A nagy történelem 9789632521329 [PDF]

Zitiervorschau

A NAGY TÖRTÉNELEM A VILÁGEGYETEM ÉS BENNE ELFOGLALT HELYÜNK TÖRTÉNETE ÉVMILLIÁRDOKKAL EZELŐTTŐL A TÁVOLI JÖVŐIG

David Christian

AKKORD KIADÓ 2019

ELŐSZÓ Történeteket mesélünk, hogy megértsük a dolgokat. Ez a vérünkben van. – LIA HILLS, „RETURN TO THE HEART” Egy modern eredettörténet gondolata benne van a levegőben. Ami engem illet, első lépésként összeállítottam egy a Nagy Történelemről szóló kurzus anyagát, amelyet először 1989-ben a sydney-i Macquarie Egyetemen adtam elő. A kurzust az emberiség történelme egyik megközelítési módjának tekintettem. Abban az időben orosz és szovjet történelmet tanítottam és kutattam. Attól tartottam azonban, hogy a nemzeti vagy birodalmi történelem tanítása (Oroszország egyaránt volt nemzet és birodalom) akaratlanul is azt az üzenetet közvetíti, hogy az emberiség a legalapvetőbb szinten, az egymással versengő törzsek szintjén megosztott. De vajon hasznos volt-e ezt az üzenetet tanítani egy nukleáris fegyverekkel terhelt világban? A kubai rakétaválság idején iskolás voltam, és élénken emlékszem, hogy arra gondoltunk, egy apokalipszis határára értünk. Hajszál híján minden elpusztult. Emlékszem, kíváncsi voltam arra, vannak-e „odaát”, a Szovjetunióban gyerekek, akik ugyanúgy aggódnak emiatt. Végtére, ők is emberek. Gyermekként korábban Nigériában éltem. Ez kialakította bennem azt a nagyon erős érzést, miszerint csak egyetlen, de rendkívül változatos emberi közösség létezik. Ez az érzésem megerősödött, amikor tinédzserként Dél-Wales egyik nemzetközi iskolájába, az Atlantic College-ba kerültem. Évtizedekkel később hivatásos történészként azon kezdtem gondolkodni, hogyan tanítsuk az emberiség egységes történelmét. Meg tudom-e tanítani azt az örökséget, amelynek minden ember részese, és el tudom-e mondani ezt a történelmet a nagyszerű nemzeti történelmek elismerésével és tiszteletével?

Meggyőződésemmé vált, hogy szükségünk van egy olyan történetre, amelyben a mi paleolitikumi őseink és a neolitikumbeli földművesek éppoly fontos szerepet játszanak, mint az uralkodók, a hódítók és a császárok, akiknek a szerepe a hagyományos történelemtudományt uralta. Végül rájöttem, hogy ezek nem eredeti ötletek. 1986-ban William McNeill, a neves világtörténész kijelentette, hogy „az emberiség egésze diadalai és törekvései” történetének megírása „korunkban a történész szakma erkölcsi kötelessége.”1 Még korábban, de ugyanebben a szellemben írta meg H. G. Wells az emberiség történetét, az I. világháború mészárlásaira adott válaszaként. Ma már nem létezhet másfajta béke, erre rájöttünk, csakis az egész világ közös békéje; mint ahogy semmilyen más jólét sem létezhet, csakis az általános jólét. Közös béke és közös jólét azonban nem jöhet létre közös történelmi elképzelések nélkül. ... Ha csak a szűklátókörű, önző és konfliktusos nacionalista hagyományok léteznek, akkor a fajok és a népek a konfliktus és a megsemmisülés felé haladnak.2 Wells még valamit megértett. Ha tanítani akarjuk az emberiség történetét, akkor valószínűleg meg kell tanítanunk mindenek történelmét is. Ezért tért ki A világtörténet alapvonalai (Outline of History) című művében az univerzum történetére is. Az emberiség történetének megértéséhez meg kell értenünk, hogyan alakult ki egy ilyen furcsa faj. Ez azt jelenti, hogy meg kell ismernünk az élet evolúcióját a Föld bolygón, ami azt jelenti, hogy ismernünk kell magának a Földnek a fejlődését, ami azt jelenti, hogy ismernünk kell a csillagok és bolygók történetét, ami azt jelenti, hogy meg kell ismernünk az univerzum fejlődését. Ma már pontosan és tudományos szigorúsággal mondhatjuk el ezt a történetet, ami Wells korában még elképzelhetetlen lett volna. Wells az egyetemes tudást kereste, azt a tudást, amely a tudományágakat és a népeket egyaránt összekapcsolja. Minden eredettörténet egyesíti a tudást, még a nemzeti történetírások eredettörténetei is. A legnagyobb szabásúak sok időskálán, valamint a megértés és az identitás számtalan koncentrikus körén vezetnek végig, az éntől a családig és a klánig, a nemzetig, a nyelvi csoportig, vagy a vallási hovatartozásig, míg elérnek az emberiség és az élet hatalmas

köreihez, és végül ahhoz az elképzeléshez, hogy az egész Világegyetem részei vagyunk. Az elmúlt évszázadok során azonban a különböző kultúrák közötti, egyre erősebb kapcsolatok bebizonyították, milyen nagymértékben ágyazódik be az összes eredettörténet és vallás a helyi szokásokba és környezetbe. Ez az, amiért a globalizáció és az új eszmék elterjedése megtépázta a hagyományos tudásba vetett hitet. Még az igazhívők is ráébredtek, hogy többféle eredettörténet létezik, amelyek nagyon különböző dolgokat állítanak. Erre egyes emberek saját vallási, törzsi vagy nemzeti hagyományaik agresszív, sőt erőszakos védelmezésével válaszoltak. Sokan viszont egyszerűen elveszítették a hitüket és meggyőződésüket, hogy helyünk van az univerzumban, és ezzel együtt elveszítették tájékozódóképességüket is. A hit elvesztése magyarázza, miért terjedt el széles körben az erkölcsök lazulása, a céltalanság érzése, az értelmetlenség, sőt néha még a kétségbeesés is, ami oly jellemző volt a XX. században az irodalomra, a művészetekre, a filozófiára és a tudományokra. Sokak számára a nacionalizmus bizonyos értelemben megadta a közösséghez tartozás érzését, de a mai, globálisan összekapcsolt világban nyilvánvaló, hogy a nacionalizmus elválasztja egymástól az embereket még akkor is, ha egy adott országban összeköti a polgárokat. Ezt a könyvet abban az optimista meggyőződésben írtam, hogy mi, modern emberek nem arra ítéltettünk, hogy a széttöredezettség és értelmetlenség krónikus állapotában éljünk. A modernség kreatív hurrikánjából új, globális eredettörténet emelkedik ki, amely éppúgy tele van értelemmel, félelemmel vegyes tisztelettel és rejtélyekkel, mint bármely hagyományos eredettörténet, viszont számos tudományág legújabb tudományos eredményein alapul.3 Ez a történet távolról sem teljes, és talán bele kellene építeni a régebbi eredettörténetek meglátásait arról, hogyan kell jól élni, és hogyan éljünk fenntarthatóan. Mégis érdemes megismerni, mert a gondosan tesztelt információk és ismeretek örökségére támaszkodik, és ez az első olyan eredettörténet, amely magában foglalja az egész világ emberi társadalmait és kultúráit. Ez egy kollektív, nemzetközi projekt, olyan történet, amely Buenos Airesben is éppoly jól működik, mint Pekingben, Lagosban vagy Londonban. Ma sok tudós vesz részt ebben az izgalmas feladatban,

hogy ezt a fajta eredettörténetet felépítsék és közzétegyék, miközben keresik, hogy minden más eredettörténethez hasonlóan, az ő munkájuk milyen iránymutatást adhat, és – a korábbi eredettörténetekkel ellentétben – milyen közös célok érzését keltheti ebben a mai, globalizált világban. 1989-ben tettem az első kísérletet arra, hogy az univerzum történetét saját felfogásom szerint tanítsam. 1991-ben, amikor elkezdtem leírni, amit addig elértem, elkezdtem a „Nagy Történelem” kifejezést használni.4 Csak amikor a történet kezdett lassanként összeállni a szemem előtt, akkor jöttem rá, hogy valójában egy újonnan felbukkanó, globális eredettörténet legfontosabb szálait próbálom kibogozni. Ma a Nagy Történelmet a világ különböző részein, számos egyetemen tanítják, sőt a Nagy Történelem Projekten keresztül középiskolák ezreiben is szerepel a tananyagban. Szükségünk lesz a múltnak erre az új felfogására, amikor a XXI. század súlyos kihívásaival és lehetőségeivel birkózunk. Ebben a könyvben ennek a hatalmas, bonyolult, szép és inspiráló történetnek a legfrissebb változatát próbálom elmesélni.

BEVEZETÉS A formák, amelyek jönnek és mennek – és közülük csak egy a te tested – táncoló végtagjaim villanásai. Ismerj fel engem mindenben, és akkor mitől kellene félned? – JOSEPH CAMPBELL, AZ EZERARCÚ HŐS, SHIVA HINDU ISTEN ELKÉPZELT SZAVAI

(Varjasi Farkas Csaba fordítása) Teljesen lehetetlen, mint minden ilyen esemény, valószínűleg olyanok, mint amilyenek talán megtörténtek, de amelyek egyáltalán nem személyesedtek meg, és valószínűleg soha nem is fognak. – JAMES JOYCE, FINNEGANS WAKE Úgy érkezünk meg ebbe az univerzumba, hogy nincs választási lehetőségünk, sem az időt, sem a helyet nem mi döntjük el. Néhány pillanatig kozmikus szentjánosbogarakként együtt utazunk más emberekkel, szüleinkkel, testvéreinkkel, gyermekeinkkel, barátainkkal és ellenséginkkel. Más élőlények is az útitársaink, a baktériumoktól a páviánokig, mint ahogy élettelen dolgokkal is együtt utazunk: sziklákkal és óceánokkal, sarki fényekkel, holdakkal és meteorokkal, bolygókkal és csillagokkal, kvarkokkal és fotonokkal, szupernóvákkal és fekete lyukakkal, puskagolyókkal, mobiltelefonokkal és rengeteg üres térrel. A kavalkád gazdag, színes és titokzatos, és bár mi, emberek végül elhagyjuk, a kavalkád folytatódik. A távoli jövőben más utazók is csatlakoznak, majd ők is elhagyják a színes forgatagot. Végül azonban a kavalkád kifullad. Évmilliók múlva elhalványul, mint hajnalban a szellemek, és elenyészik az energia óceánjában, „amelyből vétetett”. Mi lehet ez a furcsa tömeg, amellyel együtt utazunk? Mi a helyünk ebben a színes forgatagban? Honnan jött ez a nyüzsgés, merre tart, és hogyan foszlik

végül semmivé? Napjainkban, mi, emberek minden eddiginél részletesebben tudjuk elmondani a kavalkád történetét. Figyelemre méltó pontossággal tudjuk meghatározni, mit rejt a távoli világűr mélysége a Földtől több milliárd fényévre, és mi történt itt, a Földön évezredekkel ezelőtt. Meg tudjuk tenni, mert a tudás kirakósjátékának már rengeteg darabja a kezünkben van, ami megkönnyíti elképzelni az egész képet. A kirakós legújabb elemei megdöbbentő és nagyon friss eredmények. Történetünk számos darabja csak saját életem során került a helyére. Részben azért tudjuk felépíteni ezeket a hatalmas térképeket univerzumunkról és múltjáról, mert nagy agyunk van, és mint minden értelmes szervezet, az agyunkat arra használjuk, hogy létrehozzuk benne a világ belső térképeit. Ezek a térképek egyfajta virtuális valóságot kínálnak, amely segít a tájékozódásban. Soha nem láthatjuk közvetlenül a világot minden részletében; ehhez akkora agyra lenne szükségünk, mint amilyen nagy maga az univerzum. Megalkothatjuk azonban a fantasztikusan bonyolult valóság egyszerű térképeit, és tudjuk, hogy ezek a térképek a valóságos világ fontos aspektusainak felelnek meg. A londoni metróhálózat hagyományos vázlata figyelmen kívül hagyja a legtöbb kanyart és más részletet, ennek ellenére több millió utazónak nyújt segítséget, hogy kiismerjék magukat a városban. Ez a könyv a Világegyetem egyfajta londoni metrótérképe. A nyelv az, ami az embert megkülönbözteti az összes többi értelmes fajtól, mert ez a rendkívül hatékony kommunikációs eszköz lehetővé teszi számunkra, hogy megosszuk egymással egyéni világtérképeinket, és ezáltal sokkal nagyobb és részletesebb térképeket alkossunk annál, amilyet az egyéni agy létre tud hozni. A megosztás emellett azt is lehetővé teszi, hogy több millió más térképpel összehasonlítva ellenőrizzük saját térképeink részleteit. Ily módon az emberek minden csoportja felépíti a világ valamilyen képét, amelyben egyesítik rengeteg ember sok ezer év és sok generáció alatt született meglátásait, ötleteit és gondolatait. A kollektív tanulás ezen folyamatán keresztül az emberek képkockánként építkezve egyre gazdagabb térképeket állítottak össze az univerzumról a kétszázezer év alatt, mióta fajként létezünk. Ez azt jelenti, hogy az univerzum egy kicsiny része elkezdte

