Uczniowie czarnoksiężnika

W lipcu 2012 roku w CERN ogłoszono odkrycie długo poszukiwanego bozonu Higgsa, tego Graala współczesnej fizyki cząstek. Środowisko fizyków odetchnęło z ulgą, bo potwierdziła się słuszność tzw. standardowego modelu cząstek i nie trzeba było wszystkiego wymyślać od nowa. Wnioski te wysnuto na podstawie eksperymentów przeprowadzonych w Wielkim Zderzaczu Hadronów polegających na doprowadzeniu do kolizji dwóch przeciwbieżnych wiązek protonów. Przy rozpędzeniu cząstek do prędkości bliskich prędkości światła następują wysokoenergetyczne zderzenia nawet pomiędzy kwarkami i Bóg jeden wie, co z takiej zabawy może wyniknąć.

Dziury w serze świata

Jedną z formułowanych obaw było powstawanie przy okazji zderzeń w LHC miniaturowych czarnych dziur. „Obliczono, że taka czarna dziura miałaby masę co najwyżej około 14 tysięcy razy większą od masy protonu", pisze Dave Goldberg w książce „Jak przetrwać wśród czarnych dziur" i dodaje, że jak na normalne standardy to maleństwo. Horyzont zdarzeń takiej miniaturki byłby wielokrotnie mniejszy od jądra atomu, z czego wniosek, że pochłanianie przez nią następnych cząstek byłoby utrudnione. Co nie znaczy, że wykluczone; proces zostałby po prostu rozciągnięty w czasie. Pochłaniająca materię czarna dziura zwiększa swe rozmiary i w końcu nasza miniaturka, rosnąc coraz bardziej i coraz szybciej, zaczęłaby pod wpływem grawitacji dryfować w kierunku środka Ziemi.

Usadowiwszy się tam na dobre, nadal by prowadziła swą niszczycielską działalność, wyjadając jądro Ziemi od środka, przy czym my na powierzchni o niczym byśmy nie wiedzieli, dopóki skorupa ziemska dosłownie nie zapadłaby się nam pod nogami. Na ratunek byłoby wtedy za późno; zresztą za późno byłoby już w momencie uaktywnienia się naszego maleństwa. Na czarne dziury nie ma mocnych w całym wielkim kosmosie.

Kwestię tę fizycy rozważali całkiem serio, bo obliczona masa nowo powstałej czarnej dziury to nieprzyjemny konkret. W CERN panowało zaniepokojenie do tego stopnia, że powołano dwie komisje ekspertów, jedną w 2003, drugą w 2008 roku, z zadaniem sprawdzenia, czy LHC może rzeczywiście zainicjować destrukcję całej planety. Słońcu ani Układowi Słonecznemu na razie nic by nie groziło: czarna dziura krążyłaby po orbicie ziemskiej, stopniowo przybierając na masie (o jakieś 300 ton na dobę – tyle opada na Ziemię materii kosmicznej). Potem pożarłaby Księżyc, od czasu do czasu pożywiłaby się jakąś kometą czy asteroidą – stan taki mógłby potrwać nawet miliony lat. W końcu jednak los całego Układu, łącznie ze Słońcem, byłby przesądzony, zwłaszcza gdyby doszło do perturbacji grawitacyjnych i czarna dziura zostałaby wytrącona ze stabilnej orbity ziemskiej.

Obie komisje wydały jednak uspokajające komunikaty, że ze strony LHC nic Ziemi nie grozi. Masa czarnej dziury nie może być mniejsza od dwóch stutysięcznych części grama (tzw. masa Plancka), gdy tymczasem masa cząstek produkowanych przez LHC jest biliard razy mniejsza, zapewnia Goldberg. Ponadto im mniejsza czarna dziura, tym szybciej paruje. Nawet gdyby powstała, nie miałaby czasu, aby cokolwiek pochłonąć. Uspokaja nas też wiedza o promieniowaniu kosmicznym, które ma jeszcze większą energię niż produkowane przez LHC cząstki, a do żadnego kataklizmu jak dotąd nie doszło.

