David Christian: "Big history"

Upeiden kuvien avulla David Christian kertoo universumin koko historian Big Bangistä Internetiin mukaansatempaavien 18 minuutin aikana. Tätä on "Big History": opettavainen laajakulmakatsaus monimuotoisuuteen, elämään ja ihmisyyteen, esitettynä kosmisen aikajanan omaa lyhyttä osaamme vasten.

Ensiksi video.

Kyllä, tässä vatkataan munia.

Mutta tätä katsellessanne

toivon että teitä

alkaa vähän arveluttaa.

Koska voitte havaita, että todellisuudessa

munat vatkautuvat takaisin kokonaisiksi.

Nyt nähdään keltuaisen ja valkuaisen erottuneen.

Nyt ne kaadetaan takaisin kuoreensa.

Syvällä sisimmässään jokainen tietää,

että universumi ei toimi näin.

Vatkattu muna on mössöä, maukasta mössöä, mutta kuitenkin mössöä.

Kananmuna on kaunis, hienostunut asia,

joka voi luoda vielä hienostuneempiakin asioita,

kuten kananpoikia.

Jokainen tietää sisimmässään,

että universumi ei kulje

mössöstä monimuotoisuuteen.

Itse asiassa tämä perusvaistomme

heijastuu yhdessä fysiikan kaikkein perustavimmista laeista,

termodynamiikan toisessa laissa eli entropian laissa.

Pohjimmiltaan se kertoo,

että universumin yleinen pyrkimys

on siirtyä järjestyksestä

ja rakenteesta

järjestyksen puutteeseen, rakenteen puutteeseen--

oikeastaan mössöksi.

Siksi tuo video

tuntuu vähän oudolta.

Kuitenkin,

kun katsoo ympärilleen,

näkee kaikkialla

hämmästyttävää kompleksisuutta.

Eric Beinhocker arvioi, että yksin New Yorkin kaupungissa

kaupataan noin 10 miljardia erilaista tuotetta,

satoja kertoja enemmän kuin maapallolla

on lajeja.

Niitä kaupittelee laji, joka koostuu

miltei seitsemästä miljardista yksilöstä,

jotka kauppa, matkailu ja internet yhdistävät

ällistyttävän monimutkaiseksi

globaaliksi järjestelmäksi.

Tässäpä kova pähkinä purtavaksi:

Kuinka universumissa, jota

hallitsee termodynamiikan toinen laki,

on mahdollista

luoda kuvaamani kaltaista kompleksisuutta --

sellaista kompleksisuutta, jota sinä ja minä

ja kongressikeskus edustamme.

Vastaus näyttää olevan,

että universumi voi luoda kompleksisuutta,

mutta suurella vaivalla.

Saarekkeissa

esiintyy juuri sopivia oloja, joita kollegani

Fred Spier kutsuu "Kultakutri-olosuhteiksi" --

Ei liian kuumaa, ei liian kylmää;

täsmälleen sopivaa kompleksisuuden synnylle.

Ilmaantuu hieman monimutkaisempia asioita.

Sieltä missä on vähän monimutkaisempia asioita,

syntyy vielä vähän monimutkaisempia.

Tällä tavoin kompleksisuus rakentuu

aste asteelta.

Jokainen vaihe on taianomainen,

koska se luo vaikutelman jonkin täysin uuden ilmaantumisesta

miltei kuin tyhjästä.

Suuressa historiassa kutsumme näitä hetkiä

kynnystapahtumiksi.

Jokaisella kynnyksellä

peli kovenee.

Kompleksisista asioista tulee hauraampia

ja haavoittuvampia,

Kultakutri-ehdot tulevat tiukemmiksi,

ja on vaikeampaa

tuottaa kompleksisuutta.

Äärimmäisen kompleksisina olentoina

haluamme välttämättä tietää,

kuinka universumi luo kompleksisuutta

toisesta laista huolimatta,

ja miksi kompleksisuus

merkitsee haavoittuvuutta

ja haurautta.