önmagát nézni. Olyan ez, mintha az univerzum hosszú alvás után lassan kinyitná a szemét. Ma ez a szem az eszmék és információk globális cseréje; a modern tudomány pontossága és szigorúsága; az új kutatási berendezések, az atomokat szétzúzni képes részecskegyorsítók és a világűrben keringő távcsövek; és a hatalmas adatfeldolgozó teljesítményű számítógépek hálózatai révén egyre többet és többet lát. A történet, amelyet ezek a térképek elmesélnek, a legszebb történet, amit csak elképzelhetünk. Gyermekként csak akkor értettem meg bármit, ha el tudtam helyezni valamilyen térképen. Mint sokan mások, én is azért küzdöttem, hogy összekapcsoljam a vizsgált, egymástól elszigetelt területeket. Az irodalomnak semmi köze nem volt a fizikához; nem találtam kapcsolatot a filozófia és a biológia, a vallás és a matematika, vagy a közgazdaságtan és az etika között. Folyamatosan valamilyen keretrendszert kerestem, az emberi tudás különböző szigetei és kontinensei egyfajta világtérképét; látni szerettem volna, miként illeszkednek mindezek egymáshoz. A hagyományos vallási történetek soha nem érintettek meg különösebben, mert gyermekként Nigériában éltem, ahol nagyon hamar megtanultam, hogy a különböző vallások eltérő, és gyakran egymásnak ellentmondó keretet kínálnak annak megértéshez, hogyan jött létre a világ, és miért olyan, amilyen. Ma, globalizált világunkban a megértés új keretrendszere kezd kialakulni. Ezt több ezer ember, több tudományterületről és számos országból építi, fejleszti és terjeszti. Ezeknek a felismeréseknek az összekapcsolása segíthet észrevenni azokat az összefüggéseket, amelyek egyetlen tudományterület határain belül maradva nem tűnnek fel; olyan, mintha egy hegytetőről szemlélnénk a világot, nem a síkság közepéről. Láthatjuk a különböző tudományágak tájképeit összekötő kapcsokat, így mélyebben elgondolkodhatunk az olyan átfogó témákról, mint a természet összetettsége, az élet jellege, sőt saját fajunk természete! Végtére is, jelenleg az embert számos különböző tudományág szemüvegén keresztül tanulmányozzuk (antropológia, biológia, fiziológia, főemlőskutatás, pszichológia, nyelvészet, történelem, szociológia), de ez a specializáció megnehezíti, hogy bármely

egyén kellő távlatból figyelhesse az emberiség egészét. A tudás különböző típusait összekapcsoló eredettörténetek keresése egyidős az emberiséggel. Szívesen elképzelem emberek egy csoportját, akik negyvenezer évvel ezelőtt, napnyugtakor a tűz körül ülnek. A Mungo-tó déli partjára képzelem őket, Új-Dél-Walesben, a Willandra-tavak térségében, ahol Ausztráliában a legrégebbi emberi maradványokat találták. Ma a paakantji, a ngyiampaa és a mutthi mutthi nép lakja ezt a területet, mi azonban tudjuk, hogy őseik már legalább negyvenötezer éve ott éltek. 1992-ben a helyi bennszülött közösség végre visszakapta egy ősük maradványait, amelyet a régészek 1968-ban fedeztek fel és Mungo-1 néven hivatkoztak rá. Ez a személy fiatal nő volt, akit csak részlegesen hamvasztottak el.1 Fél kilométerrel távolabb egy másik személy (mungo-tavi 3-as maradvány, LM3) maradványait találták meg, ő valószínűleg egy férfi lehetett, aki körülbelül ötvenéves korában halt meg. Ízületi gyulladásban szenvedett és fogai erősen lekoptak, valószínűleg azért, mert a fogai között szálakat húzott, hogy abból hálókat vagy zsinórokat készítsen. A testét gondosan és illő tiszteletadással eltemették, és kétszáz kilométerről hozott, porított vörös okker festékkel szórták be. A „mungói férfi” 2017 novemberében tért vissza a Mungo-tóhoz. Mindketten körülbelül negyvenezer évvel ezelőtt haltak meg, amikor a Willandra-tavak, amelyek mostanra kiszáradtak, még tele voltak vízzel, halakkal és kagylóval, ami a madarak és más állatok sokaságát vonzotta a környékre, így könnyen lehetett rájuk vadászni vagy csapdába ejteni őket.2 Az élet nagyon kellemes lehetett a Mungo-tó körül, amikor ezek az emberek ott éltek. Az általam elképzelt szürkületi beszélgetéskor sokan ültek a tűz körül, lányok és fiúk, idősebb férfiak és nők, valamint szülők és nagyszülők, egyesek állati szőrmébe takaródzva és csecsemőjüket ringatva. A gyerekek a tóparton kergetődztek, a felnőttek a vacsoráravalót szerezték meg: kagylót, frissen fogott halat, rákot és kengurusültet. Lassan a beszélgetés egyre komolyabb témákról folyt, és az egyik idősebb ember irányította. A hosszú nyári napok és hideg téli éjszakák sokaságán az idősebb emberek újra meg újra elmesélik azokat a történeteket, amelyeket az őseiktől és tanítóiktól

hallottak. Azokat a kérdéseket teszik fel, amelyek engem is mindig izgattak. Hogyan alakult ki a táj, a hegyeivel és tavaival, völgyekkel és szakadékokkal? Hogyan keletkeztek a csillagok? Mikor éltek az első emberek, és honnan jöttek? Vagy mindig itt éltünk? Rokonai vagyunk-e az óriásgyíkoknak, a kenguruknak és az emuknak? (Az utolsó kérdésre a Mungo-tó népeinek és a modern tudománynak a válasza egyértelműen „igen!”) A mesemondók a történelmet tanítják. Történeteket mondanak el arról, hogyan teremtették meg világunkat a távoli múltban hatalmas erők és lények. Éjszakák és nappalok hosszú során elmondott történeteikből kirajzolódnak a Mungo-tó népeinek átfogó létmagyarázatai. Ezek azok a tartósnak bizonyult elképzelések, amelyek az idők során nem rostálódtak ki. Összeillesztve nagyszabású mozaikot alkotnak a világról. Néhány gyerek első hallásra talán túl bonyolultnak és szövevényesnek találja a történetek egyes részleteit. A történeteket azonban sokszor hallják különbözőképpen elbeszélve, így nemcsak a történetekhez szoknak hozzá, hanem a bennük rejlő mély gondolatokhoz is. Ahogy a gyerekek öregszenek, a történetek a vérükbe ivódnak. Egyszer csak azt veszik észre, hogy már jól ismerik őket, így értékelni tudják szépségüket, finomabb részleteiket és jelentésüket. Miközben a csillagokról, a tájról, a vombatokról, a kengurukról és őseik világáról beszélgetnek, a tanítók felépítik a megértés közös térképét, amely megmutatja a közösség tagjainak saját helyüket egy gazdag, gyönyörű és néha rettenetes univerzumban. Ez vagy te; innen jöttél; ez az, ami a születésed előtt is létezett; ez az az egész, amelynek te csak kicsiny része vagy; ezekkel a kötelességekkel és kihívásokkal találkozol, ha a hozzád hasonló emberek közösségében élsz. A történetek óriási erejűek, mert megbízhatók. Érződik, hogy igazak, mert a legjobb tudáson alapulnak, amelyet az ősök több generáción keresztül adtak át egymásnak. Ellenőrizték őket, majd annak a gazdag tudásnak az alapján győződtek meg a pontosságukról, a megbízhatóságukról és a koherenciájuktól, amely a Mungo-tavi közösség tagjai, őseik és szomszédaik számára, a csillagokról, a tájakról, a növényekről és az állatokról hozzáférhető volt. Mindannyiunk számára hasznosak az őseink által alkotott térképek. Émile

Durkheim neves francia szociológus szilárd meggyőződése volt, hogy az eredettörténetekben és a vallásokban rejtőző térképek alapvető fontosságúak önmagunk megismeréséhez. Azt állította, hogy nélkülük az emberek olyan mély kétségbeesésbe zuhanhatnak, és olyannyira hatalmukba kerítheti őket a céltalanság érzése, hogy akár öngyilkosságot is elkövethetnek. Nem csoda, hogy szinte minden ismert társadalomban az eredettörténetek az oktatás középpontjába kerültek. A paleolitikum társadalmaiban a fiatalok az idősektől tanulták meg az eredettörténeteket, éppúgy, ahogy a későbbi korok tudósai a kereszténység, az iszlám és a buddhizmus alapvető történeteit a párizsi és az oxfordi egyetemeken, vagy Bagdadban és Nálandában tanulták meg. Mégis, furcsa módon, a modern világi oktatásból hiányzik egy megbízható eredettörténet, amely összekötné a tudás minden területét. Ez segíthet megmagyarázni, miért érzékelhető mindenütt a mai világban – Delhiben vagy Limában éppúgy, mint Lagosban vagy Londonban – a dezorientáció, a széttagoltság és az az irányvesztés, amelyet Durkheim leírt. Az a baj, hogy globálisan összekapcsolt világunkban annyi helyi eredettörténet létezik, amelyek az emberek bizalmáért és figyelméért versengnek, hogy akadályozzák egymást. Ezért a mai pedagógusok a történet egyes részeire összpontosítanak, a tanulók pedig tantárgyról tantárgyra haladva ismerik meg a világot. Az emberek napjainkban olyan dolgokról tanulnak, amiről a Mungo-tónál élt őseink soha nem hallottak, a differenciálszámítástól a modern történelemig és a számítógépes programok írásáig. Azonban mungotavi őseinkkel ellentétben, minket csak ritkán buzdít bármi arra, hogy a tudást egyetlen, összefüggő történetbe gyűjtsük oly módon, ahogyan a régimódi osztálytermekben helyi térképek sokaságát kapcsolták össze a világ egyetlen térképévé. Emiatt viszont be kell érnünk azzal, hogy csak széttagoltan értjük meg a valóságot és azt az emberi közösséget, amelyhez mindannyian tartozunk.

Egy modern eredettörténet

És mégis ... diribdarabokban bár, de kezd körvonalazódni egy modern eredettörténet. Mint a Mungo-tónál mesélt történeteket, a modern eredettörténetünket is őseink rakták össze, majd évezredeken át sok generáció tette próbára és ellenőrizte. Ez természetesen különbözik a legtöbb hagyományos eredettörténettől. Részben azért, mert nem egy adott régió vagy kultúra hozta létre, hanem több mint hétmilliárd ember globális közössége, így a világ minden részéről összegyűjtött tudást tartalmazza. Ez az összes modern ember eredettörténete, amely a modern tudomány mindent átfogó hagyományaira épül. Ellentétben számos hagyományos eredettörténettel, a modern eredettörténetben nem szerepel teremtő Isten, szerepelnek viszont energiák és részecskék, amelyek némelyike éppoly egzotikus, mint sok hagyományos eredettörténet panteonja. A konfucianizmus vagy a korai buddhizmus eredettörténeteihez hasonlóan, a modern eredettörténet is olyan univerzumról szól, amely egyszerűen csak van. Az értelme viszont semmilyen formában sem az univerzumból származik, hanem tőlünk, emberektől ered. „Mi az univerzum értelme? – kérdezte Joseph Campbell, a mítoszok és vallások tudósa. – Mi a bolha értelme? Egyszerűen csak ott van, és ennyi. A saját magunk értelme is csak az, hogy egyszerűen itt vagyunk.”3 A modern eredettörténet világa kevésbé stabil, turbulensebb és sokkal nagyobb, mint a legtöbb hagyományos eredettörténet világa. Ezek a tulajdonságok egyúttal rámutatnak modern eredettörténetünk korlátaira is. Habár hatókörét tekintve globális, ám nagyon friss, és ezért magán hordozza az ifjúság nyersességét és néhány hiányosságát. Az emberi történelem egy nagyon sajátos időpontjában alakult ki, és a modern kapitalizmus dinamikus és potenciálisan destabilizáló hagyományai rányomták bélyegüket. Ez megmagyarázza, miért hiányzik sok formájából a bioszféra iránti mély érzékenység, amely viszont a bennszülött népek eredettörténeteiben világszerte megtalálható. A modern eredettörténet univerzuma nyugtalan, dinamikus, fejlődő és hatalmas. A geológus Walter Alvarez úgy emlékeztet minket arra, mennyire nagy, hogy felteszi a kérdést, hány csillag van benne. A legtöbb galaxist mintegy 100 milliárd csillag alkotja, és legalább ugyanennyi galaxis található

az univerzumban. Ez azt jelenti, hogy (vegyünk egy mély lélegzetet) 10 000 000 000 000 000 000 000 (1022) csillag alkotja az univerzumot.4 A legújabb megfigyelések 2016 végén azt jelezték, hogy talán sokkal több galaxis van az univerzumban, így nyugodtan hozzáírhatunk még néhány nullát ehhez a számhoz. Napunk nagyon hétköznapi tag ebben a hatalmas kompániában. A modern eredettörténet még készülőfélben van. Új szakaszokat illesztenek hozzá, a meglévő részeket még ellenőrizni vagy rendezni kell, és az állványokat és az építési törmeléket el kell távolítani. Emellett még mindig vannak lyukak a történetben, így más eredettörténetekhez hasonlóan ebből sem tűnik el soha a rejtélyesség és az ámulat érzése. Mégis, az elmúlt néhány évtizedben az univerzumunkról alkotott képünk sokat gazdagodott. Ez csak tovább fokozhatja rejtélyességét, amit legjobban a francia filozófus, Blaise Pascal megfogalmazása éreztet: „A tudás olyan, mint egy gömb; minél nagyobb a térfogata, annál nagyobb felületen érintkezik az ismeretlennel.”5 Minden hiányossága és bizonytalansága ellenére ezt a történetet meg kell ismernünk, éppúgy, ahogy a Mungo-tó vidékén élők is megismerték saját eredettörténetüket. A modern eredettörténet az emberiség közös örökségét mondja el, így felkészíthet bennünket azokra a hatalmas kihívásokra és lehetőségekre, amelyekkel mindannyian szembesülünk a Föld bolygó történetének ebben a sorsfordító pillanatában. A modern eredettörténet középpontjában a növekvő komplexitás elgondolása áll. Hogyan jelent meg univerzumunk, és hogyan hozta létre a dolgok, erők és lények gazdag kavalkádját, amelynek mi magunk is a részei vagyunk? Nem igazán tudjuk, miből jött elő, ha egyáltalán bármi is létezett az univerzumunk előtt. Azt azonban tudjuk, hogy amikor univerzumunk előbukkant az energia hatalmas habjából, akkor rendkívül egyszerű volt. Ez az egyszerűség változatlanul a kiinduló határfeltételünk. Végtére is univerzumunk legnagyobb része hideg, sötét, üres tér. Mindazonáltal, különleges és szokatlan környezetekben, mint például saját bolygónkon, tökéletes Goldilocks-feltételek állnak fenn, vagyis olyan a környezet, mint a medvebocs kásája Goldilocks történetében: nem túl meleg, de nem is túl hideg, nem túl sűrű, de nem is túl ritka, hanem pontosan megfelelő a komplexitás evolúciójához.6 Ezekben a Goldilocks-környezetekben az

évmilliárdok során egyre összetettebb dolgok jelentek meg, olyanok, amelyeknek egyre több mozgó részük volt és bonyolultabb belső kapcsolatok határozták meg viszonyukat egymáshoz. Nem szabad abba a hibába esnünk, hogy az összetett dolgokat szükségszerűen jobbnak tételezzük fel az egyszerűeknél. A bonyolultság azonban számunkra, emberek számára fontos, mert mi magunk nagyon összetettek vagyunk, a dinamikus, globális társadalom pedig, amelyben ma élünk, az egyik legkomplexebb jelenség, amit csak ismerünk. Ha tehát megértjük, hogyan jöttek létre a komplex dolgok, és mely Goldilocks-feltételek engedték meg a felbukkanásukat, akkor jó úton járunk, hogy megértsük önmagunkat és azt a világot, amelyben ma élünk. A kulcsfontosságú átmeneti pontokon összetettebb dolgok jelentek meg, e pontok közül a legfontosabbakat küszöböknek nevezem. Ezek a küszöbök képezik a modern eredettörténet bonyolult narratívájának vázát. Ezzel hangsúlyozom azokat a jelentős fordulópontokat, amikor a már meglévő dolgok átrendeződtek vagy más módon megváltozva hoztak létre valami újat, úgynevezett „megjelenő” tulajdonságokkal, vagyis olyan tulajdonságokkal, amelyek annak előtte még soha nem léteztek. A korai univerzumban nem voltak csillagok, mint ahogy bolygók és élő szervezetek sem. Ezután lépésről lépésre teljesen új dolgok kezdtek megjelenni. A csillagok hidrogénből és héliumból keletkeztek, a további kémiai elemek a haldokló csillagokban jöttek létre, a bolygók és a holdak az új kémiai elemekkel feldúsult jég- és porcsomókból keletkeztek, majd az első élő sejtek a kőzetbolygók kémiailag gazdag környezetében fejlődtek ki. Mi, emberek elválaszthatatlan részei vagyunk ennek a történetnek, mert a földi élet evolúciójának és diverzifikációjának termékei vagyunk. Ugyanakkor rövid, de figyelemre méltó történetünkben a komplexitás olyan sok, merőben új formáját hoztuk létre, hogy ma úgy tűnik, mi uraljuk a világunkban lezajló változásokat. Amikor valami új és a korábbinál bonyolultabb dolog jelenik meg eddig ismeretlen tulajdonságokkal, az mindig éppoly csodálatosnak tűnik, mint egy csecsemő születése, mert az univerzumban az az általános és uralkodó tendencia, hogy kevésbé komplexszé és egyre rendezetlenebbé váljék. Végül ez a növekvő rendezetlenség felé tartó tendencia (amit a tudósok entrópiának

neveznek) diadalmaskodik, és az egész univerzum egyfajta véletlenszerű, mintázat vagy struktúra nélküli rendezetlenséggé válik. Ez azonban a távoli jövő zenéje, addig még nagyon hosszú utat jár be a Világegyetem. Eközben úgy tűnik, hogy élénk és fiatal univerzumban élünk, amely tele van kreativitással. A Világegyetem születése – az első küszöbünk – éppen olyan csodálatos, mint modern eredettörténetünk bármely másik küszöbje.