Pewności jednak nie ma. Co będzie, jeśli czarne dziury znajdą sposób na uformowanie się poniżej masy Plancka? Czy temat powróci, jeśli zbudujemy zderzacze jeszcze potężniejsze od LHC, o czym przebąkuje się tu i ówdzie? Jest jeszcze jedno zagrożenie: podczas zderzania jąder ciężkich atomów, np. ołowiu, może dochodzić (teoretycznie) do powstawania tzw. hiperjąder zawierających tzw. kwarki dziwne zamiast dolnych; z nich z kolei miałyby powstawać tzw. dziwadełka. Podmiana kwarków dolnych na dziwne w materii nie jest zbadana, formułuje się jedynie teorie, od których wieje grozą. Podobno materia „dziwadełkowa", gdy rozpocznie tworzenie się ze zwykłej materii, nie spocznie, dopóki nie przerobi na swoją modłę całej materii pozostającej w zasięgu. To by zniszczyło Ziemię wraz z ludzkością i jej dorobkiem materialnym.

Dobrym przybliżeniem tego fenomenu jest słynny lód-9 z powieści Vonneguta „Kocia kołyska". Na szczęście żadnych dziwadełek do tej pory nie wykryto i nie wiadomo, czy taka forma materii jest w ogóle dopuszczalna. Ale przekonanie się o tym (np. eksperymentalne) mogłoby się boleśnie zakończyć.

Leki, które zabijają

Obecność antybiotyków na naszej krótkiej liście może wywołać zdziwienie – jakże to, antybiotyki technologią letalną? Może nie one same, ale ich brak czy nieskuteczne działanie przeciw coraz liczniejszym szczepom bakterii może doprowadzić do radykalnego przerzedzenia ludzkości. Od kiedy w 1928 roku Fleming odkrył pierwszy antybiotyk, penicylinę (dostał za to Nobla w 1945 roku), lista antybiotyków rozszerzyła się do kilkudziesięciu odmian.

Jednak od lat napływają sygnały o coraz liczniejszych szczepach bakterii odpornych na niektóre, a nawet na wszystkie znane antybiotyki. Gdyby ta tendencja miała się utrzymać, ludzkości groziłby powrót do ery przedantybiotykowej, kiedy epidemie dziesiątkowały populację, a zakażenia bakteryjne ran kończyły się śmiertelnie.

Wśród chorób bakteryjnych, na które antybiotyki przestały działać, wymienia się gruźlicę, zapalenie płuc, zapalenie oskrzeli, salmonellozę i kilkanaście innych. Odporne na antybiotyki są pneumokoki i tzw. superbakteria, czyli odmiana gronkowca złocistego nazwana MRSA, która w samych USA zabija rocznie 19 tys. ludzi, więcej niż HIV i AIDS. Nieskuteczne okazują się antybiotyki przeciw chorobom wenerycznym, np. rzeżączce. Co roku w UE z powodu odpornych bakterii umiera 25 tys. osób, przy czym dane te uznaje się za zaniżone, gdyż w samych Niemczech liczba ta wynosi 15 tys.

Według danych WHO trzecia część ludzkości jest zainfekowana gruźlicą; co roku  odnotowuje się 8 mln nowych zachorowań i 3 mln zgonów. Dr Uvistra Naidoo leczył gruźlików w RPA i doświadczył choroby wywołanej przez nowy szczep na własnej skórze. Przez trzy lata poddawał się bardzo agresywnym terapiom wykorzystującym najsilniejsze dostępne środki i cierpiał z powodu skutków ubocznych ich działania. W reakcji na toksyczne leki zapadł na tzw. zespół Stevensa-Johnsona, który objawia się m.in. rozwarstwianiem się skóry, tworzeniem pęcherzy i krwawiących nadżerek (również w oczach). Wobec takich faktów choroba wydaje się mniej zabójcza niż terapia przeciwko niej.

Za ten stan rzeczy odpowiada sama ludzkość, która nadużywała i nadużywa antybiotyków, sięgając po nie bez potrzeby i umiaru. Wielu chorych leczy się na własną rękę, stosując za małe dawki, za krótko, przyjmując nie ten antybiotyk co trzeba. O pomstę do nieba woła leczenie antybiotykami infekcji wirusowych, np. grypy, przeziębienia, bólu gardła, kaszlu, na które antybiotyki nie działają. Wielu lekarzy z lenistwa stosuje antybiotyki o szerokim zakresie działania, zamiast zrobić badania mikrobiologiczne, jaką bakterię należy zwalczyć. Jeśli nie pomaga jeden antybiotyk, lekarz często ordynuje następny – i tak do skutku. Zapobiegliwi hodowcy dodają antybiotyki do paszy swoich zwierząt. Bakterie są elastyczne, szybko się mnożą, a w kontakcie ze zużytym bądź osłabionym antybiotykiem nabierają nań odporności i cecha ta przenosi się na następne pokolenia.

