wymiarach. Może lepszym wyobrażeniem byłaby kolosalna ławica ryb.
Każda ryba w ławicy jest jednym atomem węgla. Pomyśl o nich, unoszących się w
przestrzeni, utrzymujących dystans wzajem od siebie i dokładny kąt wzajemnego ustawienia
dzięki siłom, których nie możesz zobaczyć, ale które w pełni rozumieją naukowcy. Jeśli jednak
jest to ławica ryb, to — zachowując proporcje — wypełniłaby ona Ocean Spokojny. W każdym
diamencie przyzwoitej wielkości znajdziesz długie szeregi atomów liczących się w setkach
milionów w każdej linii prostej.
Atomy węgla potrafią przyjąć inne formy sieci krystalicznej. Powracając do militarnej
analogii, potrafią one przyjąć inne konwencje musztry. Grafit (w ołówkach) także jest węglem,
ale w sposób oczywisty nie przypomina diamentu. W graficie atomy tworzą płachty
sześciokątów, jak siatka do kurników. Każda płachta jest luźno związana z płachtami powyżej i
poniżej niej, a kiedy obecne są zanieczyszczenia, płachty z łatwością ślizgają się po sobie,
dzięki czemu grafit jest dobrym smarem. Diament w żadnym wypadku nie jest smarem. Jego
legendarna twardość ściera najodporniejszy materiał. Atomy miękkiego grafitu i twardego
diamentu są identyczne. Gdyby udało ci się namówić atomy w krysztale grafitu do
zaadoptowania reguł musztry kryształu diamentu, byłbyś bogaczem. Można to zrobić, ale
potrzebne są kolosalne ciśnienie i wysokie temperatury, przypuszczalnie odpowiadające
warunkom, w jakich diamenty powstały w naturze, głęboko w ziemi.
Skoro sześciokąty tworzą płachty płaskiego grafitu, możesz sobie wyobrazić, że
wepchnięcie pięciokątów między sześciokąty mogłoby wypuczyć płachtę w krzywiznę. Umieść
dokładnie 12 pięciokątów w strategicznych punktach między 20 sześciokątami, a krzywizna
zamknie się w pełną kulę. Geometrzy nazywają to ściętym dwudziestościanem. Dokładnie taki
jest wzór szwów na piłce futbolowej. Piłka futbolowa jest więc teoretycznie wzorem, w który
spontanicznie mogą ułożyć się atomy węgla.
Mirabile dictu, właśnie ten wzór odkryto wśród atomów węgla. Zespół, który tego
dokonał, włącznie z Sir Harry Kroto z Sussex University, otrzymał w 1996 roku Nagrodę Nobla
z chemii. Nazwana Buckminsterfullerene (fuleren) jest elegancką kulą 60 atomów węgla,
powiązanych jako 20 sześciokątów przeplecionych 12 pięciokątami. Nazwa oddaje honor
wizjonerskiemu architektowi amerykańskiemu, Buckminsterowi Fullerowi (którego miałem
zaszczyt spotkać, kiedy był już bardzo starym człowiekiem
) i kule te pieszczotliwie nazywa
się „buckyballs". Mogą się one łączyć razem, by stworzyć większe kryształy. Podobnie jak
płachty grafitu, „buckyballs" stanowią dobry smar, przypuszczalnie dzięki kulistemu kształtowi:
prawdopodobnie działają jak maleńkie łożyska kulkowe.
Od czasu odkrycia „buckyballs" chemicy zdawali sobie sprawę z tego, że są one tylko
specjalnym przypadkiem dużej rodziny innych „fulerenów". Atomy węgla mogą teoretycznie
łączyć się i tworzyć jaskinię Aladyna fascynujących form krystalicznych — jest to kolejny
aspekt unikatowej właściwości węgla, kwalifikującej go na podstawowy element życia.
Nie każdy atom ma talent węgla do łączenia się ze swoimi kopiami. Inne kryształy
zawierają więcej niż jeden rodzaj „żołnierzy", występujących na przemian w takim czy innym
eleganckim wzorze. W kryształach kwarcu są to atomy krzemu i tlenu zamiast węgla; w
zwykłej soli są to naładowane elektrycznie atomy sodu i chloru. Kryształy w sposób naturalny
przełamują się wzdłuż linii zdradzających leżący u podstaw wzór musztry. To dlatego kryształki
soli są kwadratowe, dlatego kolumny Giant's Causeway
o wzorze plastra miodu stoją tak
jak stoją i dlatego kryształy diamentu mają kształt rombu.
Wszystkie kryształy montują się samodzielnie zgodnie z lokalnie panującymi regułami.