IDŐVONAL Idővonalunkban feltüntettük modern eredettörténetünk néhány fontos idejét. A táblázatban megadunk a hozzávetőleges abszolút idők mellett egy olyan átszámított időt is, mintha az univerzum 13,8 évvel ezelőtt jött volna létre, nem pedig 13,8 milliárd évvel ezelőtt. Ez a második megközelítés megkönnyíti történetünk kronológiájának megértését. Végtére is a természetes szelekció nem olyanná alakította elménket, hogy egykönnyen megbirkózzék több millió vagy milliárd év fogalmával, így ezt az összezsugorított kronológiát könnyebb felfogni. A legtöbb, néhány ezer évnél régebben történt időpontot csak az elmúlt ötven évben, a modern kormeghatározó módszerek alkalmazásával sikerült megállapítani, amelyek közül a legfontosabb a radiometrikus kormeghatározás.

ESEMÉNY

ABSZOLÚT KOR OSZTVA KOR EGYMILLIÁRDDAL

1. KÜSZÖB: az 13,8 milliárd 13 év és 8 hónapja ősrobbanás, a éve Világegyetem eredete 2. KÜSZÖB: 13,2 (?) 13 év és 2 hónapja felragyognak az milliárd éve első csillagok 3.

KÜSZÖB:

új Folyamatosan Folyamatosan

a

2.

elemek a 2. küszöbtől küszöbtől napjainkig képződnek a napjainkig haldokló, nagy csillagokban 4. KÜSZÖB: 4,5 létrejön a Nap és a éve Naprendszer

milliárd 4 év és 6 hónapja

5. KÜSZÖB: a 3,8 legkorábbi élet a éve Földön

milliárd 3 év és 9 hónapja

Az első nagy 600 szervezetek a éve Földön

millió 7 hónapja

Egy kisbolygó 65 millió éve 24 napja elpusztítja a dinoszauruszokat A emberfélék- 7 millió éve vonal elválik a csimpánzok fejlődési vonalától

2,5 napja

Homo erectus

17 órája

2 millió éve

6. KÜSZÖB: az első 200 000 éve 100 perce bizonyíték fajunk,

a Homo sapiens megjelenésére 7. KÜSZÖB: véget 10 000 éve ér az utolsó jégkorszak, elkezdődik a holocén; a mezőgazdaság legkorábbi jelei

5 perce

Első bizonyíték a 5000 éve városok, az államok és az agrárcivilizációk létezésére

2,5 perce

A Római és a Han 2000 éve Birodalom virágkora

1 perce

A világzónák 500 éve kezdenek összekapcsolódni

15 másodperce

8. KÜSZÖB: 200 éve elkezdődik a fosszilis

6 másodperce

üzemanyagok forradalma A nagy gyorsulás; 50 éve emberek lépnek a Holdra

1,5 másodperce

9. KÜSZÖB: 100 fenntartható múlva? világrend?

év 3 másodperc múlva

A Nap meghal

4,5 milliárd 4 év, 6 hónap múlva év múlva

A Világegyetem Trillió elsötétedik; az trillió entrópia diadalt múlva arat

és Milliárd és milliárd évek évek múlva

I. RÉSZ

A KOZMOSZ

1. FEJEZET

A KEZDETEK: AZ ELSŐ KÜSZÖB Ha almás pitét készítenél a semmiből, először fel kell találnod az univerzumot. – CARL SAGAN, KOZMOSZ

A fény hajdani születése így történt talán. Forog a tér s meleg patásan fénymezőkre megy Nyihogó smaragd istállóból Megbűvölten a ló. – DYLAN THOMAS, PÁFRÁNYDOMB (Nagy László fordítása)

Fejest ugrunk egy eredettörténetbe A bootstrapping eredeti jelentését tekintve az a lehetetlen feladat, amikor a csizmánk szárán lévő fület nagyon-nagyon erősen húzva a levegőbe akarjuk emelni magunkat (vagy Münchhausen báró története nyomán önerőből akarunk kikecmeregni valamely szorult helyzetből). A kifejezés újabban számítógépes szakkifejezésként terjedt el (rendszerbetöltés, bootolás, indítás vagy újraindítás), és arra a műveletsorra használják, amikor a számítógép a kikapcsolt állapotból elindul, és betölti a következő feladatait előíró műveletsort. Szó szerint természetesen az eredeti értelmében vett bootstrapping lehetetlen, mert valaminek a felemeléséhez szükség van valamilyen külső hatásra, emelőerőre. „Adjatok egy fix pontot, és én kifordítom sarkaiból a világot” – mondta a görög filozófus, Arkhimédész. De

mi lehetne az a külső hatás, amelyik egy új univerzumot hoz létre? Hogyan történhet a „rendszerbetöltés” egy újonnan keletkező univerzum esetében? Vagy másként fogalmazva, ilyenkor hogyan szólhat az eredettörténet, amely leírja, miként jelent meg egy új univerzum? Az eredeti értelemben vett bootstrapping szinte ugyanolyan nehéz feladat, mint az univerzum rendszerindítása. Az egyik lehetséges megoldás a kezdet problémájának eltüntetésére, ha feltételezzük, hogy az univerzum öröktől fogva jelen volt. Így nincs szükség rendszerbetöltésre. Sok eredettörténet valóban e feltevésen alapul. Ezt a felfogást vallotta sok mai csillagász is, köztük azok, akik a XX. század közepén kidolgozták az állandó állapotú Világegyetem elméletét. Ezen elképzelés szerint nagy léptékben a Világegyetem mindig olyan volt, mint amilyennek ma látjuk. Hasonló, de enyhén eltérő az az elképzelés, mely szerint létezett ugyan a teremtés pillanata, amikor hatalmas külső erők vagy mindenható lények elindították az univerzum működését, de azóta lényegében semmi sem változott. A Mungotó bölcsei valószínűleg ilyennek látták az univerzumot, vagyis olyan világot írtak le, amelyet őseik többé-kevésbé jelenlegi formájában hoztak létre. Isaac Newton Istent tekintette minden dolgok „első okának”, és úgy érvelt, hogy Isten az egész térben jelen van. Ezért gondolta Newton úgy, hogy az univerzum egésze alig változik. Az univerzum, amint egyik írásában kifejtette, „egy testetlen, élő és intelligens Lény érzékelő rendszere.”1 A XX. század elején Einstein annyira biztos volt abban, hogy az univerzum (nagy léptékben) változatlan, hogy egy különleges állandót adott hozzá a relativitáselmélethez annak érdekében, hogy egyenletei stabil univerzumot írjanak le. De vajon kielégítő-e az örökkévaló vagy változatlan Világegyetem ötlete? Nem igazán, különösen, ha az elgondolásba be kell csempészni a folyamatnak a kezdő lökést megadó Teremtőt, amint a Teremtés könyvében olvasható: „Kezdetben teremtette Isten a mennyet és a földet.” (1Móz 1:1). A logikai ugrás nyilvánvaló, jóllehet néhány kifinomult elme számára is hosszú időbe telt, mire ezt világosan felismerték. Bertrand Russell tizennyolc éves korában vetette el a teremtő Isten fogalmát, miután elolvasta John Stuart Mill önéletrajzának következő bekezdését: „Apám azt tanította, hogy nem lehet

megválaszolni a »Ki teremtett engem?« kérdést, mivel ekkor azonnal felvetődik a következő kérdés: »Ki teremtette Istent?«”2 Van azonban még egy rejtély. Ha egy isten elég nagy hatalmú ahhoz, hogy megtervezzen egy univerzumot, akkor annak az istennek biztosan bonyolultabbnak kell lennie, mint maga a Világegyetem. Így egy teremtő isten feltételezése azt jelenti, hogy egy fantasztikusan összetett univerzumot egy még sokkal bonyolultabb valakinek vagy valaminek az elképzelésével próbálunk megmagyarázni, aki vagy ami csak azért létezik, hogy a nála kevésbé összetett univerzum létezésére magyarázatot adjon… Egyesek azt gondolhatják, hogy itt valami nincs teljesen rendben. Az ókori indiai himnuszok, a Védák minden eshetőségre készen fogalmaznak. „Nem nem-lét volt, és nem volt lét sem akkor. Nem volt ég és az égen túl a menny sem.”3 (Fórizs László fordítása.) Talán minden a létezés és a nemlét közötti ősi feszültségből származik, abból a homályos világból, amely nem egészen valami, de még lehet belőle valami. Talán úgy, ahogyan azt az ausztrál őslakosok mai szólása kifejezi: semmi sem teljesen semmi.4 Az ötlet trükkös, amelyet egyesek zavarosnak és misztikusnak tarthatnak, ezért elutasíthatják azt, ugyanakkor azonban feltűnő a párhuzam azzal a modern kvantumfizikába ágyazott elgondolással, miszerint a tér soha nem teljesen üres, hanem tele van lehetőségekkel. De vajon létezik-e az energiának vagy a lehetőségeknek valamiféle óceánja, ahonnan bizonyos formák előbukkannak, mint a hullámok vagy a szökőárak? Ez olyan kézenfekvő elképzelés, hogy csábító arra gondolni, talán a kezdet kezdetére vonatkozó gondolataink saját tapasztalatainkból származnak. Minden reggel mindannyian megtapasztaljuk, hogyan látszik kialakulni egy tudatos világ a formák, érzések és struktúrák kaotikus tudattalan világából. Joseph Campbell ezt így fogalmazza meg: „Amint az egyén tudatossága az éjszaka azon tengerén nyugszik, amelybe álmában leereszkedik, és amelyből titokzatosan felébred; ugyanúgy, a mítoszok képeiben az univerzum abból az időtlenségből csapódik ki és azon nyugszik, amelyben újra feloldódik.”5 De ez talán túl metafizikus. Talán a nehézség az, ami logikus. Stephen Hawking azt állítja, hogy egyszerűen csak rosszul tesszük fel a kezdetekre

vonatkozó kérdéseinket. Ha a téridő geometriája szférikus, tehát olyan, mint a Föld felszíne, de több dimenzióban, akkor az univerzum létezése előttre vonatkozó kérdések olyanok, mintha egy teniszlabda felületén keresnénk a kezdőpontot. Ez nem így működik. Az időnek nincs pereme vagy kezdete, éppen úgy, ahogy a Föld felszínének sincs széle.6 Napjainkban néhány kozmológus a fogalmak egy másik csoportjához vonzódik, amelyek visszavezetnek bennünket egy kezdet vagy vég nélküli univerzum eszméjéhez. Talán a mi Világegyetemünk egy végtelen multiverzum része, amelyben az ősrobbanások sorozatának eredményeképpen egyre-másra bukkannak elő új univerzumok. Ez az elképzelés helyes lehet, de jelenleg nincs meggyőző bizonyítékunk semmire, ami a saját, helyi ősrobbanásunk előtt létezett volna. Olyan ez, mintha a mi Világegyetemünk létrehozása olyan viharos esemény lett volna, hogy a létrejöttére vonatkozó minden információ törlődött. Ha léteznek is más kozmológiai falvak, egyelőre nem láthatjuk őket. Őszintén szólva, nekünk sincsenek jobb válaszaink a kezdet kezdetének problémájára, mint bármelyik korábbi emberi társadalomnak. Egy univerzum történetének elindítása, a bootolás még mindig logikai és metafizikai paradoxonnak tűnik. Nem tudjuk, mely Goldilocks-feltételek engedhetik meg egy univerzum születését, és még mindig nem tudjuk ezt az eseményt jobban megmagyarázni, mint a regényíró Terry Pratchett tette: „Jelenlegi tudásunk helyzete így összegezhető: kezdetben semmi sem volt, de az a semmi felrobbant.”7