Koncerny farmaceutyczne podobno nie są zainteresowane poszukiwaniem nowych leków antybakteryjnych, ponieważ uzyskują z ich sprzedaży wpływy czterokrotnie niższe niż z leków na choroby przewlekłe. W USA w ciągu ostatnich 20 lat zarejestrowano cztery razy mniej nowych antybiotyków, przy czym w większości były to modyfikacje leków znanych już wcześniej. Wygląda więc na to, że zbliżamy się do epoki postantybiotykowej, a za kolejnych 20 lat każdy będzie zagrożony śmiercią z powody zwykłej infekcji.

Na szczęście ostatnie wieści pozwalają na źdźbło optymizmu. Kilkadziesiąt dużych zespołów naukowych pracuje nad tym zagadnieniem. Naukowcy z MIT i Brown University pod kierunkiem Jasona Sello wielkie nadzieje pokładają w związkach jonofosforowych odpowiedzialnych za transport metali w komórce. Produkują je niektóre bakterie w obronie przeciw swym agresywnym pobratymcom. Substancje te wykazują działanie antywirusowe, przeciwzapalne, a nawet przeciwnowotworowe. Te antybiotyki przyszłości, nazwane ADEP, można szybko modyfikować, a po takim zabiegu ich aktywność antybakteryjna rośnie nawet 1200 razy. Co najważniejsze, działają inaczej niż antybiotyki i mechanizmy przystosowawcze bakterii są wobec nich bezradne. Może więc lekkomyślnej ludzkości uda się wywinąć spod bakteryjnej gilotyny.

Lecą rakiety...

Na krótko przed II wojną światową odkryto zjawisko rozszczepienia ciężkich jąder atomowych. Rozpadowi jądra towarzyszy emisja neutronów i promieniowania gamma oraz wydzielenie wielkich ilości energii. Raz zainicjowany proces ma własności samopodtrzymujące (reakcja łańcuchowa). Na podstawie tej wiedzy zarówno Niemcy, jak i alianci planowali zbudować broń o wielkiej sile niszczącej, ale udało się to tylko w USA w ramach projektu Manhattan. Niemcy błędnie oszacowali ilość materiału rozszczepialnego niezbędnego do zainicjowania reakcji i szczęśliwie dla świata odpadli z gry. Natomiast Amerykanie dysponowali najlepszymi fizykami świata, poparciem finansowym i politycznym i to oni odnieśli sukces.

Broń atomowa została w całej historii użyta dwukrotnie w celu zniszczenia japońskich miast, Hiroszimy i Nagasaki, by przyspieszyć kapitulację Japonii i koniec II wojny. Po wojnie bronią jądrową dysponowały kolejne kraje: ZSRR, Wielka Brytania, Francja, Chiny. Wkrótce potem rozpoczęto próby nad bombami termojądrowymi o wielkiej mocy, wykorzystujące zjawisko syntezy lekkich jąder wodoru – stąd nazwa bomba wodorowa. Najpotężniejszą tzw. Car Bombę zdetonowali w październiku 1961 roku Sowieci na wyspie Nowa Ziemia (Arktyka). Miała moc 58 megaton, co odpowiada 4000 bomb znad Hiroszimy, i mogłaby całkowicie zniszczyć Londyn.

Przez kilka powojennych dekad pokój światowy opierał się na równowadze strachu: żadne państwo nie miało odwagi użyć broni atomowej, wiedząc, że przeciwnik zdąży odpowiedzieć. Obecnie w skład tzw. mocarstw atomowych wchodzą USA (7700 głowic), Rosja (8500), Wielka Brytania (225), Francja (300), Chiny (240), Indie i Pakistan (po blisko 100), Izrael (80) i Korea Północna (mniej niż 10). Kilka krajów, m.in. Iran, pracuje nad własną bronią jądrową. Teoretycznie do wojny atomowej mogłoby dojść w każdej chwili; im więcej państw ją posiada, tym to prawdopodobieństwo jest większe. Wszyscy zainteresowani mają jednak świadomość letalności tej technologii wojennej i jak na razie jest to skutecznym hamulcem przed zainicjowaniem takiej konfrontacji.

Za człowieka, który uchronił świat przed nuklearną apokalipsą, uchodzi Stanisław Pietrow, we wrześniu 1983 roku podpułkownik w centrali Systemu Ostrzegania przed Atakiem Rakietowym w zamkniętym mieście Sierpuchowo-15 pod Kaługą. Parę minut po północy zapaliła się lampka alarmowa i system powiadomił o ataku rakietowym na Związek Sowiecki. Zgodnie z regulaminem Pietrow powinien zaalarmować Kreml, a ówczesny I sekretarz KPZR Jurij Andropow raczej nie miałby wątpliwości, że należy odpalić sowieckie rakiety z głowicami atomowymi nad Ameryką.