Składający się na nie „żołnierze", swobodnie unoszący się w roztworze wodnym, spontanicznie
wpychają się w „luki" na powierzchni istniejących kryształów, gdzie dokładnie pasują. Tak więc
kryształ może rosnąć w roztworze z maleńkiego „ziarna" — być może zanieczyszczenia
podobnego do ziarna piasku w środku perły. Nie ma wielkiego projektu „fulerenów", kryształów
kwarcu, diamentów czy czegokolwiek innego. Ta zasada samo-montażu jest obecna także w
żywych strukturach. Sam DNA (genetyczną cząsteczkę znajdującą się w centrum wszelkiego
życia) można uważać za długi, spiralny kryształ, w którym jedna połowa podwójnej helisy
samomontuje się według szablonu dostarczonego przez drugą połowę. Głowa bakteriofaga T4
(wirusa, który zakaża bakterie) faktycznie wygląda jak pojedynczy kryształ.
Pójdź do muzeum i popatrz na kolekcję minerałów. Idź nawet do sklepu New Age i
popatrz na kryształy wystawione obok wszelkiej innej aparatury do ich hokuspokus i
kiczowatego oszustwa. Kryształy nie zareagują na próby „zaprogramowania" ich na medytację,
czy „poświęcenia" ich ciepłym, pełnym miłości myślom. Nie wyleczą cię z niczego, ani nie
napełnią pokoju „wewnętrznym spokojem" czy „psychiczną energią". Ale są piękne i z
pewnością tylko dodaje im piękna zrozumienie, że ich kształty, kąty ich ścianek, kolory tęczy,
które błyskają ze środka, mają dokładne wyjaśnienia leżące głęboko we wzorach atomowej
sieci krystalicznej.
Kryształy nie wibrują mistyczną, kochającą energią. Ale faktycznie wibrują w znacznie
ściślejszym i interesującym sensie. Niektóre kryształy mają ładunki elektryczne przeciwnego
znaku na przeciwległych ściankach, które zmieniają się, kiedy fizycznie odkształcasz kryształ.
Efekt „piezoelektryczny", odkryty w 1880 roku przez braci Curie (męża Marii i jego brata)
znalazł zastosowanie w igłach gramofonów („odkształcania" powoduje rowek w obracającej się
płycie) i w niektórych mikrofonach (odkształcania powodują fale dźwiękowe w powietrzu).
Efekt piezoelektryczny działa również odwrotnie. Kiedy umieści się kryształ w polu
elektrycznym, odkształca się on rytmicznie. Często rytm tych drgań jest niesłychanie dokładny.
Służy jako ekwiwalent wahadła lub kółka wahadłowego w zegarku kwarcowym.
Chcę powiedzieć jeszcze jedną rzecz o kryształach, a może to być najbardziej fascynujące
ze wszystkiego. Militarna przenośnia każe nam myśleć o każdym żołnierzu tak, jakby stał o
metr lub dwa od sąsiada. W rzeczywistości jednak niemal całe wnętrze kryształu to pusta
przestrzeń. Średnica mojej głowy wynosi 18 centymetrów. Dla zachowania skali mój najbliższy
sąsiad na kryształowej paradzie musiałby stać o ponad kilometr ode mnie. Nic dziwnego, że
maleńkie cząsteczki zwane neutrinami (jeszcze mniejsze od elektronów) przechodzą przez
ziemię i wychodzą z drugiej strony, jak gdyby jej tam wcale nie było (przeciętnie jedna taka
cząsteczka przenika przez ciebie co sekundę).
Ale jeśli solidne rzeczy są głównie pustą przestrzenią, dlaczego nie widzimy ich jako
pustej przestrzeni? Dlaczego diament wydaje się twardy i solidny, a nie sypki i pełen dziur?
Odpowiedź znajduje się w naszej ewolucji. Darwinowski dobór naturalny przez niezliczone
pokolenia kształtował nasze narządy czuciowe, jak i wszystkie inne części naszych
organizmów. Można by sądzić, że narządy czuciowe zostały ukształtowane, by dać nam
„prawdziwy" obraz świata, taki jakim on „rzeczywiście" jest. Bezpieczniej jest założyć, że
zostały one ukształtowane, by dać nam pożyteczny obraz świata, żeby pomóc nam przeżyć. W
pewnym sensie narządy czuciowe wspomagają nasz mózg w budowaniu użytecznego modelu
świata i to w tym modelu poruszamy się. Jest to rodzaj „wirtualnej" symulacji rzeczywistego
świata. Neutrina mogą przejść prosto przez skałę, ale my nie możemy. Jeśli spróbujemy,
pokaleczymy się. Konstruując symulację skały mózg przedstawia ją więc jako twardą i solidną.
To niemal tak, jakby narządy czuciowe mówiły nam: „Nie możesz przeniknąć przez przedmiot
tego rodzaju". To właśnie znaczy „solidny". To dlatego odbieramy je jako „solidne".
W ten sam sposób trudno nam zrozumieć wiele odkryć naukowych o wszechświecie.
Teoria względności Einsteina, zasada nieoznaczoności, Wielki Wybuch, rozszerzający się
wszechświat, niesłychanie powolny upływ geologicznego czasu — wszystko to trudno jest
pojąć. Nic dziwnego, że niektórzy boją się nauki. Ale nauka potrafi także wyjaśnić, dlaczego
tak trudno jest zrozumieć te sprawy i dlaczego boimy się wysiłku. Jesteśmy napuszonymi
małpami i nasze mózgi były zbudowane do zrozumienia przyziemnych szczegółów o tym, jak
przeżyć w epoce kamiennej na afrykańskiej sawannie.