Tämän tarinan kerromme suuressa historiassa.

Mutta kertomukseen vaaditaan jotakin, mikä

saattaa ensi näkemältä tuntua täysin mahdottomalta.

Täytyy kartoittaa koko universumin historia.

Joten käydään töihin.

(Naurua)

Palataan aikajanalla 13,7 miljardia vuotta

taaksepäin

ajan alkuun.

Ympärillä ei ole mitään.

Ei edes aikaa eikä tilaa.

Kuvittele niin pimeä ja tyhjä asia kuin voit,

korota se ziljoona kertaa potenssiin kolme

ja siellä olemme.

Sitten yhtäkkiä,

bäng! Ilmestyy universumi, kokonainen universumi.

Olemme ylittäneet ensimmäisen kynnyksen.

Universumi on pikkuruinen; pienempi kuin atomi.

Se on uskomattoman kuuma.

Se sisältää kaiken, mitä nykyisessä universumissa on,

joten on helppo kuvitella sen räjähtävän,

uskomatonta vauhtia laajetessaan.

Ensiksi se on pelkkää sumeutta,

mutta hyvin nopeasti tuohon sumeuteen alkaa ilmaantua asioita.

Ensimmäisen sekunnin aikana

itse energia pirstoutuu erilaisiksi voimiksi,

jotka sisältävät elektromagnetismin ja painovoiman.

Energia tekee jotain muuta aivan taianomaista,

se jähmettyy muodostaen ainetta --

kvarkkeja, jotka luovat protoneja,

ja leptoneja, joihin elektronitkin kuuluvat.

Kaikki tämä tapahtuu ensimmäisen sekunnin aikana.

Nyt siirrymme 380 000 vuotta eteenpäin.

Kaksi kertaa ajan, jonka ihminen on ollut tällä planeetalla.

Nyt yksinkertaiset vety- ja

heliumatomit ilmestyvät.

Tähän haluan pysähtyä hetkeksi,

380 000 vuotta universumin syntymästä,

koska itse asiassa tiedämme aika paljon

tämän vaiheen universumista.

Ennen kaikkea, se oli äärimmäisen yksinkertainen.

Se koostui valtavista

vety- ja heliumatomien pilvistä,

vailla rakennetta.

Ne ovat jonkinlaista kosmista mössöä.

Mutta se ei ole täysin totta.

Tuoreet tutkimukset

esim. WMAP-satelliitilla

ovat osoittaneet, että tosiasiassa taustassa on ihan pieniä eroavaisuuksia.

Tässä kuvassa

siniset alueet ovat noin asteen tuhannesosan viileämpiä

kuin punaiset alueet.

Ne ovat pienen pieniä eroja,

mutta ne auttoivat universumia siirtymään

kompleksisuuden rakentamisen seuraavaan vaiheeseen.

Näin se toimii.

Painovoima on suurempi

siellä missä on enemmän ainesta.

Hieman tiheämmillä alueilla

painovoima alkaa tiivistää

hiili- ja vetyatomipilviä.

Voidaan kuvitella nuoren universumin hajoavan

miljardeiksi pilviksi.

Jokainen pilvi tiivistyy,

painovoima voimistuu tiheyden lisääntyessä,

lämpötila alkaa nousta kunkin pilven keskellä,

ja sitten pilven sisällä

lämpötila ylittää 10 miljoonan asteen

raja-arvokynnyksen,

protonit alkavat fuusioitua,

vapautuu valtavasti energiaa,

ja bäng!

Ensimmäiset tähdet ovat syntyneet.

Noin 200 miljoonan vuoden kuluttua alkuräjähdyksestä

tähtiä alkaa ilmestyä kaikkialle universumiin

miljardikaupalla.

Nyt universumi on merkittävästi mielenkiintoisempi

ja kompleksisempi.

