Universums historia på 18 minuter

Med hjälp av fantastiska illustrationer berättar David Christian hela universums historia, från Big Bang till Internet, under 18 fängslande minuter. Det är "storskalig historia": ett upplysande, övergripande perspektiv på komplexitet, liv och mänskligheten, med vår korta tid i universums historia som fond.

Först, en film.

(Film) Ja, det är äggröra.

Men när du tittar på den

hoppas jag att du börjar känna dig

en aning obekväm.

Du kanske inser att vad som händer

är att ägget blir mindre
och mindre rörigt.

Nu ser du att gulan och vitan har särats,

och hälls tillbaka i äggskalet.

Vi vet alla innerst inne

att det inte är så universum fungerar.

Äggröra är röra - god röra
- men likväl röra.

Ett ägg är ett vackert och
komplicerat föremål som

kan ge upphov till än
mer komplicerade ting

som kycklingar.

Och vi vet innerst inne

att universum inte går

från röra till komplexitet.

Denna magkänsla

finns återspeglad i en av fysikens
mest grundläggande lagar,

termodynamikens andra lag,
eller lagen om ökande entropi.

Den går ut på

att universum i allmänhet

är att gå från ordning och struktur

till oordning och ostrukturerat -
det vill säga till röra.

Det är därför den där filmen

känns lite konstig.

Och ändå,

se er omkring.

Det vi ser omkring oss

är otroligt komplext.

Eric Beinhocker uppskattar att
bara i staden New York

handlas det med 10 miljarder SKU:er,
det vill säga olika sorters varor.

Det är hundratals gånger mer än det finns

arter på jorden.

Och de handlas med av en art

som har nästan sju miljarder individer

som fogas samman av handel,
resor och internet

till ett globalt system

av överväldigande komplexitet.

Så här finns en stor gåta:

Hur är det, i ett universum

som lyder under termodynamikens andra lag,

möjligt att

skapa den sorts komplexitet jag har visat,

den sorts komplexitet som
representeras av dig och mig

och den här anläggningen?

Nå, svaret verkar vara

att universum kan åstadkomma komplexitet

men med stora besvär.

I små avgränsade områden

kan det uppstå vad min kollega Fred Spier

kallar "Guldlocksförutsättningar" -

inte för varmt, inte för kallt,

alldeles lagom för att komplexitet ska
kunna uppstå.

Och aningen mer komplexa system uppstår.

Finns det en aning mer
komplexa system

kan det uppstå ännu mer komplexa system.

Och på det sättet ökar komplexiteten

stegvis.

Varje steg är magiskt

eftersom det verkar som om det
dyker upp något alldeles nytt

nästan som ur ingenting i universum.

I storskalig historia kallas dessa stunder

trappsteg.

Vid varje trappsteg

blir det svårare.

De komplexa systemen
blir mer ömtåliga,

mer sårbara;

guldlocksförutsättningarna blir snävare,

och det blir svårare

att skapa komplexitet.

Så, vi som är otroligt komplexa varelser

har ett stort behov av att
känna till det sätt

på vilket universum skapar komplexitet

trots den andra lagen

och varför komplexitet

innebär sårbarhet

och ömtålighet.

Det är den berättelsen vi berättar i
den storskaliga historian.

Men för att göra det måste man göra något
som till en början kan verka omöjligt.

Du måste gå igenom
hela universums historia.

Då sätter vi igång.

(Skratt)

Vi börjar med att gå tillbaka i tiden

13,7 miljarder år

till tidens begynnelse.

Runt oss finns ingenting.

Inte ens tid eller rum.

Tänk dig det mest tomma och mörka du kan

gånger en fjantiljon

så är det där vi är.

Så plötsligt,

Bang! Ett universum dyker upp,
ett helt universum.

Vi har kommit över det första trappsteget.

Universum är pyttelitet,
mindre än en atom.

Det är otroligt varmt.

Det innehåller allt som finns
i universum

så du kan tänka dig att det är
fullsmockat.

Det expanderar i en helt otrolig fart.

Till en början är allt ett töcken

men väldigt snabbt börjar
man skönja saker.

Inom en sekund

har energin delats upp i olika krafter

så som elektromagnetism och gravitation.

Och energin gör något mer nästan magiskt:

Den stelnar till materia --

kvarkar som bildar protoner

och leptoner som elektroner.

Allt det händer under den första sekunden.

Nu förflyttar vi oss 380 000 år framåt.

Det är dubbelt så länge som
människor bott på den här planeten.

Nu formas enkla atomer

som väte och helium.

Här vill jag ta ett ögonblicks paus,

380 000 år efter universums födelse,

eftersom vi faktiskt vet ganska mycket

om universum vid den här tiden.

Framför allt vet vi att det
var väldigt okomplicerat.

Det bestod av gigantiska moln

av väte- och heliumatomer

utan struktur.

Det var helt enkelt en kosmisk röra.

Men det är inte helt sant.

Färska studier

av satelliter så som WMAP-satelliten

har visat att det faktiskt fanns små, små
skillnader i bakgrunden.