Rakiet amerykańskich było pięć, wszystkie wystrzelone z tej samej bazy. Wśród syren i paniki zaczęto sprawdzać systemy – działały, jak należy. Pietrow stanął przed dylematem: albo wywołać wojnę atomową, albo uznać, że doszło do pomyłki komputera. Po namyśle zdecydował się na to drugie. Sytuacja polityczna była wówczas napięta: w 1979 roku Sowieci weszli do Afganistanu, rok później Zachód zbojkotował olimpiadę w Moskwie, miesiąc przed alarmem Sowieci zestrzelili południowokoreański samolot pasażerski, w wyniku czego zabili 269 osób. „Świat był na skraju wojny", ocenił po latach Pietrow.

Jego myśl, że nikt nie zaczyna wojny od pięciu rakiet, okazała się słuszna. Po pół roku wykryto, jak doszło do pomyłki: wskutek szczególnego położenia satelity śledzącego na orbicie i Ziemi wobec Słońca system odniósł wrażenie, że zostały wystrzelone rakiety. Za swoją postawę i zimną krew Pietrow nie otrzymał żadnej nagrody. „Próbowali trochę się mnie czepiać, ale było to na tyle głupie, że nawet się nie przejmowałem".

W 1983 roku Amerykanie nie mieli jeszcze słynnych pocisków Peace-keeper, które weszły do uzbrojenia trzy lata później. Był to uznawany do dziś za najnowocześniejszy pocisk tego typu: zasięg 10 tys. km, do Moskwy doleciałby w ciągu pół godziny.  Na jego uzbrojenie składało się dziesięć głowic kierowanych na niezależne cele, każda o mocy 300 kiloton (bomba znad Hiroszimy miała moc 16 kiloton). Jeden pocisk mógł zatem zniszczyć średniej wielkości państwo. W 2005 roku Amerykanie po ustaleniach układu START II rozmontowali swoje peacekeepery. Należy wątpić, czy to samo uczynili Rosjanie – a w związku z wydarzeniami na Ukrainie sytuacja polityczna na świecie do spokojnych nie należy.

Krasnoludki są na świecie?

Za ojca nanotechnologii uważa się najwybitniejszego fizyka XX wieku po Einsteinie, Richarda Feynmana, który w grudniu 1959 roku wygłosił wykład „Tam na dole jest jeszcze dużo miejsca". Miał na myśli obiekty o rozmiarach pojedynczych atomów i cząsteczek. Początkowo inwencja badaczy skoncentrowała się na zabawach w miniaturyzację (np. utworzenie logo IBM z 35 atomów ksenonu). Obecnie pod nazwą nanotechnologia rozumie się raczej inżynierię materiałową. Obejmuje ona tworzenie powierzchni o specjalnych własnościach albo tworzyw sztucznych, w których istotne są modyfikacje pojedynczych cząstek, a także technologię tzw. kropek, drutów i studni kwantowych. Szczególnie udane efekty osiągnięto, pracując nad węglem: odkrycie nanorurek i fulerenów zaowocowało stworzeniem materiałów o bardzo wyśrubowanych własnościach mechanicznych (np. wytrzymałościowych). W Polsce specjalizujemy się w produkcji grafenu, który jest płaską powierzchnią o jednoatomowej grubości. Wykazuje znakomite własności mechaniczne i elektryczne; w perspektywie ma zrewolucjonizować elektronikę, zastępując krzem.

Tym jednak, co ekscytuje nawet poważnych uczonych, nie mówiąc już o autorach fantastyki naukowej, jest perspektywa zmuszenia atomów i cząsteczek do budowania zadanych im struktur. Wiemy, że jest to możliwe, ponieważ obserwujemy te procesy na co dzień i sami w nich uczestniczymy. Czymże bowiem jest wzrost roślin i zwierząt, czym naprawianie ran i uszkodzeń, jak nie działalnością nanotechnologiczną? Gdyby udało się zrozumieć mechanizm tych operacji i uzyskać nad nimi kontrolę, wznoszenie dowolnych budowli i budowanie dowolnych maszyn stałoby się fraszką. Każdy z nas wzniósłby sobie dom, przy którym rezydencja byłego prezydenta Ukrainy budziłaby politowanie – a koszty tego sprowadzałyby się do użytego materiału, czyli jakiegoś piasku czy innego prochu albo wręcz odpadków, gdyż nanoroboty posiadałyby zdolność przeformowywania ich na własne potrzeby. Głód i chłód przestałyby nam zagrażać, gdyż taką metodą można by produkować żywność i dowolne rodzaje odzieży, żywe stworzenia, jakie nigdy nie chodziły po Ziemi itp. Właściwie tylko granice wyobraźni limitują korzystanie z nano.