Az első küszöb: egy univerzum kvantumos indítása A kezdet kezdetén történt rendszerbetöltés ma legelfogadottabb elképzelése az ősrobbanás. Ez a modern tudomány egyik legfontosabb paradigmája, olyan jelentőségű, mint a természetes kiválasztás a biológiában vagy a lemeztektonika a geológiában.8 Az ősrobbanás-történet legfontosabb elemei csak az 1960-as évek elején merültek fel. Akkor észlelték először a csillagászok a kozmikus

mikrohullámú háttérsugárzást – az ősrobbanásból visszamaradt, és a Világegyetemben mind a mai napig mindenütt jelen lévő energiát. Bár a kozmológusok még mindig küzdenek annak a pillanatnak a megértésért, amikor az univerzumunk létrejött, mégis el tudnak mondani egy tetszetősen hangzó történetet, amely kezdete (vegyenek egy mély lélegzetet, én pedig remélem, hogy nem tévesztem el) egy tízmilliomod billiomod billiomod billiomod másodperccel a Világegyetem születése utánig nyúlik vissza (azaz körülbelül a nulla időpont utáni 10–43 másodpercig). Röviden összefoglalva a történet lényege a következő: kezdetben Világegyetemünk csak egyetlen pont volt, kisebb, mint egy atom. Mennyire kicsi? Fajunk elméje úgy fejlődött, hogy az emberi léptékű dolgokat legyen képes felfogni, ezért küzdenünk kell, ha el akarjuk képzelni az ilyen apró dolgokat, de segíthet, ha arra gondolunk, hogy akár egymillió atomot is belezsúfolhatunk a mondat végén álló pontba.9 Az ősrobbanás pillanatában az egész Világegyetem kisebb volt, mint egy atom. Ebbe a pontba zsúfolódott össze mindazon energia és anyag, amely a mai univerzumban jelen van. Az összes. Ez ijesztően hangzik, és először talán őrült ötletnek tűnik. De a jelenleg a birtokunkban lévő összes bizonyíték amellett szól, hogy ez a furcsa, apró és fantasztikusan forró objektum körülbelül 13,82 milliárd évvel ezelőtt valóban létezett. Egyelőre nem értjük, hogyan és miért jelent meg ez az objektum. De a kvantumfizika azt állítja, és a részecskegyorsítók – amelyek elektromos vagy elektromágneses terek segítségével nagy sebességre gyorsítják fel az elemi részecskéket – igazolják, hogy a vákuumban valóban előbukkanhat valami a semmiből. Mindamellett, ha meg akarjuk érteni, mit is jelent ez, akkor elmélyülten tanulmányoznunk kell a semmit. A modern kvantumfizika szerint nem lehet egyidejűleg pontosan meghatározni a szubatomi részecskék helyzetét és mozgását. Ez azt jelenti, hogy soha nem jelenthetjük ki teljes bizonyossággal, hogy egy adott térrész üres, ami viszont azt jelenti, hogy az ürességben benne feszül annak a lehetősége, hogy ott valami megjelenhet. Mint a „Nem nem-lét volt, és nem volt lét” a hindu Védákban, úgy tűnik, hogy ez a feszültség idézhette elő univerzumunk rendszerbetöltését.10 Ma a Világegyetem történetének első pillanatára ősrobbanásként (nagy

bumm) hivatkozunk, mintha az univerzum, mint egy újszülött, felkiáltott volna születésekor. Ezt a kedves kifejezést 1949-ben, Fred Hoyle angol csillagász alkotta, mert az ötletet olyan nevetségesnek tartotta. Az 1930-as évek elején, amikor először merült fel a hirtelen kezdet gondolata, a belga csillagász (és katolikus pap) Georges Lemaître az újszülött univerzumot „kozmikus tojásnak” vagy „ősatomnak” nevezte. Az ötletet komolyan vevő néhány tudós számára világos volt, hogy ha ilyen rengeteg energia préselődött össze a kezdeti állapotban, akkor az „ősatomnak” elképzelhetetlenül forrónak kellett lennie, és őrült tempóban tágulnia kellett, hogy enyhüljön a nyomás. Ez a tágulás ma is folyik; mintha egy hatalmas rugó több mint tizenhárom milliárd éven keresztül adná le a benne felhalmozott energiát. Sok minden történt az ősrobbanás utáni első másodpercekben és percekben. A legfontosabb az volt, hogy megjelentek az első érdekes struktúrák és minták, az első entitások vagy energiák, amelyek jellegzetes, egyértelműen nem véletlenszerű formákat és tulajdonságokat mutattak. Egy jellegzetes, új minőség megjelenése mindig varázslatos. A modern eredettörténetben ennek újra meg újra tanúi leszünk, bár az, ami első pillanatban varázslatosnak tűnik, kevésbé látszik ilyennek, miután megértjük, hogy az új dolgok és azok új tulajdonságai nem a seholból vagy a semmiből bukkantak elő. Az új tulajdonságú új dolgok a már létező dolgokból és kölcsönhatásokból származnak, amelyek új módon rendeződnek el. Ezek az új elrendeződések mutatnak új tulajdonságokat, éppúgy, ahogyan a csempék más elrendezése új mintát hoz létre egy mozaikban. Lássunk egy példát a kémia világából. Általában a hidrogént és az oxigént színtelen gázoknak képzeljük. Kapcsoljunk azonban össze két hidrogénatomot egy oxigénatommal adott konfigurációban, és máris egy vízmolekulát kapunk. Helyezzünk sok ilyen molekulát egymás mellé, és azonnal merőben új minőséget kapunk, amit „vizességnek” nevezhetünk. Amikor új tulajdonságokkal jellemezhető formát vagy struktúrát látunk, akkor valójában a már korábban is létezett dolgok új elrendeződését tapasztaljuk. Az innováció új dolgok megjelenését jelenti. Ha a megjelenésre történetünk egyik szereplőjeként gondolunk, akkor azt valószínűleg testreszabottnak,

titokzatosnak és kiszámíthatatlannak tekintjük, ami valószínűleg váratlanul ugrik elő a sötétségből, miközben új és meglepő irányba fordítja történetünk menetét. A Világegyetem első struktúrái és mintázatai pontosan úgy jelentek meg, mintha az ősrobbanásból előbukkanó dolgok és erők új konfigurációkba rendeződtek volna. A legkorábbi pillanatban, amelyre vonatkozóan bizonyítékunk van, a másodperc törtrészével az ősrobbanás után, az univerzum tiszta, véletlenszerű, differenciálatlan, alaktalan energiából állt. Az energiára úgy gondolhatunk, mint bizonyos lehetőségre, hogy valami történjék, vagyis a dolgok létrehozásának vagy megváltoztatásának képességeként. Az ősatomban megdöbbentő volt a gigantikus energia és az abszolút nulla fok fölötti sok billió fokos hőmérséklet. Ezután rövid időszak következett, amikor szupergyors tágulás, az úgynevezett felfúvódás (infláció) következett be. A tágulás ebben az időszakban olyan gyors volt, hogy a Világegyetem nagy része sokkal messzebbre került annál, amit valaha is láthatunk. Ez azt jelenti, hogy amit ma látunk, az valószínűleg csak egy apró része az egész Világegyetemünknek. A másodperc törtrészével később a tágulás üteme lassult. Az ősrobbanás turbulens energiái lecsillapodtak, és ahogy a Világegyetem tovább tágult, az energia fokozatosan szétszóródott és hígult. Az átlagos hőmérséklet csökkent, és ez a folyamatos csökkenés jelenleg is tart. Ma az univerzum legnagyobb részének hőmérséklete mindössze 2,76 Celsius-fok az abszolút nulla fölött. (Az abszolút nulla az a hőmérséklet, amelyen mindenféle rezgés leáll.) Mi azonban nem érezzük ezt a dermesztő hideget, mint ahogy a Föld bolygó többi élő szervezete sem érzi, mert a napsütésünk melegen tart bennünket. Az ősrobbanás szélsőséges hőmérsékletén szinte bármi lehetséges volt. Amint azonban a hőmérséklet csökkent, a lehetőségek köre szűkült. A hűlő univerzum kaotikus ködéből szellemekként kezdtek előbukkanni a különböző entitások, amelyek az ősrobbanás vad erejű kavargásában nem létezhettek. A tudósok a formák és struktúrák ezen átalakulásait fázisváltozásoknak nevezik. A mindennapi életünkben is tapasztalunk fázisváltozásokat, például amikor a gőz energiát veszít, és vízzé alakul át (amelynek molekulái sokkal kevésbé

mozognak, mint a gőzmolekulák), vagy amikor a víz jéggé alakul (amelynek olyan kevés az energiája, hogy molekulái szinte csak egy helyben maradva rezegnek). A víz és a jég csak nagyon alacsony hőmérsékletek szűk tartományán belül létezhet. Az ősrobbanás után egy milliárdod milliárdod milliárdod milliárdod másodpercen belül maga az energia is fázisváltozáson ment keresztül: négy nagyon különböző fajtára vált szét. Ma ezeket úgy ismerjük, mint a gravitációt, az elektromágneses erőt, valamint az erős és gyenge magerőket. Meg kell ismerkednünk egymásétól eltérő személyiségükkel, mert a továbbiakban ezek formálták univerzumunkat. A gravitáció gyenge, de hatótávolsága nagy, és mindig vonzó hatású, ezért hatása összegződik. Ez okozza az univerzum csomós struktúráját. Az elektromágneses energia negatív és pozitív formában egyaránt megjelenhet, ezért ezek a hatások gyakran közömbösítik egymást. Bár a gravitáció gyenge, mégis ez alakítja az univerzum nagy léptékű szerkezetét. Ezzel szemben az elektromágnesesség a kémia és a biológia szintjén dominál, ezért ez az a kölcsönhatás, amely összetartja testünket. A harmadik és a negyedik ismert, alapvető kölcsönhatást kissé fantáziátlanul erős és gyenge magerőknek nevezzük. Hatótávolságuk kicsi, ezért csak a szubatomi részecskék világában jutnak szóhoz. Mi, emberek közvetlenül nem tapasztaljuk őket, mégis fontos szerepük van a világ minden tulajdonságának alakításában, mert ezek a kölcsönhatások határozzák meg, mi történik mélyen az atomok belsejében. Létezhetnek azonban további energiafajták is. Az 1990-es években a Világegyetem tágulási ütemére vonatkozó legújabb mérések azt mutatták, hogy a tágulás gyorsul. Kölcsönvéve azt az ötletet, amelyet először Einstein vetett fel, sok fizikus és csillagász azt állítja, hogy létezhet az antigravitáció valamilyen, a térben mindenütt jelen lévő formája, amelynek ereje az univerzum tágulásával együtt nő. Jelenleg ennek az energiának a tömege az univerzum teljes tömegének 70%-át teszi ki. Bár jelenleg már ez az energiafajta dominál az univerzumban, még nem értjük sem a mibenlétét, sem a működését, ezért a fizikusok sötét energiának nevezik. A kifejezést jobb híján használjuk. Mindenesetre jegyezzük meg jól ezt a fogalmat, mert a sötét energia mibenlétének megértése egyike a kortárs tudomány előtt álló

legnagyobb kihívásoknak. Az anyag az ősrobbanás után az első másodpercen belül jelent meg. Az anyag az, amit az energia ide-oda taszigál. Egészen egy évszázaddal ezelőttig a tudósok és a filozófusok az anyagot és az energiát két különböző, egymástól független dolognak vélték. Most viszont már tudjuk, hogy az anyag valójában az energia egyik, erősen tömörített formája. A fiatal Albert Einstein ezt a gondolatot 1905-ben egyik híres cikkében tette közzé. Formulája – amely szerint az energia (E) megegyezik a tömeg (m) és a fénysebesség (c) négyzetének szorzatával, azaz E = mc2 – megmutatja, mennyi energiát tartalmaz adott mennyiségű anyag. Ha ki akarjuk számítani, mennyi energiát tartalmaz egy kis anyag, akkor az anyag tömegét nem elég megszorozni a fény sebességével (ami több mint egymilliárd kilométer óránként), hanem az eredményt még egyszer meg kell szoroznunk a fénysebességgel. Eredményül kolosszális számot kapunk, tehát ha egy apró darab anyagból kiszabadítjuk a belé sűrített energiát, akkor hatalmas mennyiségű energia szabadul fel. Ez történik, amikor felrobban egy hidrogénbomba. A korai univerzumban az ezzel ellenkező irányú folyamat játszódott le. Hatalmas mennyiségű energia préselődött bele az anyag apró darabjaiba, mint porszemcsék az energia hatalmas ködében. Figyelemre méltó, hogy nekünk, embereknek sikerült a Genf közelében működő nagy hadronütköztetőben rövid időre újra létrehoznunk ilyen hatalmas energiákat. És valóban, részecskék kezdtek előugrálni az energia forró óceánjából. És még mindig csak az első másodpercben járunk...

Az első struktúrák Közvetlenül az ősrobbanás után az energia kaotikus ködében önálló formák és struktúrák kezdtek megjelenni. Bár az energia köde továbbra is jelen van, a belőle felépülő struktúrák megadják eredettörténetünk formáját és cselekményét. Egyes struktúrák vagy minták évmilliárdokon át fennmaradnak, mások csak néhány másodpercig, de egyik sem tart örökké. Tovatűnnek, mint az óceán hullámai. A termodinamika első főtétele

értelmében viszont az energia óceánja mindig jelen van; az energia úgynevezett megmaradó fizikai mennyiség. A termodinamika második főtétele viszont azt állítja, hogy az összes megjelenő forma végül feloldódik az energia óceánjában. A formák, mint például a tánc mozdulatai, nem maradnak fenn. Az ősrobbanás után egy másodpercen belül néhány jellegzetes struktúra és forma alakult ki. Miért? Miért nem egyszerűen csak az energia véletlenszerű özöne alkotja az univerzumot? Ez alapvető kérdés. Ha a történetünknek lenne egy teremtő istene, akkor könnyű lenne a struktúra magyarázata. Elég lenne azt feltételeznünk (amint azt számos eredettörténet teszi), hogy Isten előnyben részesítette a struktúrákat a káoszszal szemben. A modern eredettörténet legtöbb változata azonban már nem fogadja el a teremtő Isten fogalmát, mert a modern tudomány nem talál közvetlen bizonyítékot Isten létezésére. Sok embernek vannak Istennel kapcsolatos tapasztalatai, de a beszámolók szerint ezek a tapasztalatok egymástól eltérőek és ellentmondásosak, ráadásul reprodukálhatatlanok. Túlságosan megfoghatatlanok, túl diffúzak és túl szubjektívek ahhoz, hogy objektív, tudományos bizonyítékokat nyújtsanak. Ezért a modern eredettörténetnek más módot kell találnia a struktúrák és formák megjelenésének magyarázatára. Ez azonban nem könnyű, mert a termodinamika második főtétele kijelenti, hogy előbb vagy utóbb minden struktúra lebomlik. Amint az osztrák fizikus, Erwin Schrödinger megfogalmazta: „Most felismerjük, hogy a fizikának ez az alapvető törvénye nem más, mint a dolgok természetes törekvése a kaotikus állapot felé (ugyanez a tendencia jellemzi a könyvtár könyveit, vagy a cikkek és kéziratok halmait az íróasztalunkon), hacsak ebben nem akadályozzuk meg őket.”11 Ha van egy rosszfiú a modern eredettörténetben, akkor az biztosan az entrópia, a struktúrák látszólag univerzális hajlama a véletlenszerűségre. Az entrópia a termodinamika második főtételének hűséges szolgája. Ha tehát az entrópiát is történetünk egyik szereplőjeként képzeljük el, kicsapongó és titokzatos, mások fájdalmára és szenvedésére ügyet sem vető figurára gondoljunk, aki lehetőleg soha nem néz a szemünkbe. Az entrópia is nagyon,

nagyon veszélyes, és végül mindannyiunkat hatalmába kerít. Az entrópia az összes eredettörténet fináléjában megjelenik. Felold minden struktúrát, minden formát, az összes csillagot és galaxist és minden élő sejtet. Joseph Campbell költőien fogalmazta meg az entrópia szerepét a mitológiáról szóló könyvében: „A világ, amilyennek ismerjük ... csak egyfajta véget kínál: halált, szétesést és szívünk keresztre feszítését az általunk szeretett formák elmúlásával.”12 A modern tudomány a statisztika rideg nyelvén magyarázza az entrópia szerepét. A dolgok számtalan módon rendeződhetnek el, de ezek túlnyomó többsége strukturálatlan, véletlenszerű, rendezetlen. A legtöbb változás olyan, mintha egy 1080 lapot tartalmazó kártyacsomagból húznánk (ebben a számban az egyes után nyolcvan nulla áll, nagyjából ez az atomok száma az univerzumban), majd a paklit újra meg újra megkeverve azt remélnénk, egymás után kihúzzuk az összes ászt. Ez elképzelhetetlenül ritka esemény, olyan ritka, hogy még akkor is valószínűtlen, ha a Világegyetem életkorának többszörösén keresztül egyfolytában csak a kártyákat keverjük. Az idő legnagyobb részében alig, vagy egyáltalán nem találunk bármilyen struktúrát. Ha bombát dobunk egy építési telekre, ahol már felhalmozták a szükséges téglákat, habarcsot, vezetékeket és festéket, mekkora esélye van annak, hogy amikor a por eloszlik, ott találunk egy kész házat, mindennel felszerelve, feldíszítve és beköltözésre készen? A varázslat világa figyelmen kívül hagyhatja az entrópiát, de a mi világunk nem. Ez az oka annak, hogy a Világegyetem nagy részében, különösen a galaxisok közötti hatalmas, üres terekben semmiféle formát és struktúrát sem találunk. Az entrópia olyan nagy hatalmú, hogy nem könnyű megérteni, miként jöhetett létre a kezdet kezdetén bárminemű struktúra. Mégis tudjuk, hogy megjelentek. Ráadásul úgy tűnik, mintha az entrópia jóváhagyásával jelentek volna meg. Olyan ez, mintha cserébe azért, amiért megengedte, hogy a dolgok bonyolult struktúrákká kapcsolódjanak össze, az entrópia energia formájában egyfajta komplexitási adót követelt. Valójában látni fogjuk, hogy az entrópia sok különböző típusú komplexitási adót vetett ki, kicsit hasonlóan Nagy Péter orosz cárhoz, aki különleges kormányhivatalt alapított azzal a feladattal, hogy új adónemeket találjanak ki. Az entrópia kedveli ezt az

