowaniem, nie starającym się spłycać tematu). Po drugie autorzy, ludzie nauki, nie stosują uproszczeń i dziecinnych porównań aby trafić „pod strzechy”. Nie traktują tematu anegdotycznie, nie umizgują się do czytelnika. W zamian otrzymujemy chyba pierwszą książkę na polskim rynku, która OPISUJE czarne dziury a nie OPOWIADA o nich. 

Większość książek o czarnych dziurach poprzestaje na powierzchownym opisaniu rządzących nimi paradoksów i nieskończoności, traktując temat jako okazję do oszołomienia czytelników czymś niewyobrażalnym. Tak, jakby autorzy nie wierzyli w bystrość Czytelników i wręcz obawiali się zapuszczenia w zaklęte rewiry wzorów matematycznych. A przecież te książki piszą wybitni naukowcy i niemożliwe, aby  obawiali się kłopotliwych pytań obnażających ich niewiedzę. Bo o czarnych dziurach wiemy praktycznie tylko tyle ile wie o nich matematyka. Nikt ich nie widział  bo nie mógł widzieć. Widziano za to pewne artefakty potwierdzające ich istnienie. Na Ryc. 1 widać dwie supermasywne czarne dziury, jedną, olbrzymią, o masie 6,5 miliarda mas Słońca, w centrum galaktyki M87 (po lewej), druga to nasza (z jądra naszej własnej Galaktyki) czarna dziura Sagittarius A* w gwiazdozbiorze Strzelca o masie „zaledwie” 4,31 miliona mas Słońca (po prawej).

Ryc. 1. Fotografie czarnych dziur M87 i Sagittarius A* wykonane przez Teleskop Horyzontu Zdarzeń.  Źródło: „Czarne dziury”.

Rzeczywiste czarne dziury na tych zdjęciach leżą w ciemnych (jakże by inaczej) obszarach wewnątrz jasnych pierścieni, z których nawet światło nie potrafi się wydostać. 

I w takim właśnie szoku poznawczym Czytelnicy są zwykle pozostawiani przez zadowolonych z siebie autorów artykułów w popularnych czasopismach. Autorzy „Czarnych dziur” idą dalej. Wyposażeni w aparat pojęciowy w postaci diagramów Penrose’a wyjaśniają pojęcia znane nam jedynie jako hasła. Na pierwszy ogień idzie czasoprzestrzeń oraz związane z nią linie świata i stożki świetlne, pojęcia niezbędne do intuicyjnego zrozumienia teorii względności. Na Ryc. 2. jest przedstawiona linia świata (właściwie jej fragment) pewnej wymyślonej osoby. Stożki świetlne są „lejkami”, których powierzchnia jest hipotetyczną trajektorią światła wyemitowanego w punkcie będącym wierzchołkiem tego „lejka”. Każda fizyczna aktywność musi się odbywać wewnątrz jej własnego stożka świetlnego.

Ryc. 2. Przykład linii świata (gruba linia) z zaznaczonymi stożkami świetlnymi w niektórych punktach. Źródło: „Czarne dziury”. 

Następnie oswajają nas z myślą, że siła grawitacji może nie istnieć i może być zastąpiona zakrzywieniem (zniekształceniem) przestrzeni i że czas może być traktowany (prawie) na równi z wymiarami przestrzennymi. Nasze zmysły, z przyczyn naturalnych, zauważają tylko trzy wymiary w tzw. kartezjańskim (prostokątnym) układzie współrzędnych, nie możemy więc nawet wyobrazić, że osie współrzędnych mogą się zakrzywiać w jakimś dodatkowym czwartym wymiarze. Tu Autorzy sięgnęli po nieśmiertelny model Płaszczaków, czyli istot żyjących w świecie dwuwymiarowym. Niestety, ten chwyt dydaktyczny nie jest dostateczny użyteczny przy dalszym drążeniu tematu, w szczególności przy opisywaniu czarnych dziur. I tu, tadam, do gry wchodzą diagramy Penrose’a, pomysł Rogera Penrose’a, matematyka, fizyka i noblisty. Diagram Penrose’a dla płaskiej czasoprzestrzeni wygląda następująco:

Ryc. 3. Diagram Penrose’a dla przestrzeni płaskiej. Źródło: „Czarne dziury”. 

Trzy wymiary przestrzenne są tu zastąpione jednym wymiarem, drugim jest czas, wszystko mieści się na kartce papieru. Widać tu też odpowiednik stożka świetlnego (linia falowana). 

Zaopatrzeni w tak znakomitą pomoc naukową jaką są diagramy Penrose’a możemy zagłębić się w najbardziej egzotyczne zakamarki czarnych dziur i horyzontów zdarzeń. Niestraszne są też nam nieskończoności (pełno ich), gdyż na diagramie Penrose’a każda krawędź i każdy wierzchołek są jakąś formą nieskończoności. Na przykład diagram dla czarnej dziury Schwarzschilda wygląda tak:

Ryc. 4. Diagram Penrose’a dla wiecznej czarnej dziury Schwarzschilda. Źródło: „Czarne dziury”. 

Nie będę tu pisał streszczenia książki, dodam tylko, że omawiane są w niej tak egzotyczne pojęcia jak białe dziury, tunele czasoprzestrzenne, wirujące czarne dziury Kerra, szybko wirujące czarne dziury, kolaps grawitacyjny i parę innych rzeczy.

Dużo miejsca Autorzy poświęcają termodynamice czarnych dziur, analizie entropii, tego, co dzieje się z informacją „wpadającą” poza horyzont zdarzeń, powiązanym z tym wszystkim promieniowaniem Hawkinga, splątaniu kwantowemu a nawet analizują hipotezę wszechświata „holograficznego”, bez mała matriksowego. Te quasi-filozoficzne rozważania są, jak przystało na matematyków, przeprowadzone metodami niefilozoficznymi. 

Chciałbym zakończyć niebanalnym cytatem, ale jedyne co przychodzi mi do głowy to Czarne dziury nie są czarne Stephena Hawkinga.

  1. Kiedy ktoś zapytał Arthura Eddingtona, czy to prawda, że tylko trzy osoby rozumieją teorię względności, Eddington miał podobno odpowiedzieć: „Zastanawiam się, kim jest ta trzecia osoba”.  ↩︎