Tähdet tulevat luomaan Kultakutri-olosuhteita

kahden uuden kynnysarvon ylittämiseksi.

Kun valtavan suuria tähtiä kuolee,

niissä muodostuu niin korkeita lämpötiloja,

että protonit alkavat fuusioitua kaikenlaisiksi eksoottisiksi yhdistelmiksi

muodostaen jaksollisen järjestelmän kaikki alkuaineet.

Jos käytät minun tapaani kultasormusta,

se taottiin supernovan räjähtäessä.

Nyt universumi on kemiallisesti monimutkaisempi.

Kemiallisesti monimutkaisempi universumi

mahdollistaa uusia asioita.

Nyt nuorten

aurinkojen,

nuorten tähtien ympärillä,

kaikki alkuaineet yhdistyvät, kieppuvat ympäriinsä,

tähden energian hämmentäessä niitä ympäri,

ne muodostavat hiukkasia, lumikiteitä,

pieniä pölyhiukkasia,

kiviä, asteroideja,

ja lopulta planeettoja ja kuita.

Näin aurinkokuntamme muodostui

neljä ja puoli miljardia vuotta sitten.

Maapallomme kaltaiset kallioperäiset planeetat

ovat huomattavasti kompleksisempia kuin tähdet,

koska niissä on paljon enemmän erilaisia materiaaleja.

Kompleksisuuden neljäs kynnys on nyt ylitetty.

Nyt peli kovenee.

Seuraavan vaiheen kokonaisuudet

ovat merkittävästi hauraampia,

merkittävästi haavoittuvaisempia,

mutta myös paljon luovempia,

ja ne kykenevät tuottamaan lisää kompleksisuutta.

Puhun tietenkin

elävistä organismeista.

Kemia luo eläviä organismeja.

Olemme valtavia kemikaalipakkauksia.

Kemiaa pitää komennossaan elektromagneettinen voima.

Se toimii painovoimaa pienemmässä mittakaavassa,

mikä selittää, miksi sinä ja minä

olemme tähtiä ja planeettoja pienempiä.

Mitkä sitten ovat kemian ideaaliolosuhteet?

Kultakutri-olosuhteet?

Ensiksi tarvitaan energiaa,

mutta ei liikaa.

Tähden keskustassa on niin paljon energiaa,

että kaikki yhdistyvät atomit räjähtävät taas erilleen.

Mutta ei liian vähänkään.

Galaksienvälisessä avaruudessa on niin vähän energiaa,

että atomit eivät pysty yhdistymään.

Tarvitaan juuri sopiva määrä,

ja planeetat osoittautuvat juuri sopiviksi,

koska ne ovat lähellä tähtiä, mutta eivät liian lähellä.

Tarvitaan myös paljon eri alkuaineita

ja nestettä, kuten vettä.

Miksi?

Kaasuissa atomit ohittavat toisensa niin nopeasti,

etteivät ne pysty kiinnittymään.

Kiinteissä aineissa,

atomit juuttuvat yhteen, ne eivät pysty liikkumaan.

Nesteissä

ne voivat ajelehtia vapaasti toisiaan halimassa

ja kytkeytyä toisiinsa molekyyleiksi.

Missä tällaiset Kultakutri-ehdot täyttyvät?

Planeetat kelpaavat oikein hyvin,

ja nuori maapallo

oli miltei täydellinen.

Se sijaitsi aivan oikealla etäisyydellä tähdestään

sisältääkseen valtavia avomeriä.

Syvällä merien alla

Maan kuoren halkeamissa

kuumuutta tihkuu Maan sisältä

ja siellä on valtavasti erilaisia alkuaineita.

Näissä syvänmeren savuttajissa

alkoi tapahtua suurenmoista kemiaa,

ja atomit sitoutuivat mitä eksoottisimpiin yhdistelmiin.

Mutta elämä ei tietenkään ole

pelkkää eksoottista kemiaa.

Kuinka pitää koossa

nuo valtavat molekyylit,

jotka vaikuttivat mahdollisilta?