üzletet, mert az összes komplex entitás által befizetett adók segítik az entrópiát, hogy kíméletlenül végrehajtsa feladatát, és az egész univerzumot formátlan katyvasszá alakítsa. Az entrópia által kirótt adó megfizetésének igazi lényege az, hogy ennek következtében egyre nő a káosz és szaporodik a hulladék, éppúgy, ahogyan a modern városok hatalmas mennyiségű szemetet és hulladékhőt termelnek. Mi mindannyian, életünk minden másodpercében folyamatosan fizetjük az entrópia adóját. Csak attól a naptól kezdve nem fogunk fizetni, amikor meghalunk. Akkor tehát hogyan alakultak ki az első struktúrák? Erre a problémára a tudomány egyelőre nem tud kimerítő választ adni, bár sok ígéretes ötlet merült már fel. Az energia és az anyag mellett az ősrobbanástól ered néhány alapvető működési szabály is. A tudósok csak a XVII. század tudományos forradalma idején kezdték megérteni, mennyire alapvetőek ezek a szabályok. Ma ezeket a szabályokat a fizika alapvető törvényeinek tekintjük. Ezek magyarázzák meg, hogy az ősatom tomboló és kaotikus energiái miért nem teljesen véletlenszerű irányokba csatornázódtak – a fizika törvényei jelölték ki a változás bizonyos útvonalait, miközben az egyéb lehetőségek szinte végtelen sokasága irányában megakadályozták fejlődést. A fizika törvényei kiszűrték azokat az állapotokat, amelyek nem voltak kompatibilisek velük, így a Világegyetem minden egyes pillanatban csak azon állapotok egyikében létezett, amely állapotok kompatibilisek az univerzum működési szabályaival. Ezek az új állapotok viszont további szabályokat generáltak, amelyek új útvonalak mentén irányították a változásokat. A lehetetlen állapotoknak ez a folyamatos kiszűrése biztosította a legalapvetőbb struktúrák létrejöttét. Nem tudjuk, miért jöttek létre ezek a szabályok, vagy miért éppen olyan alakot öltöttek, amilyenek lettek. Még azt sem tudjuk, hogy elkerülhetetlen volt-e ezeknek a szabályoknak a létrejötte. Talán léteznek más univerzumok, amelyekben ezektől eltérő szabályok uralkodnak. Talán egyes univerzumokban a gravitáció erősebb, vagy az elektromágnesesség gyengébb. Ha ez így van, akkor ezeknek az univerzumoknak a lakói (ha egyáltalán léteznek), a miénktől különböző eredettörténeteket mesélnének. Talán egyes univerzumok csupán

egymilliomod másodpercig léteztek, míg mások élettartama sokkal hosszabb a mi Világegyetemünkénél. Talán néhány univerzumban rengeteg egzotikus életforma alakul ki, míg mások biológiai temetők. Ha a mi Világegyetemünk tényleg egy multiverzumban létezik, akkor el tudjuk képzelni, hogy az univerzumunk létrejöttekor egy nagy kockadobás eredményeképpen a következő bejelentés hangozhatott el: „Oké, ebben az univerzumban legyen gravitáció és legyen elektromágnesesség, és az elektromágnesesség legyen 1036-szor olyan erős, mint a gravitáció.” (Ez ténylegesen az elektromágnesesség és a gravitáció egymáshoz viszonyított erőssége, legalábbis a mi Világegyetemünkben.) Ezeknek a szabályoknak a létezése biztosította, hogy a mi Világegyetemünk soha ne váljék teljesen kaotikussá. Ennek köszönhető, hogy valahol garantáltan megjelenjék valamilyen érdekes dolog. Az első struktúrák és minták azonnal megjelentek, amint az energia különböző formákban kezdett létezni. Amikor az energia belefagyott az anyag első részecskéibe, akkor ennek a folyamatnak is megvoltak a maga szabályai. A neutronok, a protonok és az elektronok, vagyis az atomok alapvető összetevői, az ősrobbanás után másodperceken belül megjelentek, akárcsak a proton és az elektron antirészecskéi (tehát a negatív töltésű protonok és a pozitív töltésű elektronok), amelyeket a fizikusok anyagnak, illetve antianyagnak neveznek. Amint a Világegyetem hőmérséklete azon érték alá csökkent, amely hőmérsékleten az anyag és az antianyag még könnyen létrehozható, megindult egy heves, az egész univerzumra kiterjedő, annihilációs versenyfutás, amelynek során az anyag és az antianyag megsemmisítették egymást, miközben hatalmas mennyiségű energia szabadult fel. Szerencsénkre az anyag parányi töredéke (talán egymilliárdod része) túlélte ezt a pusztítást. Az anyag megmaradt részecskéi stabillá váltak, mert a hőmérséklet hamarosan túl alacsony lett ahhoz, hogy visszaalakulhassanak tiszta energiává. Ez a maradék anyag az, ami a Világegyetemünket alkotja. Ahogy a hőmérséklet csökkent, az anyag diverzifikálódott. Az elektronok és neutrínók fölött az elektromágnesesség és a gyenge magerő vette át az uralmat. A kvarkoknak nevezett furcsa részecskék erős magerővel

összetartott tripletjeiből felépültek az atommagokat alkotó protonok és neutronok. Elektronok, neutronok, kvarkok, protonok, neutrínók... az ősrobbanás után néhány másodpercen belül a gyorsan hűlő univerzum néhány jól megkülönböztethető struktúrába zárult, amelyek mindegyikének saját megjelenő tulajdonságai vannak. Amint azonban az ősrobbanás vihara csillapodott, megszűnt az a szélsőségesen nagy energia, amely fel tudta volna bontani ezeket az ősi struktúrákat, és ezért az energiát és a részecskék különböző fajtáit, például a protonokat és az elektronokat többé-kevésbé halhatatlanoknak érzékeljük. Így hozta létre az esély és a szükségesség kombinációja az első egyszerű struktúrákat. A fizika törvényei sok lehetőséget kiszűrtek – ez volt a folyamat szükséges része. Az esély ezután a megmaradt lehetőségekből válogatva véletlenszerűen átrendezte a dolgokat. Így működik minden. Erről a nanofizikus Peter Hoffmann így ír: „A fizika törvényei által megszelídített, és egy csipetnyi szükségszerűséggel kiegészített esély válik Világegyetemünk kreatív, mozgató és mindent összerázó erejévé. Minden szépség, amit a galaxisoktól a napraforgókig magunk körül látunk, a káosz és a szükségesség közötti kreatív együttműködés eredménye.”13

Az első atomok Az ősrobbanás után néhány percen belül, amint a protonok és a neutronok összeálltak, újabb struktúrák jelentek meg. Egyetlen proton a hidrogénatom magja; két proton (két neutronnal) a héliumatom magját alkotja, így a Világegyetemben létrejöttek az első atomok. A protonok egyesülése azonban sok energiát igényel, mert pozitív töltésük taszítja egymást, márpedig az ősrobbanás után gyorsan csökkent a hőmérséklet, ezért nem lehetett még több proton egyesítésével nagyobb atommagokat létrehozni. Ez magyarázza Világegyetemünk egyik alapvető tulajdonságát: az összes atom közel háromnegyede hidrogén, a maradék többsége pedig hélium. Sokkal nagyobb a sötét anyag részaránya, amelynek mibenlétét még nem sikerült megérteni, bár tudjuk, hogy létezik, mert gravitációs vonzása

meghatározza a galaxisok szerkezetét és eloszlását. Néhány perccel az ősrobbanás után tehát Világegyetemünk a sötét anyag hatalmas felhőiből állt, amelyekbe beágyazódott a protonok és elektronok töredezett plazmája, és a rajtuk keresztülfolyó fény fotonjai. A ma előforduló plazma legnagyobb része a csillagokban található. Itt meg kell állnunk, és mintegy 380 000 évet várnunk kell (körülbelül kétszer annyit, mint amióta fajunk a Földön létezik). Eközben a Világegyetem tovább hűlt. Amikor a hőmérséklet tízezer Celsius-fok alá esett, még egy fázisváltozás történt, ahogyan a gőz vízzé válik. Ennek a fázisváltozásnak a magyarázatához tudnunk kell, hogy a hő valójában az atomok mozgásának mértéke. Az anyag minden részecskéje állandóan valamekkora energiával rezeg, vibrál, mint a nyughatatlan gyerekek, a hőmérséklet pedig a vibrálás átlagos mértéke. Ez a rezgés valóságos. 1905-ben megjelent híres cikkében Einstein bebizonyította, hogy az atomok rezgése okozza a porszemcsék véletlenszerű kavargását a levegőben. Ahogy a hőmérséklet csökken, a részecskék kevésbé rezegnek, míg végül összekapcsolódhatnak. Ahogy a Világegyetem tovább hűlt, az elektromágneses erő a negatív töltésű elektronokat a pozitív töltésű protonok felé vonzotta, míg végül az elektronok vibrálása eléggé megnyugodott ahhoz, hogy befoghatók legyenek a protonok körüli pályákra. És íme! Megszülettek az első atomjaink, a bennünket alkotó és körülvevő összes anyag legalapvetőbb alkotóelemei. Az izolált atomok általában elektromosan semlegesek, mert protonjaik pozitív és elektronjaik negatív töltése kiegyenlíti egymást. Tehát amikor az első atomok, a hidrogén és hélium kialakultak, a Világegyetem nagy része hirtelen semlegessé vált, és a bizsergő plazma elillant. Az elektromágneses erőt hordozó fotonok ettől kezdve szabadon áramolhattak az atomok és a sötét anyag elektromosan semleges ködén keresztül. Ma a csillagászok képesek kimutatni ennek a fázisváltozásnak a következményeit, mert a plazmából kiszabadult fotonok a háttérben az energia halk duruzsolását alkotják (a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzást), amely azóta is kitölti az egész Világegyetemet. Ezzel eredettörténetünk átlépte az első küszöböt. Megszületett a Világegyetemünk. Már megjelentek benne olyan struktúrák, amelyeknek

egyedi tulajdonságaik vannak. Meglelhetők benne az energia és az anyag különböző formái, amelyek mindegyikének saját személyisége van. Atomok találhatók benne. Emellett adottak saját működési szabályai.

Mi a bizonyíték minderre? Ez a történet első hallásra bizarrnak tűnhet, mégis komolyan kell vennünk, mert rengeteg bizonyíték támasztja alá. Az első arra utaló nyom, amely szerint az ősrobbanás valóban megtörtént, az a felfedezés volt, hogy a Világegyetem tágul. Ha viszont most tágul, akkor a logika azt diktálja, hogy valamikor a távoli múltban végtelenül kicsinek kellett lennie. Tudjuk, hogy a Világegyetem tágul, mert olyan eszközök és megfigyelési módszerek állnak rendelkezésünkre, amelyek a Mungo-tó népe számára még nem voltak elérhetők, noha biztosak lehetünk abban, hogy kiváló szabadszemes csillagászok voltak. Newton kora óta a legtöbb csillagász feltételezte, hogy a Világegyetemnek végtelennek kell lennie, mert ha nem így lenne, akkor a gravitáció hatására egész anyaga egyetlen alaktalan masszává tömörült volna össze, mint az olaj a gödör alján. A XIX. században a csillagászoknak már kellően pontos eszközeik voltak ahhoz, hogy elkezdhessék a csillagok és galaxisok eloszlásának feltérképezését. Az ennek alapján készített csillagászati térképek azonban ettől nagyon eltérő képet mutattak a Világegyetemről. A térképezést a ködökkel kezdték, vagyis azokkal az elmosódott objektumokkal, amelyek minden csillagtérképükön felbukkantak. (Ma már tudjuk, hogy a legtöbb köd egy-egy teljes galaxis, amelyek mindegyike csillagok milliárdjaiból áll.) Milyen messze vannak ezek a ködök? Pontosan mik lehetnek? Mozognak-e? Az idő múlásával a csillagászok rájöttek, hogyan lehet egyre több információt kibányászni a csillagok fényéből. Többek közt meg tudták állapítani a távolságukat, és azt, hogy közelednek-e vagy távolodnak. A csillagok és a ködök mozgása vizsgálatának egyik legtrükkösebb módja a Doppler-effektust használja (amely a XIX. századi osztrák matematikus,