Vad ni ser här

är att de blå områdena är omkring
en tusendels grad kallare

än de röda.

Det är pyttesmå skillnader

men nog för att universum
skulle gå vidare

till nästa steg av komplexitet.

Det gick till så här.

Gravitationen är starkare

där det finns mer saker.

Så där det finns aningen tätare områden

börjar gravitationen dra samman moln

av väte- och heliumatomer.

Vi kan tänka oss hur universum bröts upp

i miljarder moln.

Och varje moln tätnade

och gravitationen blev starkare
allteftersom densiteten ökade,

temperaturen började stiga i molnen

och så, i mitten på på molnen

steg temperaturen över brytpunkten

10 miljoner grader.

Protoner började slås samman

och frigjorde enorma mängder energi

och, bam!

Vi har våra första stjärnor.

Från ungefär 200 miljoner
år efter Big Bang

bildas stjärnor över hela universum,

miljarder stjärnor.

Och universum blir
betydligt mer intressant

och komplext.

Stjärnor skapar guldlocksförutsättningar

för att komma över två nya trappsteg.

När riktigt stora stjärnor dör

uppstår så höga temperaturer

att protoner slås samman
i alla möjliga exotiska former

och bildar alla de ämnen som
finns i det periodiska systemet.

Om du, som jag, har på dig en guldring

så skapades den i en
exploderande supernova.

Nu är universum kemiskt mer komplext.

Och i ett kemiskt mer komplext universum

är det möjligt att skapa fler saker.

Och det som händer

är att runt unga solar,

unga stjärnor,

slås dessa ämnen samman, de virvlar runt,

energin från stjärnorna rör runt bland dem

och de bildar partiklar, snöflingor,

de bildar små dammkorn,

de bildar stenar, asteroider

och till slut planeter och månar.

Det var så vårt solsystem bildades

för fyra och en halv miljarder år sedan.

Stenplaneter som vår jord

är betydligt mer komplicerade än stjärnor

eftersom de har mycket
fler olika beståndsdelar.

Nu har vi tagit oss över ett fjärde
trappsteg av komplexitet.

Nu blir det jobbigare.

Nästa steg introducerar ting

som är betydligt mer ömtåliga,

mycket mer sårbara

men också mycket mer kreativa

och förmögna att skapa än mer komplexitet.

Jag talar så klart

om levande organismer.

Levande organismer skapas av kemi.

Vi är enorma paket av kemikalier.

Kemi bygger på den
elektromagnetiska kraften.

Den verkar på mindre skalor
än gravitationen

vilket förklarar varför du och jag

är mindre än stjärnor och planeter.

Så vilka är de idealiska
förutsättningarna för kemi?

Vilka är guldlocksförutsättningarna?

Till att börja med behövs det energi

men inte för mycket.

Inuti stjärnor finns det så mycket energi

att de atomer som formas
genast slås sönder igen.

Men inte för lite.

I yttre rymden finns så lite energi

att molekyler inte kan formas.

Vad som behövs är precis lagom mängd

och planeter, visar det sig, är lagom

eftersom de finns nära stjärnor,
men inte för nära.

Det behövs också många olika kemiska ämnen

och vätskor som vatten.

Varför?

För att i gaser så passerar
atomerna varandra så fort

att de inte kan slås samman.

I fasta ämnen

sitter atomerna ihop
så de kan inte flytta sig.

I vätskor

kan de flyta runt och mysa

och slås samman till molekyler.

Var finns då dessa
guldlocksförutsättningar?

Ja, planeter är bra

och vår tidiga jord

var nästan perfekt.

Den var på precis rätt avstånd från solen

för att ha stora hav med vatten.

Och djupt under havsytan

vid sprickorna i jordskorpan

steg det upp värme från jordens inre

och det fanns en uppsjö av olika ämnen.

Vid dessa undervattensvulkaner

började fantastiska
kemiska reaktioner hända

och atomer slogs samman i alla möjliga
exotiska kombinationer.

Men det är klart, livet är mer

än bara exotisk kemi.

Hur stabiliserar man då

de stora molekyler

som visar livskraft?

Det är här livet introducerar

ett helt nytt trick.

Man stabiliserar inte individen

utan mallen,

den som innehåller informationen

och låter den kopiera sig själv.

Och DNA är så klart

den vackra molekyl

som bär den informationen.

Ni känner igen den dubbla DNA-spiralen.

Varje stegpinne innehåller information.

Så DNA innehåller information

om hur levande organismer byggs upp.

Och DNA kopierar sig självt.

Så den kopierar sig själv

och sprider sig genom haven.

Informationen sprids.

Lägg märke till att information
blivit en del av berättelsen.

Det fantastiska med DNA är dock

dess små fel och misstag.

När den kopierar sig själv,

så någon gång på miljarden

blir något fel.

Vad det betyder är

i praktiken att DNA lär sig.

Den samlar på sätt att bygga organismer

eftersom vissa av de felen fungerar.

Så DNA lär sig

och bygger mångfald och komplexitet.

Det har pågått under de senaste
fyra miljarder åren.

Under den största delen
av livets tid så

har organismer varit relativt enkla --

encelliga organismer.