To są głębokie kwestie i krótki artykuł nie jest wystarczająco dobrym miejscem na ich
zgłębianie. Uznam, że odniosłem sukces, jeśli udało mi się przekonać cię, że naukowe
podejście do kryształów jest bardziej oświecające i podniosłe, a także bardziej zadziwiające niż
cokolwiek wymyślone w najdzikszych snach guru New Age czy paranormalnych kaznodziei.
Naga prawda jest taka, że sny i marzenia guru i kaznodziei daleko nie są aż tak dziko
wybujałe. Przynajmniej jeśli zastosujemy tu standardy nauki.
*
Powyższy esej pochodzi z książki A Devil's Chaplain: Reflections on Hope, Lies, Science,
and Love (Phoenix 2003). Publikacja w Racjonaliście za zgodą Autora.
Przypisy:
A przy okazji, następnym razem, kiedy wybierzesz się do "alternatywnego"
uzdrawiacza, który twierdzi, że "równoważy twoje pola energii", spytaj go, co przez to
rozumie. Odpowiedź będzie brzmiała: zupełnie nic.
Miał wygłosić dla nas krótki wykład, ale improwizował przez trzy godziny, a my
siedzieliśmy oczarowani.
Racjonalista.pl
Strona 3 z 5
Wyjątkowa formacja skalna na wybrzeżu Antrim w Irlandii Północnej, stanowiąca
wielką atrakcję turystyczną. (przyp. tłum.)
Wybitny ewolucjonista, profesor Uniwersytetu w Oxfordzie. Urodził się w
1941 roku w Nairobi. Autor słynnej koncepcji "samolubnego genu", która
rzuciła nowe spojrzenie na przyczyny i sposoby ewolucji. Koncepcja ta
umożliwiła lepsze niż kiedykolwiek wcześniej zrozumienie i wytłumaczenie
motywów ludzkich (i zwierzęcych) zachowań, na gruncie zarówno biologii
molekularnej, jak i socjobiologii. Najważniejsze jego publikacje:
Samolubny gen (The Selfish Gene, 1976); Ślepy zegrarmistrz (The Blind
Watchmaker, 1986);
Fenotyp rozszerzony. Dalekosiężny gen
(Climbing Mount Improbable, 1996);
(Unweaving the Rainbow, 1998),
(http://www.racjonalista.pl/kk.php/s,3784)
Contents Copyright
©
2000-2008 by Mariusz Agnosiewicz
Programming Copyright
©
2001-2008 Michał Przech
Autorem tej witryny jest Michał Przech, zwany niżej Autorem.
Właścicielem witryny są Mariusz Agnosiewicz oraz Autor.
Żadna część niniejszych opracowań nie może być wykorzystywana w celach
komercyjnych, bez uprzedniej pisemnej zgody Właściciela, który zastrzega sobie
niniejszym wszelkie prawa, przewidziane
w przepisach szczególnych, oraz zgodnie z prawem cywilnym i handlowym,
w szczególności z tytułu praw autorskich, wynalazczych, znaków towarowych
do tej witryny i jakiejkolwiek ich części.
Wszystkie strony tego serwisu, wliczając w to strukturę podkatalogów, skrypty
JavaScript oraz inne programy komputerowe, zostały wytworzone i są administrowane
przez Autora. Stanowią one wyłączną własność Właściciela. Właściciel zastrzega sobie
prawo do okresowych modyfikacji zawartości tej witryny oraz opisu niniejszych Praw
Autorskich bez uprzedniego powiadomienia. Jeżeli nie akceptujesz tej polityki możesz
nie odwiedzać tej witryny i nie korzystać z jej zasobów.
Informacje zawarte na tej witrynie przeznaczone są do użytku prywatnego osób
odwiedzających te strony. Można je pobierać, drukować i przeglądać jedynie w celach
informacyjnych, bez czerpania z tego tytułu korzyści finansowych lub pobierania
wynagrodzenia w dowolnej formie. Modyfikacja zawartości stron oraz skryptów jest
zabroniona. Niniejszym udziela się zgody na swobodne kopiowanie dokumentów
serwisu Racjonalista.pl tak w formie elektronicznej, jak i drukowanej, w celach innych
niż handlowe, z zachowaniem tej informacji.
Plik PDF, który czytasz, może być rozpowszechniany jedynie w formie oryginalnej,
w jakiej występuje na witrynie. Plik ten nie może być traktowany jako oficjalna
lub oryginalna wersja tekstu, jaki zawiera.
Treść tego zapisu stosuje się do wersji zarówno polsko jak i angielskojęzycznych
serwisu pod domenami Racjonalista.pl, TheRationalist.eu.org oraz Neutrum.eu.org.
Wszelkie pytania prosimy kierować do
Racjonalista.pl
Strona 5 z 5