Christian Andreas Doppler nevét viseli); segítségével meg tudjuk mérni, mekkora sebességgel közelednek felénk vagy távolodnak tőlünk a csillagok vagy a ködök. Az energia a strandon megfigyelhetőekhez hasonló hullámokban terjed, amelyeket frekvenciájuk jellemez. Szabályos közönként hullámhegyeket figyelhetünk meg, amelyek távolságát meg tudjuk mérni. Ha azonban mozgunk, akkor a frekvencia megváltozik. Ha a tengerben a parttól távolodva, a hullámokkal szemben úszunk, akkor úgy tűnik, mintha gyakrabban találkoznánk a hullámokkal. Ugyanez történik hanghullámok esetében. Ha egy zajt kibocsátó tárgy, például egy motorkerékpár közeledik felénk, akkor úgy tűnik, mintha a hanghullámok gyakorisága nőne, márpedig fülünk a nagyobb frekvenciát magasabb hangként értelmezi. Miután elhaladt mellettünk a motoros, a hang magassága csökken, mert ilyenkor a hullámok megnyúlnak. A motoros természetesen nem mozog a motorkerékpárjához képest, ezért ő mindvégig ugyanolyan magasságú hangot hall. A Dopplerhatás az elektromágneses sugárzást kibocsátó testek esetében is fellép, ott is kimutatható a frekvencia megváltozása, ha az objektumok egymás felé vagy egymástól távolodva mozognak. Ugyanez az elv a csillagok világában is működik. Ha egy csillag vagy galaxis a Föld felé mozog, akkor úgy tűnik, mintha a fényhullámok frekvenciája nagyobb lenne. Látórendszerünk a nagyobb frekvenciájú látható fényt kék fényként értelmezi, tehát azt mondjuk, hogy a fény frekvenciája az elektromágneses spektrum kék vége felé tolódott el. Ha viszont a sugárzást kibocsátó égitest távolodik a Földtől, akkor úgy tűnik, hogy a fény frekvenciája a spektrum vörös vége felé tolódik el; a csillagászok azt mondják, az objektum fénye vöröseltolódást mutat. A frekvencia eltolódásának mértékéből azt is meg tudjuk mondani, milyen gyorsan mozog a csillag vagy a galaxis. 1814-ben egy fiatal német tudós, Joseph von Fraunhofer, megalkotta az első tudományos célra használható spektroszkópot, egy speciális prizmát, amely frekvencia szerint felbontja a csillagfényt, ahogyan egy közönséges üvegprizma a fényt a szivárvány színeire bontja. Fraunhofer a napfény spektrumában bizonyos frekvenciákon vékony, sötét vonalakat látott, mintha valamiféle kozmológiai vonalkód jelent volna meg. Két másik német tudós,

Gustav Kirchhoff és Robert Bunsen végül laboratóriumi vizsgálataikkal kimutatta, hogy az egyes elemek a rájuk jellemző frekvenciákon bocsátják ki vagy nyelik el a fényenergiát. Úgy tűnt, mintha a sötét vonalak azáltal keletkeznek, hogy a Nap magjából eredő fényből a Nap hűvösebb, külső régióiban lévő különböző elemek atomjai a rájuk jellemző frekvenciájú sugárzást elnyelik. Ez ezeken a frekvenciákon csökkentette a kisugárzott energiát, ezért a színképben a megfelelő helyeken sötét vonalak jelentek meg. Ezeket a sötét vonalakat abszorpciós (elnyelési) vonalaknak nevezzük, és tudjuk, hogy a különböző elemek az abszorpciós vonalak különböző mintázatait hozzák létre. Vannak például olyan vonalak, amelyek a szénre, mások a vasra jellemzőek. Ha a csillag fénye vöröseltolódást mutat, akkor mindezek a vonalak a spektrum vörös vége felé tolódnak, miközben azt is pontosan megmérhetjük, mennyire tolódtak el. Ez a rendőrség sebességmérő eszközeinek csillagászati megfelelője. A XX. század elején, egy amerikai csillagász, Vesto Slipher ezt a módszert használva kimutatta, hogy meglepően sok csillagászati objektum fénye vöröseltolódást mutat –, vagyis a vizsgált égitestek távolodnak a Földtől, méghozzá meglehetősen gyorsan. Ez a szétszóródás. A csillagok és a ködök távolságának becslése nehézkes. Elvben akár a parallaxismódszert is használhatnánk, amellyel a földmérők dolgoznak, és amely módszerre már az ókori görögök is rájöttek. Ehhez elég megfigyelni, hogy a Föld Nap körüli mozgása következtében az éjszakai égbolton látható csillagok a hónapok múlásával miként látszanak elmozdulni más csillagokhoz viszonyítva. Ha ez sikerülne, akkor a trigonometriát alkalmazva kiszámíthatjuk, milyen messze vannak a csillagok. Sajnos még a legközelebbi csillag, a Proxima Centauri is olyan messze van (körülbelül négy fényévre a Földtől), hogy bonyolult eszközök használata nélkül semmiféle elmozdulást sem észlelhetünk. A XIX. századig a csillagászok a parallaxismódszer segítségével még a legközelebbi csillagok távolságát sem voltak képesek megmérni. Mindenesetre a Vesto Slipher tanulmányozta objektumok sokkal távolabb vannak. Szerencsére a XX. század elején Henrietta Leavitt, a Harvard Obszervatórium csillagásza megtalálta a módját, hogyan lehet megmérni a

nagyon távoli csillagok és ködök távolságát egy adott fajta, a cefeida változók néven ismert típusba tartozó csillagok segítségével. Az e típusba tartozó csillagok fényessége nagyon szabályosan változik (a Sarkcsillag is egy cefeida). Egyszerű összefüggést talált a fényváltozás periódusa és a csillag fényereje, vagyis a valódi fényessége között, így ki tudta számítani a cefeidák abszolút fényességét. Ezt összehasonlítva a csillag Földről látszó fényességével kiszámította, milyen messze van, mert a csillagból érkező fény mennyisége a távolság négyzetével arányosan csökken. Ez a csodálatos eljárás jelentette a csillagászati távolságmérés alapját. Pontosan erre volt szüksége Edwin Hubble-nak, hogy két alapvető jelentőségű felfedezést tegyen a Világegyetemünkről. A XX. század elején a legtöbb csillagász úgy gondolta, hogy az egész Világegyetem azonos a mi galaxisunkkal, a Tejútrendszerrel. 1923-ban Hubble a világ legerősebb távcsövével dolgozott a Los Angeles-i Mount Wilson Obszervatóriumban, és kimutatta, hogy az akkor Androméda-ködként ismert objektumban a cefeida változócsillagok olyan messze vannak, hogy azok nem tartozhatnak a mi galaxisunkhoz. Ez azt bizonyította, amit egyes csillagászok már korábban is sejtettek: az univerzum sokkal nagyobb, mint a Tejútrendszer, és rengeteg galaxisból áll, nem csak a miénkből. Hubble még megdöbbentőbb felfedezést tett, amikor a cefeida típusú változócsillagok segítségével elkezdte megmérni sok távoli objektum távolságát. 1929-ben arra a következtetésre jutott, hogy szinte minden galaxis távolodik tőlünk, sőt úgy tűnt, hogy a legtávolabbi objektumok vöröseltolódása a legnagyobb. Más szóval, minél távolabb volt az objektum, annál gyorsabban távolodott. Következésképpen úgy tűnt, mintha az egész univerzum tágulna. Georges Lemaître belga csillagász ezt pusztán elméleti alapon már gyanította. És amint Lemaître rámutatott, ha az univerzum jelenleg tágul, akkor a múltban valamikor kicsiny térrészbe kellett sűrűsödnie, amelyet ő ősatomnak nevezett. A csillagászok többségét megdöbbentette a táguló univerzum ötlete, és feltételezték, hogy Hubble számításaiba hiba csúszott. Hubble maga sem volt biztos eredménye helyességében, Einstein pedig annyira meg volt győződve az univerzum változatlanságáról, hogy az általános relativitáselmélet

egyenleteit kiegészítette a kozmológiai állandónak nevezett tényezővel, aminek következtében az egyenletek stabil univerzumot eredményeztek. A csillagászok szkeptikusak voltak, részben azért, mert tényleg voltak problémák Hubble becsléseivel. Számításai szerint a Világegyetem tágulása csak kétmilliárd évvel ezelőtt kezdődött, jóllehet a csillagászok akkor már tudták, hogy a Föld és a Naprendszer sokkal idősebb ennél. Ez az egyik oka annak, hogy a legtöbb csillagász évtizedeken keresztül úgy vélte, hogy a táguló univerzum ötlete érdekes, de valószínűleg téves. Sokan egy alternatív ötletet pártoltak, az állandó állapotú Világegyetem elképzelését, amelyet 1948-ban vetett fel Hermann Bondi, Thomas Gold és Fred Hoyle. Az állandó állapotú elmélet hívei egyetértettek azzal, hogy a galaxisok valóban távolodni látszanak egymástól, de feltételezték, hogy eközben folyamatosan új anyag keletkezik, így nagy léptékben a Világegyetem sűrűsége lényegében állandó maradt, és alig változott. Végül azonban a bizonyítékok egyre inkább a táguló univerzum javára billentek. Az 1940-es években Walter Baade, aki Los Angeles közelében, a Mount Wilson Obszervatóriumban dolgozott (ugyanott, ahol annak idején Hubble a megfigyeléseit végezte), bebizonyította, hogy kétféle cefeida változócsillag létezik, amelyek használatával eltérő becsléseket kapunk a távolságokra. Baade felülvizsgált számításai azt sugallták, hogy az ősrobbanás több mint 10 milliárd évvel ezelőtt történt (a jelenlegi legpontosabb mérések szerint 13,82 milliárd évvel ezelőtt). Ez megszüntette a kronológiai ellentmondást. Ma egyetlen 13,82 milliárd évesnél idősebb csillagászati objektumot sem ismerünk, ami erős érv az ősrobbanáskozmológia mellett. Végül is, ha az univerzum változatlan és örökkévaló lenne, akkor nagyon sok 13,8 milliárd évesnél idősebb objektumot kellene látnunk. A döntő bizonyíték az 1960-as évek közepén született, és a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (CMBR) felfedezésével kapcsolatos. Ez az a sugárzás, amely akkor jött létre, amikor az első atomok képződtek, mintegy 380 000 évvel az ősrobbanás után. A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás létezését a táguló Világegyetem melletti döntő bizonyítéknak tekintjük. Miért?

Az 1940-es években néhány csillagászra és fizikusra elég nagy hatással voltak Hubble adatai ahhoz, hogy megpróbálják kitalálni, mi történt volna, ha valóban bekövetkezett volna az ősrobbanás. Milyen lett volna az univerzum a kezdet kezdetén, ha minden az ősatomba lett volna belepréselve? Ha Hubblenak és Lemaître-nek igaza lenne, akkor a korai univerzum szélsőségesen sűrű és forró lett volna, és gyorsan tágulnia és hűlnie kellett volna. Hogyan viselkedne az anyag és az energia ilyen szélsőséges körülmények között? A II. világháború idején az atombomba építését célzó Manhattan-terv ösztönzően hatott a nagyon magas hőmérsékletek fizikájának kutatására. Az 1940-es évek végén az orosz születésű fizikus, George Gamow a Manhattanterv egyes eredményeit használta annak kiderítésére, mi történt az univerzumban közvetlenül az ősrobbanás után. Egyik kollégájával, Ralph Alpherrel, azt jósolta, hogy az univerzum végül eléggé lehűlt volna ahhoz, hogy atomok képződjenek, majd amikor az első atomok kialakultak, hatalmas mennyiségű energiának kellett felszabadulnia, amint a fotonok kiszabadultak az atomok előtti kor elektromosan töltött plazmájából, és szabadon kezdtek mozogni az elektromosan semleges univerzumban. Továbbá kijelentették, hogy ennek az energiafelvillanásnak még mindig kimutathatónak kell lennie, bár frekvenciája a nulla közelébe csökkent volna, mivel a hullámok a Világegyetem tágulásával együtt megnyúltak. Ha a tudósok elég alaposan körülnéznének, akkor megtalálnák ezt az abszolút nullához közeli hőmérsékletű, minden irányból érkező sugárzást. Sokak számára ez őrült ötletnek tűnt, ezért senki sem kezdte keresni az egész Világegyetemet átható, alacsony hőmérsékletű sugárzást. 1964-ben véletlenül találtak rá a Gamow megjósolta villanásszerű sugárzás nyomára. A New Jersey-i Holmdelben, a Bell Laboratóriumokban két rádiócsillagász, Arno Penzias és Robert Wilson nagy pontosságú rádióantennát építettek a mesterséges holdakkal folytatott kommunikáció céljára. Az interferenciák kiküszöbölése érdekében a vevőt körülbelül az abszolút nulla fok fölötti 3,5 fokra (3,5 kelvin) hűtötték le, ennek ellenére megmaradt egy alacsony hőmérsékletű zaj. Úgy tűnt, hogy minden irányból érkezik, így biztosak lehettek abban, hogy nem egy hatalmas csillagrobbanásból származik. Arra gyanakodtak, hogy a zaj forrása a

vevőjükben lehet, ezért eltávolítottak egy, a szarv alakú antennában fészkelő galambpárt, sőt még a galambpiszoktól is megtisztították az antennát, de semmi sem változott. (Sajnos a galambok minduntalan visszaköltöztek az antennába, így végül le kellett őket lőni.) Eközben a közeli Princetonban Robert Dicke vezetésével csillagászok egy csoportja éppen elkezdte keresni a Gamow-féle háttérsugárzást, amikor értesültek arról, mit talált Penzias és Wilson. Rögtön rájöttek, hogy megelőzték őket. A két csapat úgy döntött, hogy közösen írnak cikket a felfedezésről. Azt állították, hogy valószínűleg ez az az energia, amely Gamow számításai értelmében közvetlenül az ősrobbanás után felszabadult. A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás felfedezése a legtöbb csillagászt meggyőzte arról, hogy az ősrobbanás valóságos, mert egyetlen más elmélet sem képes megmagyarázni ezt a mindent átható sugárzást. A meghökkentő, de végső soron helyesnek bizonyuló előrejelzés az egyik leghatékonyabb módja annak, hogy meggyőzzük a tudósokat arról, hogy elméletünk szilárd alapokon nyugszik. Úgy tűnt, hogy a Világegyetem valóban tágul, és valóban az ősrobbanásban jött létre. Napjainkban már mindent elsöprő bizonyítékok szólnak amellett, hogy Világegyetemünk valóban egy ősrobbanásban kezdődött. Rengeteg részletet kell még kidolgozni, de egyelőre a modern eredettörténetünk első fejezetét alkotó alapötlet szilárdan megalapozott. Ez a rendszerbetöltés. És mivel a kvantumfizika megengedi, hogy a dolgok előbukkanjanak a vákuumból, úgy tűnik, hogy az egész, lehetőségekkel teli univerzum valóban egyfajta semmiből ugrott elő.14

2. FEJEZET

CSILLAGOK ÉS GALAXISOK: A MÁSODIK ÉS HARMADIK KÜSZÖB Az emberiség csillaganyagból készült. – HARLOW SHAPLEY, KILÁTÁS EGY TÁVOLI CSILLAGBÓL

Az ősrobbanásban kaptunk egy Világegyetemet, de több százmillió éven át ez az univerzum rendkívül egyszerű volt. A felszín alatt azonban érdekes, új lehetőségek kavarogtak, míg végül a csillagok és a galaxisok elkezdték bevilágítani a sötétséget. Ezek az objektumok teljesen új jellemzőket mutattak, addig ismeretlen tulajdonságokat, és a komplexitás más formáit, továbbá átvezették a Világegyetemet a növekvő komplexitás második küszöbén. Ha meg szeretnénk magyarázni, hogyan alakultak ki ezek a fenséges, új objektumok, vissza kell mennünk a kezdetekig. Szabad energia: a komplexitás hajtóereje Az ősrobbanás utáni másodpercekben és percekben az univerzum termodinamikai szabadesésben volt. Néhány káprázatos pillanatig elég energia állt rendelkezésre ahhoz, hogy az energia és az anyag új, egzotikus formái jöjjenek létre és tűnjenek el. De mivel a hőmérséklet zuhant, az energia és az anyag belefagyott néhány egyszerű struktúrába. Az ősrobbanás kohójában az erők és a részecskék úgy stabilizálódtak, mint a cserépedények kiégetésükkor a fazekas kemencéjében. Az ősrobbanás vad energiái néhány egyszerű működési szabállyal együtt olyan struktúrákat hoztak létre, mint a protonok és az elektronok, amelyek meglehetősen stabilnak bizonyultak, mert az egyre hűlő Világegyetemben csak ritkán jelenik meg ismét a létrehozásukhoz szükséges hőmérséklet.