Tässä kohdin elämä ottaa käyttöön

täysin uuden tempun.

Ei vakautetakaan yksilöä;

vakautetaan malli,

informaatiota kuljettava osa,

ja annetaan mallin kopioitua.

DNA on tietenkin

se kaunis molekyyli,

joka sisältää tuon informaation.

DNA:n kaksoiskierre on kaikille tuttu.

Jokainen puola sisältää informaatiota.

DNA sisältää informaatiota

elävien organismien valmistamisesta.

DNA tekee myös kopioita itsestään.

Se kopioituu

ja levittää mallit kaikkialle mereen.

Näin informaatio leviää.

Huomatkaa, että informaatiosta on tullut osa tarinaamme.

DNA:n todellinen kauneus

on sen epätäydellisyyksissä.

Kopioidessa,

aina joka miljardinnen puolan kohdalla

tapaa olla virhe.

Se tarkoittaa,

että DNA käytännössä siis oppii.

Se kartuttaa uusia elävien organismien valmistustapoja,

koska jotkut virheistä toimivat.

DNA oppii

muodostaen lisää erilaisuutta ja lisää kompleksisuutta.

Voimme nähdä tämän tapahtuneen viimeiset neljä miljardia vuotta.

Suurimman osan tuosta ajasta elämä Maassa,

elävät organismit ovat olleet suhteellisen yksinkertaisia --

yksittäisiä soluja.

Mutta ne olivat hyvin erilaisia

ja sisältä hyvin kompleksisia.

Noin 600 - 800 miljoonaa vuotta sitten

ilmestyvät monisoluiset organismit.

Sienet, kalat,

kasvit,

sammakkoeläimet, matelijat

ja sitten tietenkin dinosaurukset.

Joskus sattuu onnettomuuksia.

65 miljoonaa vuotta sitten

asteroidi osui Maahan

lähellä Jukatanin niemimaata

saaden aikaan ydinsodan kaltaiset olosuhteet,

ja dinosaurukset pyyhkäistiin pois.

Kauhea uutinen dinosaurusten kannalta.

Mutta suurenmoinen uutinen nisäkäsesi-isillemme,

jotka kukoistivat

dinosaurusten tyhjiksi jättämissä lokeroissa.

Me ihmisolennot

olemme osa sitä luovaa evolutiivista sykähdystä,

joka alkoi 65 miljoonaa vuotta sitten

asteroidin törmäyksestä.

Ihmiset ilmestyvät noin 200 000 vuotta sitten.

Minusta olemme yhden kynnyksen

arvoisia tässä suuressa tarinassa.

Voin kertoa miksi.

Näimme, että DNA oppii tietyssä mielessä,

se kerää informaatiota.

Mutta hyvin hitaasti.

DNA kokoaa informaatiota

satunnaisten virheiden kautta,

joista jotkut vain sattuvat toimimaan.

Mutta DNA oli itse asiassa luonut nopeamman oppimistavan;

tuottanut organismeja, joilla on aivot,

ja nuo organismit pystyvät oppimaan reaaliajassa.

Ne kokoavat informaatiota, ne oppivat.

Surullista kyllä

kuollessaan ne vievät informaation hautaansa.

Ihmiset tekee erilaisiksi

käyttämämme kieli.

Omistamme kielen,

niin voimallisen ja tarkan kommunikaatiojärjestelmän,

että voimme kertoa oppimamme niin tarkasti,

että se voi karttua kollektiiviseen muistiimme.

Mikä tarkoittaa,

että tieto elää kauemmin kuin sen hankkineet yksilöt,

ja se voi kumuloitua sukupolvelta toiselle.

Siksi me olemme lajina niin luovia

ja niin voimakkaita;

siksi meillä on historia.

Neljään miljoonaan vuoteen tunnumme olleen ainoa laji,

jolla on tämä lahja.