Gloryfikując tę technologię, wskazuje się na aspekty medyczne: podobne nanoroboty, ale inaczej zaprogramowane, wpuszczone do organizmu człowieka, dokonywałyby w nim niezbędnych reperacji, zwalczały choroby, usuwały złogi, regenerowały tkanki itp. Wieczna młodość, a i nieśmiertelność znalazłyby się na wyciągnięcie ręki. Moim ulubionym zastosowaniem nano w przyszłości jest ratowanie osobników w stanach postbankietowych: wystarczy wypić pół szklanki specyfiku, a po kilku minutach trucizny zostaną usunięte z organizmu, przywrócone zostaną rześkość, sprawność oraz zdolność trzeźwego myślenia. W społeczeństwie zabawy, ku któremu się posuwamy jako cywilizacja, będzie to bodaj najbardziej doceniana korzyść z technologii nano.

Niestety, nie ma nic za darmo. Nie wystarczy zachęcenie nanobotów, aby chciały to czy tamto dla nas wykonać. Pozostaje rzecz trudniejsza: namówić je, by po skończonej pracy zechciały popełnić zbiorowe samobójstwo albo opuścić plac boju jako zbędne w myśl zasady „Murzyn zrobił swoje, Murzyn może odejść". Tu należy spodziewać się komplikacji. Nawet gdyby udało się to opanować, zawsze będzie to technologia zawodna. A wydostanie się owych nanorobotów spod kurateli prowadzących je programów oznaczałoby tragedię na skalę niespotykaną wcześniej w dziejach: zmyślne maszynki przystąpiłyby do przekształcania świata zgodnie z własnym widzimisię, lekceważąc nakazy człowieka. W stosunkowo krótkim czasie mogłoby dojść do apokalipsy na skalę planetarną, a awaria taka wydaje się nie do opanowania, o czym malowniczo informują dzieła autorów SF.

Na wymienionych przykładach lista technologii, które mogą się okazać zabójcze dla cywilizacji, się nie kończy. Wystarczy przywołać inżynierię genetyczną czy poczciwą informatykę, z której ma wyniknąć niedługo powstanie sztucznej inteligencji dominującej ludzką i przejmującej rządy na planecie. Czytałem o projekcie wojskowego wykorzystania zmierzających ku Ziemi asteroid: gdyby nimi umiejętnie pokierować, może udałoby się spuszczać je na terytorium wroga i czynić tam spustoszenia tanim kosztem. Podobnie z wywoływaniem w sposób sztuczny tornad, tsunami i trzęsień ziemi – plany takie, nawet gdy rozpatrywane bez szans na zrealizowanie, nieodmiennie budzą grozę. Po pierwsze, dlatego że gdy ktoś czyni drugiemu, co jemu samemu niemiłe, to prawem odwetu może tego zaznać na własnej skórze. Po drugie, są to technologie tak niebezpieczne, że moment nieuwagi, krótka nawet utrata kontroli nad nimi może prowadzić do niewyobrażalnego kataklizmu.

Sito na głupców

Wydaje się, że rozwój techniczny cywilizacji polega między innymi na tym, iż w jej zasięg trafiają coraz to potężniejsze i bardziej wyrafinowane środki i narzędzia, które stara się ujarzmić. Owładnąwszy nimi, musi spełniać coraz bardziej wyśrubowane rygory, aby samej nie polec – rozmyślnie albo przypadkiem, na skutek np. czyjegoś żartu – od zawartego w niej coraz bardziej zabójczego potencjału. I uwaga ostatnia, może z lekka abstrakcyjna: być może technologie letalne są w kosmosie czymś w rodzaju sita odsiewającego cywilizacje lekkomyślne, niedbałe, niechlujne od tych, które starają się bardziej. W ten sposób Wszechświat poddawałby cywilizacje czemuś w rodzaju egzaminu dojrzałości. Jeśli ten pomysł ma coś wspólnego z realnym porządkiem rzeczy, wnioski mogą być solidnie przygnębiające: mało kto ten egzamin przechodzi, o czym zdaje się świadczyć wielkie milczenie Wszechświata.