Ezután a hőmérséklet gyors csökkenése lassult, mintha az univerzum egy termodinamikai hegyről egy völgybe ért volna. Az egyenetlenségek kisimultak, a hőmérséklet kevésbé meredeken csökkent, a változások üteme lassult, mintha a korai univerzum termodinamikai sziklafaláról egy laposabb, dimbes-dombos tájra érkeznénk, ahol a hőmérséklet egyaránt emelkedhet vagy csökkenhet. Ettől kezdve egyre nehezebb rögzíteni az új struktúrákat, mert azokat a hőmérséklet mérsékelt növekedése is szétzilálhatja. Az első csillagok belsejében például szétestek az atomok, amikor a hőmérséklet körülbelül tízezer Celsius-fok fölé emelkedett. Ezekben a kevésbé kiszámítható környezetekben a komplex struktúrák stabilizálásához valamilyen további erősítésre volt szükség. Ezt a megerősítést az energia kordában tartott, nem véletlenszerű áramlása jelentette. A csillagokat a magjukban termelt energia áramlása tartja össze. Az élő szervezeteket, például saját testünket, az a finom és pontosan irányított energiaáramlás tartja össze, amelyeket a sejtjeinkben végbemenő bonyolult, metabolikus folyamatok irányítanak. Az ősrobbanás utáni univerzumban csak munkavégzés árán hozhatók létre és tarthatók fenn új, komplex struktúrák. Ezért áll fenn mély kapcsolat a forma, a komplexitás és az energia irányított vagy strukturált áramlása között. A strukturált energiaáramlás inkább intuitív leírás, mintsem tudományos zsargon. A lényeg azonban a következő: a termodinamikai elmélet megkülönbözteti a teljesen véletlenszerű energiaáramlást az energia olyan áramlásától, ahol az áramlásnak iránya és struktúrája van, továbbá koherens, miáltal munka végzésére képes. Az energia strukturált áramlását szabad energiának, a strukturálatlan áramlását pedig hőenergiának nevezzük. A különbség nem abszolút, ezért valójában helyesebb a koherencia vagy a véletlenszerűség fokáról beszélni. Mindazonáltal eredettörténetünk szempontjából alapvetően fontos a szabad energia és a hőenergia közötti különbségtétel. A termodinamika első főtétele kimondja, hogy az univerzumban a teljes energia mennyisége soha nem változik. Az energia úgynevezett megmaradó mennyiség. Úgy tűnik, hogy univerzumunk elérkezett egy olyan állapotba, amelyben rögzített potenciálja van ahhoz, hogy benne különböző események

történjenek. Tehát az első főtétel valójában a lehetőségek ősi óceánjáról mesél. A termodinamika második főtétele azt állítja, hogy a lehetőségek óceánjából előbukkanó dolgok többé-kevésbé strukturáltak lehetnek, mint az áramlás fodrozódó hullámai. Arra kell azonban számítanunk, hogy legtöbbjük kevésbé strukturált, sőt az idő múlásával strukturáltságuk tovább csökken. Ez azért van így, mert az anyag és az energia legtöbb lehetséges elrendeződése alig vagy egyáltalán nem mutat struktúrát, ha viszont véletlenül mégis rátalálunk valamilyen struktúrára, akkor számítanunk kell arra, hogy az gyorsan szertefoszlik. Jó példa lehet erre egy vízesés. Itt sok struktúránk van, de azok végül szétoszlanak. A vízmolekulák a vízesés tetején nem véletlenszerűen mozognak, vagyis nem úgy, mint a levegőmolekulák egy zárt tartályban. Ugyanabban az irányban mozognak, mint a lehető legszorosabb csoportba verődő, kóbor macskák. Ez azért van így, mert ellentétben a gázmolekulákkal, amelyek egyénekként, önállóan mozognak, a folyadék molekuláit az elektromágneses erők összetartják. Ezért a gravitáció zárt rendszerben, ugyanabban az irányban mozgathatja őket, ahogyan a katonák a menetalakzatban haladnak. Amint a víz átlép a sziklaperemen, a potenciális (helyzeti) energia kinetikus (mozgási) energiává alakul át. Ez koordinált, azonos irányú mozgást jelent. Ez a mozgás tehát strukturált, ezért az ezt létrehozó energiát szabad energiának nevezhetjük. Márpedig a szabad energia, ellentétben a gázmolekulák véletlenszerű mozgását jelentő hőenergiával, munkát végezhet, mert valamilyen struktúrája és rendezettsége van, miáltal a dolgokat azonos irányba lökheti, nem pedig összevissza bármely irányba.1 Ha úgy tetszik, akkor a szabad energiának ezt az áramlását egy turbinára irányíthatjuk, és így elektromos energiát termelhetünk. A szabad energia az, ami a dolgokat mozgatja. Az energia egészétől eltérően azonban a szabad energia nem megmaradó mennyiség. Instabil, mint egy szétugró rugó. Működése során elveszíti mind a struktúráját, mind pedig képességét további munka végzésére. Amikor a vízesésben a víz becsapódik az alsó sziklákba, mozgási energiája szétszóródó, inkoherens hővé alakul. Minden molekula többé-kevésbé önállóan, a többitől függetlenül mozog. Az energia továbbra is jelen van; és

változatlanul megmarad (az első főtétel értelmében). De a molekulák olyan sok irányba fröccsennek szerteszét, hogy energiájukkal már nem működtethető egy turbina. A szabad energia hőenergiává alakult át. A termodinamika második főtétele azt állítja, hogy nagyon hosszú távon a szabad energia maradéktalanul hőenergiává válik. A hőenergia mint egy részeg közlekedési rendőr, az energiát összevissza, minden lehetséges irányba küldi, miáltal káoszt kelt. A szabad energia mint egy józanul megfontolt forgalomirányító rendőr, az energiát csak bizonyos útvonalak felé irányítja, és ezáltal rendet teremt. Szerencsénkre az univerzum alapvető működési szabályainak köszönhetően a korai univerzumban jelen volt egy kevés szabad energia. Ezek a szabályok az energiát meghatározott, nem véletlenszerű útvonalak mentén irányították, ami legalább a minimális struktúrák létrejöttét biztosította. Galaxisok és csillagok: a második küszöb Az első nagy struktúrák, a galaxisok és a csillagok megjelenésének hajtóereje a szabad energia volt. A szabad energia döntő forrása eredettörténetünk ezen időszakában a gravitáció volt. Kozmológiai juhászkutyaként a gravitáció igyekszik összeterelni a nyájat. Azok a dolgok, amelyeket összeterelt, az ősrobbanásban létrejött anyag egyszerű formái voltak. A gravitáció és az anyag együttesen létrehozták a csillagok és a galaxisok megjelenéséhez szükséges Goldilocks-feltételeket. A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás tanulmányozása azt mutatja, hogy a korai univerzumban csak kevés nagyléptékű struktúra volt jelen. Képzeljük magunk elé a hidrogén- és héliumatomok fátyol vékonyságú ködét, amely a sötét anyagnak a fény fotonjaival áthatott, meleg fürdőjében úszik. Ennek az egész keveréknek többé-kevésbé azonos volt a hőmérséklete. Tudjuk, hogy a korai univerzum homogén volt, mert meg tudjuk mérni a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás hőmérsékletében meglévő különbségeket, és ennek alapján megállapíthatjuk, hogy a korai univerzum legmelegebb részei csak egy század fokkal voltak melegebbek, mint a leghidegebb részek. Nem léteztek tehát használható hőmérséklet-gradiensek,

nem voltak jelen az energia vízesései, amelyek új struktúrákat hozhattak volna létre. Ennél sokkal nagyobb hőmérséklet-különbséget mi magunk is létre tudunk hozni, ha például ujjunkat az arcunkhoz dörzsöljük. Ezután a gravitáció elkezdte ezt a nem különösebben ígéretes anyagot valami érdekesebbé alakítani. Míg az ősrobbanás széjjeltaszította a teret, a gravitáció megpróbálta az energiát és az anyagot együvé vonzani. A gravitáció eszméjének központi szerepe volt abban, hogy Newton megértette az univerzum működését, később pedig a tudományos forradalom egyik egyesítő gondolatává vált. Newton a gravitáció működését minden idők egyik legjelentősebb tudományos munkájában, a Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, azaz A természetfilozófia matematikai alapjai vagy röviden Principia című, 1687-ben megjelent könyvében fejtette ki. Newton minden tömeg között ható, egyetemes vonzó erőként látta a gravitációt. Két és fél évszázaddal később Einstein bebizonyította, hogy az energia is gravitációs vonzást fejt ki, mert az energia az, amiből az anyag is áll. Einstein egy másik fontos előrejelzést is tett a gravitációval kapcsolatban: eszerint a gravitáció az energia egyik formája, ezért az elektromágnesességhez vagy a hanghoz hasonlóan, hullámokat kell keltenie. Einstein azonban attól tartott, hogy ezek a hullámok annyira gyengék, hogy soha, senki sem fogja észlelni őket. 2015 szeptemberében végül a tudomány legnagyszerűbb diadalaként mégis sikerült gravitációs hullámokat észlelni, két hatalmas berendezéssel, amelyek egyikét Louisianában, a másikat pedig Washington államban működteti a lézer-interferométerrel gravitációs hullámok megfigyelését végző obszervatórium, vagy röviden LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory). 2017-ben a projekthez jelentősen hozzájáruló három tudósnak ítélték a fizikai Nobel-díjat. A gravitációs hullámok, amelyeket a LIGO-ban észleltek, mintegy százmillió évvel ezelőtt keletkeztek, amikor valahol a déli égbolt egyik távoli galaxisában két fekete lyuk összeütközött. (Amikor összeütköztek, bolygónkat még a dinoszauruszok uralták.) A LIGO mindkét berendezésében két részre osztanak egy fénysugarat, majd két, egymásra merőleges, négy kilométer hosszú csőbe vezetik őket. A csövek mindkét végén tükröket helyeztek el. Miután a fénysugarak csaknem háromszázszor oda-vissza

futnak a csövekben, nem pontosan ugyanakkor érkeztek meg a detektorba. A gyenge gravitációs hullámok egyik irányban megnyújtották, a másik irányban összenyomták a csöveket, de a csövek hosszának megváltozása sokkal kisebb volt egy proton átmérőjénél. Most, amikor a csillagászok már bizonyosak a gravitációs hullámok létezésében, abban reménykednek, hogy segítségükkel új módszerrel tanulmányozhatják az univerzumot. A gravitáció szempontjából a korai univerzum túlságosan sima volt. Össze kellett csomósodnia. A gravitációnak ez a törekvése az univerzum átrendezésére megmagyarázza, miért gondolhatunk a korai univerzumra alacsony entrópiájúként, ahol egyfajta rendezettség uralkodott, amit az entrópia az elkövetkezendő néhány milliárd év alatt összezilált. Miután a folyamat megindult, a gravitációnak csak néhány százmillió évre volt szüksége ahhoz, hogy a korai univerzum részecskéinek egyenletes ködét egy rendezetlenebb és csomósabb, göröngyösebb térré alakítsa, amely immár tele volt csillagokkal és galaxisokkal. Amint Newton megmutatta, a gravitáció annál erősebb, minél nagyobb a tömeg, és minél közelebb vannak a testek egymáshoz. Ezért gyakorol a Föld sokkal erősebb gravitációs vonzást a tárgyakra, mint saját testünk, és ezért fejt ki sokkal gyengébb vonzást, ha távolabb vagyunk a középpontjától – mondjuk, a Nemzetközi Űrállomáson. Figyeljük most meg a korai univerzum részecskefelhőjének egy kis kockáját. Képzeljük el, hogy teljesen véletlenszerűen a sötét anyag és az atomok valamivel erősebben koncentrálódnak a kocka egyik sarkában, mint a többiben. Newton törvényei értelmében a sűrűbb sarokban a gravitáció erősebb, így ez erősebben vonzza maga felé az anyagot, ezért fokozódik a különbség a sűrűbb és a ritkább régiók között. Ily módon a gravitáció kockáról kockára haladva az évmilliók során egyre szemcsésebbé és csomósabbá tette a Világegyetemet. Amikor a gravitáció egymás közelébe kényszerítette az atomokat, azok egyre gyakrabban ütköztek össze és egyre hevesebben rezegtek. Ez megnövelte a hőmérsékletet a csomósodó régiókban, mivel kisebb térfogatba több hő koncentrálódott. (Ugyanez az elv magyarázza, miért melegszik fel a gumiabroncs, ha több levegőt fújunk bele.) Míg a Világegyetem nagy része tovább hűlt, eközben a csomósodott részei ismét felforrósodtak. Végül

néhány csomó olyan forró lett, hogy a protonok már nem tudták megtartani az elektronjaikat. Az atomok szétestek, a csomók belsejében újra kialakult az elektromos töltésektől sercegő plazma, amely egykor az egész Világegyetemet betöltötte. Amint a gravitáció hatására fokozódott a nyomás, a sűrűbb régiók még sűrűbbé váltak, magjaik felforrósodtak, és a gravitáció elkezdte újra megteremteni a korai univerzum nagy energiájú viszonyait. Körülbelül tízmillió Celsius-fokon a protonoknak annyi energiájuk van, hogy heves ütközéseik energiája elégséges ahhoz, hogy legyőzze a pozitív töltésükből adódó kölcsönös taszítást. Miután ezt a gátat leküzdötték, a protonok párokká kezdtek összekapcsolódni, amelyeket azonban csak a kis távolságokon működő erős magerő tart össze. A protonpárok héliummagokat kezdtek képezni, ugyanúgy, ahogyan azt rövid időn keresztül, közvetlenül az ősrobbanás után egyszer már megtették. Miközben a protonok összekapcsolódtak, tömegük egy része tiszta energiává alakult, és amint láttuk, még az anyag apró morzsája is óriási mennyiségű energiát tartalmaz. Ugyanez a hatalmas energia szabadul fel a hidrogénbombákban is, amelyek energiáját, akárcsak a csillagokét, szintén a magfúzió szolgáltatja. Amikor tehát a sűrű anyagfelhő magjának hőmérséklete átlépi a kritikus értéket, ami körülbelül tízmillió fok, akkor a protonok billiói héliummagokká kezdenek egyesülni, olyan kohót hozva létre, amely hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel. Miután beindult a működése, ez a kohó folyamatosan termeli az energiát mindaddig, amíg elegendő proton van jelen a fúzió folytatásához. A fúzió során felszabaduló gigantikus energia tovább forrósítja a magot, így az a gravitáció ellenében kitágul. Ezzel ez az egész új struktúra több millió vagy milliárd évre stabilizálódik. A csillag megszületett.