Kutsun tätä kykyä

kollektiiviseksi oppimiseksi.

Juuri se tekee meistä erilaisia.

Sen voidaan nähdä toimivan

ihmisen historian varhaisimmissa vaiheissa.

Lajina kehityimme

Afrikan savanneilla,

mutta sieltä ihmiset muuttavat uusiin ympäristöihin --

autiomaille, viidakoihin,

Siperian jääkautiselle tundralle --

ankariin, ankariin oloihin --

Amerikan mantereille ja Australaasiaan.

Jokaiseen muuttoon liittyi oppimista --

uusia tapoja hyödyntää ympäristöä,

uusia tapoja sopeutua ympärillä olevaan.

10 000 vuotta sitten

maapallon ilmaston äkillistä muutosta hyödyntäen

viimeisen jääkauden lopussa

ihminen oppi maanviljelyn.

Viljelystä tuli energiakultakaivos.

Sitä energiaa käyttämällä

ihmissuku moninkertaistui.

Ihmisyhteisöt suurenivat, tihenivät

ja niiden väliset yhteydet lisääntyivät.

Noin 500 vuotta sitten

ihmiset alkoivat pitää yhteyttä maailmanlaajuisesti

laivojen, junien,

lennättimen ja internetin kautta,

kunnes nyt näytämme muodostavan

yhdet ainoat globaalit aivot

miltei seitsemälle miljardille yksilölle.

Nuo aivot oppivat poimuajovauhtia.

Viimeisten 200 vuoden aikana on tapahtunut jotain muutakin:

Olemme törmänneet toiseen kultakaivokseen,

fossiilisiin polttoaineisiin.

Fossiiliset polttoaineet ja kollektiivinen oppiminen

selittävät huikean kompleksisuuden,

ympärillämme.

Täällä me olemme

taas kongressikeskuksessa.

Olemme tehneet 13,7 miljardin vuoden

kahdensuuntaisen matkan.

Toivottavasti tekin pidätte tätä vaikuttavana tarinana.

Se on kertomus, jossa ihmisellä

on hämmästyttävä ja luova osuus.

Mutta siihen sisältyy myös varoituksia.

Kollektivinen oppiminen on hyvin, hyvin mahtava voima,

eikä ole selvää,

että me ihmiset olemme sen herroja.

Muistan hyvin elävästi, kuinka lapsena Englannissa

koin Kuuban ohjuskriisin.

Muutaman päivän ajan

koko biosfääri

näytti olevan tuhon partaalla.

Samat aseet ovat täällä yhä,

toimintavalmiina.

Jos vältämme tuon ansan,

toiset ovat jo odottelemassa.

Kulutamme fossiilisia polttoaineita niin nopeasti,

että tunnumme olevan tuhoamassa Kultakutri-olomme,

jotka mahdollistivat inhmiskulttuureiden

kukoistuksen yli 10 000 vuoden ajan.

Iso historia pystyy

näyttämään kompleksisuutemme ja haurautemme

sekä edessämme olevat vaarat,

mutta se voi myös näyttää

voimamme kollektiivisessa oppimisessa.

Lopuksi,

tätä minä haluan.

Haluan lapsenlapseni Danielin

ja hänen ystäviensä ja sukupolvensa

kautta maailman

oppivan ison historian tarinan

niin hyvin,

että he ymmärtävät

sekä edessämme olevat haasteet

että mahdollisuudet.

Siksi meidän ryhmämme

on rakentamassa ilmaista opetusohjelmaa

isosta historiasta

lukion oppilaille kaikkialle maailmaan.

Uskomme, että isosta historiasta

tulee Danielille ja hänen sukupolvelleen

tärkeä henkinen työkalu,

heidän kohdatessaan valtavat haasteet

sekä valtavat mahdollisuudet,

jotka heillä on edessään tällä kynnyshetkellä

kauniin planeettamme historiassa.

Kiitän mielenkiinnostanne.

(Suosionosoituksia)