Men det fanns en otrolig mångfald

och, inuti, stor komplexitet.

Sen, från ungefär 600
till 800 miljoner år sedan

började flercelliga organismer dyka upp.

Svampar, fiskar,

växter,

amfibier, reptiler,

och, så klart, dinosaurier.

Och ibland, katastrofer.

För sextiofem miljoner år sedan

träffade en asteroid jorden

nära Yukatan-halvön

med en kraft som motsvarade
ett kärnvapenkrig,

och dinosaurierna utrotades.

Fruktansvärt för dinosaurierna

men goda nyheter för våra tidiga förfäder

som kunde ta över

dinosauriernas gamla nischer.

Och vi människor

är en del av den evolutionära impuls

som sattes igång för 65 miljoner år sedan

med ett meteoritnedslag.

Människan dök upp för ungefär
200 000 år sedan.

Och jag anser att vi är ett

av trappstegen i den
storskaliga historien.

Jag ska förklara varför.

Vi har sett hur DNA i en mening kan lära,

att den samlar information.

Men det går långsamt.

DNA samlar information

genom slumpmässiga fel

där en del bara råkar funka.

Men DNA har skapat ett snabbare sätt:

det har skapat organismer med hjärnor,

och de organismerna kan lära i realtid.

De samlar information, de lär sig.

Sorgligt nog

så dör informationen med dem.

Det som gör människan annorlunda

är mänskligt språk.

Vi har välsignats med språk, kommunikation

som är så kraftfull och precis

att vi kan förmedla vad vi lärt oss
med sådan precision

att det kan tas upp i det
kollektiva minnet.

Det betyder att

kunskapen kan överleva den individ som
från början lärde sig den

och den kan ansamlas
från generation till generation.

Det är därför vi som art är så kreativa

och mäktiga,

det är därför vi har en historia.

Det verkar som om vi är den enda arten
under fyra miljarder år

som har den förmågan.

Jag kallar förmågan

kollektivt lärande.

Det är vad som gör oss annorlunda.

Vi kan se det i de

tidigaste stadierna av
människans historia.

Vi utvecklades som art

på Afrikas savanner

men sedan spred sig människorna
till nya miljöer,

öknar, djungler,

till Sibiriens tundror --

mycket utmanande miljöer --

till Amerika, Australasien.

Varje förflyttning innebar att lära sig

nya sätt att utnyttja omgivningen

nya sätt att förhålla sig
till omgivningen.

Så för 10 000 år sedan

vid en plötslig klimatförändring

i slutet av den senaste istiden

så lärde sig människorna att bruka jorden.

Jordbruket blev en riktig energifest.

Genom att utnyttja den energin

ökade befolkningen radikalt.

Mänskliga samhällen blev större, tätare

och mer sammankopplade.

Och så för ungefär 500 år sedan

började människor kopplas samman globalt

genom sjöfart, järnvägar,

telegrafen, internet

och nu verkar vi bilda

en enda global hjärna

av nästan sju miljarder individer.

Och hjärnan lär sig i överljushastighet.

Under de senaste 200 åren har mer hänt.

Vi har snubblat över en till energifest

i form av fossila bränslen.

De fossila bränslena i kombination
med kollektivt lärande

förklarar den otroliga komplexitet

vi ser omkring oss.

Här är vi

i den här anläggningen.

Vi har varit på en resa tur och retur

genom 13,7 miljarder år.

Jag hoppas ni håller med om att det
är en kraftfull berättelse.

Där människor spelar en

förunderlig och kreativ roll.

Men den innehåller också varningar.

Kollektivt lärande är en
väldigt, väldigt stark kraft

och det är inte klart

om vi människor råder över den eller inte.

Jag minns väldigt tydligt hur jag
som barn i England

upplevde Kubakrisen.

Under ett par dagar

var hela biosfären

på gränsen till utplåning.

Samma vapen finns kvar

och de har inte avrustats.

Och om vi undviker den fällan

så finns det fler som väntar på oss.

Vi bränner fossila bränslen i en takt som

gör att vi verkar underminera de
guldlocksförutsättningar som

möjliggjort för mänskliga civilisationer

att blomstra de senaste 10 000 åren.

Vad storskalig historia kan göra

är att visa oss hur komplexa och
ömtåliga vi är

och visa på de faror vi står inför,

men den kan också visa oss

styrkan av kollektivt lärande.

Så, slutligen,

är det här vad jag vill.

Jag vill att mitt barnbarn Daniel

och hans vänner och hans generation

över hela världen

ska känna till den storskaliga historian

och kunna den så bra

att de förstår

både de utmaningar vi står inför

och de möjligheter vi har.

Det är därför vi är en grupp

som bygger upp en gratis onlinekurs

i storskalig historia

för gymnasiestudenter över hela världen.

Vi tror att storskalig historia

kommer vara ett intellektuellt
verktyg för dem

när Daniel och hans generation

ställs inför de enorma utmaningar

men också enorma möjligheter

de står inför vid detta trappsteg

i vår vackra planets historia.

Tack för er uppmärksamhet.

(Applåder)