Egy galaxisokkal és csillagokkal teli univerzum De nem egyetlen csillag született csak; minden csomós tartományban milliárdszámra jöttek létre a csillagok, és felragyogtak a hatalmas

csillaghalmazok, amelyeket ma galaxisoknak nevezünk, és bevilágították a fiatal univerzum sötétségét. A galaxisokkal és csillagokkal benépesült Világegyetem nagyon különbözik az első atomok univerzumától. Immár a Világegyetemnek egyaránt van nagy és kis léptékű szerkezete, így kijelenthetjük, hogy az egész Világegyetem bonyolultabbá vált. A galaxisok között sötét, üres tartományokat találunk, a galaxisok belsejében pedig fényes és sűrű területeket látunk. A galaxisok bővelkednek anyagban és energiában, míg a köztük lévő tér hideg és üres. Az érdekes anyag már nem ködszerűen elkenődött, hanem a galaxisok hatalmas lepleibe és szálaiba koncentrálódik, mintha egy pókháló szálait látnánk. Minden egyes galaxisnak sajátos struktúrája van. A legtöbb galaxis spirális szerkezetű, mint a mi galaxisunk, a Tejútrendszer. Ezekben több százmilliárd csillag lassan kering egy sűrű mag körül, ahol általában egy fekete lyuk helyezkedik el. Azok a galaxisok azonban, amelyek korábban más galaxisokkal ütköztek, gyakran eltorzultak, így „szabálytalan (irreguláris) galaxisokat” alkotnak. A galaxisokat viszont a gravitáció halmazokba és szuperhalmazokba (a halmazok halmazaiba) köti össze, létrehozva a csillagok egész univerzumon átnyúló szigetcsoportjait. A Világegyetemben szétszórva, mint forró mazsolaszemek egy hideg pudingban, magányos csillagokat is találunk, amelyek szintén bonyolult struktúrát és újonnan megjelenő tulajdonságokat mutatnak. Minden csillagnak van egy forró magja, amelyben a protonok egyesülnek, és annyi energiát termelnek, amennyi képes ellensúlyozni a gravitációs vonzást. A mag fölötti külső rétegek összenyomják a magot, és ellátják proton „üzemanyaggal”. A csillag élettörténete elsősorban születéskori tömegétől függ, vagyis attól, mennyi anyagot tartalmaz kezdetben. A nagyobb tömegű csillagok magjában a gravitáció nagyobb nyomást hoz létre, így ott sokkal forróbb az anyag, mint a kisebb tömegű csillagok belsejében. Ez magyarázza, miért égetik el gyorsabban az üzemanyagukat, majd mindössze néhány millió év elteltével leáll a működésük. A kisebb tömegű csillagok lassabban égnek, ezért sok kis tömegű csillag hosszabb ideig működik majd, mint a Világegyetem jelenlegi kora. Ez a változatosabb Világegyetem változatosabb környezetet jelentett,

nagyobb kreatív lehetőségekkel és rengeteg energiagradienssel. (A gradiens szó e könyvbeli értelmezése a Kislexikonban található – a szerkesztő megjegyzése.) Jelen voltak a fény, a hőmérséklet és a sűrűség gradiensei, amelyek mentén szabad energia áramlott, mint a víz a vízesésben. Minden csillag ontotta az energiát a környező hideg terekbe, a hő, a fény és a kémiai energia áramlását generálva, ami a közeli régiókban felhasználható volt a komplexitás új formáinak felépítéshez. A szabad energiának ezek az áramlásai teszik lehetővé, hogy itt a Földön virágozzék az élet. A gravitáció elindította az anyag átalakulását a csillagok belsejében oly módon, hogy a protonokat a pozitív töltésük jelentette gát ellenére egyesülésre késztette. Ezt a mintát a későbbiekben újra meg újra látni fogjuk. Kicsit olyan, mint reggel az a csésze kávé, amely segít elindítani a napot. A kémikusok ezt a kezdeti energialöketet aktivációs energiának nevezik; ez a gyufa lángjának az energiája, amely tűzvészt okoz. Az egyik energiafajta megváltoztat valamit, hogy ezáltal megnyissa az utat a szabad energia másfajta áramlása előtt, amely sokkal nagyobb az aktivációs energiánál. A csillagok keletkezésének történetében a gravitáció biztosította az aktivációs energiát a fúzió beindulásához, a csillagkeletkezéshez, és annak minden következményéhez. Van azonban itt egy talány. Mi a helyzet a termodinamika második főtételével? Az entrópia gyűlöli a struktúrákat, de akkor miért engedi meg összetettebb dolgok megjelenését? Ha közelebbről szemügyre vesszük az energia áramlását, látni fogjuk, hogy a komplex struktúrák, mint amilyenek a csillagok, drágán megfizetnek komplexitásukért. Nézzük például a fúziós energiát. Az első, amit az energia megtesz, hogy támogatja a csillagot, megakadályozza, hogy összeomoljon. Olyan ez, mint az entrópia számára fizetett díj, egyfajta komplexitási adó. Amikor a csillagban leáll az energiatermelés, a csillag összeomlik. A komplexitási adó ötlete segít megmagyarázni egy fontos jelenséget, amelyre egy asztrofizikus, Eric Chaisson figyelt fel: egyszerűen fogalmazva, a bonyolultabb jelenségek nagyobb energiasűrűségű energiaáramlást igényelnek, vagyis grammonként és másodpercenként több energiára van szükségük. Becslése szerint például a modern emberi társadalmon

keresztüláramló energia sűrűsége körülbelül egymilliószor nagyobb, mint a Napon átáramló energiasűrűség, míg a legtöbb élőlényen átáramló energia sűrűsége e két szélsőség közé esik. Mintha az entrópia több energiát követelne egy entitástól, ha az megpróbál bonyolultabbá válni; a komplexebb dolgoknak meg kell találniuk és kezelniük kell a szabad energia nagyobb és bonyolultabb áramlásának módját. Nem csoda tehát, hogy nehéz összetettebb dolgokat készíteni és fenntartani, és nem csodálkozhatunk, ha azok általában gyorsabban esnek szét, mint az egyszerűbb dolgok. Ez az ötlet végigkíséri modern eredettörténetünket, és sok mindent elárul a modern emberi társadalmakról.2 Az entrópia szereti ezt az egyezséget, mert a csillagot megtartó energia, akárcsak a vízesés energiája, végül lebomlik és kisugárzódik a világűrbe. Tehát miközben a csillag egyre bonyolultabbá válik, ezalatt segíti az entrópiát a szabad energia lebontásában és hőenergiává alakításában. Ezt tapasztaljuk az egész modern eredettörténetünkben. A növekvő komplexitás nem jelent győzelmet az entrópia fölött. Paradox módon, az energia összetett dolgokat (köztük mi magunkat) fenntartó áramlása is segíti az entrópiát a rendezettség és a struktúra minden formájának lassú lebontásában.

Új elemek és a növekvő kémiai komplexitás: a harmadik küszöb Egymilliárd évvel az ősrobbanás után, a Világegyetem mint egy fiatal gyermek, már érdekes módon viselkedett. Kémiai értelemben azonban még nagyon unalmas hely volt. Csak hidrogént és héliumot tartalmazott. Növekvő komplexitásunk harmadik küszöbje az anyag új formáinak megjelenését eredményezte: létrejött a periódusos rendszer összes többi eleme. Egy több mint kilencven különböző elemet tartalmazó Világegyetem sokkal többre képes, mint egy csak hidrogént és héliumot tartalmazó univerzum. Az elsőként létrejött elemek a hidrogén és a hélium voltak, mert ezek a legegyszerűbbek. A hidrogénnek egy proton alkotja a magját, ezért azt mondjuk, hogy a rendszáma 1. A hélium magjában két proton található, így rendszáma 2. Amikor a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás mintegy 380

000 évvel az ősrobbanás után megszületett, nyomokban, szétszórva már jelen volt a 3-as rendszámú lítium és a 4-es rendszámú berillium is. Semmi egyéb. Csak ezek voltak azok az elemek, amelyeket az ősrobbanás létrehozott. A további, nagyobb rendszámú, tehát atommagjukban több protont tartalmazó elemek létrejöttének Goldilocks-feltételei egyszerűek: sok protonra és nagyon magas hőmérsékletre van szükség, méghozzá olyan magas hőmérsékletre, amely már nem volt jelen az ősrobbanás után. Ez a hőmérséklet csak a haldokló csillagok drámai, konfliktusos világában jöhet létre, amikor ezek a csillagok kimerülnek, meginognak és végül szétesnek, mert már képtelenek megfizetni az entrópia javára a komplexitási adót. Ha meg akarjuk érteni, hogyan állítanak elő a csillagok új elemeket haláltusájuk során, előbb meg kell értenünk, hogyan élnek és öregszenek. A csillagok több millió vagy milliárd évig élnek, így nem tudjuk megfigyelni, amint öregszenek. Ezért az életük és haláluk modern történetét nem ismerhették a szabad szemmel dolgozó csillagászok, mint például a maják, a Mungo-tó vagy az ókori Athén népe. Modern képünk az elmúlt két évszázadban megalkotott eszközökkel a világ minden táján végzett kutatásokon alapul. Az észlelések eredményeit tartalmazó adatbankok lehetővé teszik, hogy napjaink csillagászai megosszák egymással a sok millió, az életük különböző szakaszaiban járó csillagokról gyűjtött információkat. Arthur Eddington angol csillagász hasonlatával élve, a csillagászok munkája olyan, mintha az erdőben sétálnánk a facsemeték, a kifejlett fák és a halálukhoz közeli fák között.3 Az életciklusuk különböző szakaszaiban járó fákat gondosan megfigyelve végül kitaláljuk, hogyan fejlődnek és pusztulnak el a fák. A csillagászok megalkottak egy alapvető fontosságú térképet, amelyik összesítve hatalmas mennyiségű információt tartalmaz a csillagokról: a Hertzsprung–Russell-diagramot. Ez az iskolai tantermekben használt földgömbök csillagászati megfelelője, és azokhoz hasonlóan ez az ábra is segít abban, hogy sok információt szemléletessé tegyünk. Az 1910 körül megalkotott Hertzsprung–Russell-diagram két alapvető tulajdonságuk szerint osztályozza a csillagokat. Az első tulajdonság a függőleges tengelyen ábrázolt valódi fényesség vagy luminozitás – ez

tulajdonképpen annak az energiának a mennyisége, amelyet a csillagok kisugároznak a világűrbe – a Naphoz viszonyítva. A második tulajdonság a csillagok színe, amely a kelvinben (K) mért felszíni hőmérsékletüknek felel meg. Ezt általában a vízszintes tengelyen ábrázoljuk. Mivel ez a két mennyiség a csillagok élettartama alatt változik, a diagram segít megérteni a különböző típusú csillagok életrajzát. A csillagok élettörténetében mutatkozó jelentősebb különbségek főként egy további jellemzőjüktől függenek: annak az anyagfelhőnek a tömegétől, amelyből a csillag létrejött. A nagy tömegű csillagok életútja eltér a kis tömegűekétől. A Hertzsprung–Russell-diagramon a legfényesebb csillagok, amelyek a legtöbb energiát bocsátják ki, mint például Szíriusz, az ábra felső részén helyezkednek el. Ezek általában a legnagyobb tömegű csillagok. A legkevésbé fényes csillagok, mint például csillagszomszédunk, a Proxima Centauri, a diagram alsó részére kerülnek. Napunk (amelynek fényerejét egységnyinek tekintjük) középen található. A nagyon magas felszíni hőmérsékletű csillagok balra, az alacsony felszíni hőmérsékletűek pedig jobbra helyezkednek el.

A diagramnak három különösen érdekes területe van. Átlós irányban széles, ívelt sávot látunk, amelyik a jobb alsó saroktól a bal felsőig húzódik, ez az úgynevezett fősorozat vagy főág. A legtöbb csillag élete mintegy 90%át valahol a fősorozaton tölti. Az, hogy a fősorozat mentén éppen hol helyezkednek el, a tömegüktől függ, de a fősorozaton lévő csillagok kivétel nélkül a protonok héliummagokká egyesítésével termelik az energiát. Ezt teszi jelenleg a mi Napunk is. A Nap középkorú, és még mindig a fősorozaton tartózkodik. A diagram jobb felső részén a vörös óriások találhatók, például az Orion csillagkép egyik sarkát alkotó Betelgeuse. Ezek öreg csillagok, amelyek a belsejükben található legtöbb protont már felhasználták, ezért kohójukat más, nagyobb atommagokkal táplálják. Felszínük hűvösebb, mert felfúvódtak, sugaruk akár a Napénak

kétszázszorosát is elérheti. Mégis, nagy méretük következtében hatalmas mennyiségű fényt bocsátanak ki, ezért vannak a diagram felső részén. A harmadik fontos terület a bal alsó sarok környékén található. Itt helyezkednek el a fehér törpék. Ezek egykor vörös óriások voltak, később azonban külső rétegeik nagy részét elveszítették, csak forró, sűrű magjuk maradt meg. Amikor a csillagok nagyon megöregszenek, végül elfogynak a szabad protonok, a magjukban pedig kezd feldúsulni az egyesített protonok hamuja – más szóval, a héliummagok. A héliummagok egyesülése sokkal magasabb hőmérsékletet igényel, mint az egyedülálló protonoké, így végül a csillag magjában lévő nukleáris kohó működése leáll. Amikor ez megtörténik, uralkodóvá válik a gravitáció, és a csillag saját súlya alatt összeomlik. Ezzel azonban még nincs vége a történetnek. A csillag az összeomlása után a gravitáció ránehezedő nyomása alatt ismét felmelegszik. Távol a csillag magjától a külső rétegek kitágulnak és lehűlnek, hogy minden egyensúlyban maradjon. Mi ezeket a hűvösebb, külső rétegeket vörösnek látjuk, ezért nevezzük a csillagokat életük ezen szakaszában vörös óriásoknak. Amikor Napunk eléri fejlődésének ezt a szakaszát, a jelenleginek körülbelül kétszázszorosára nő a mérete, és elpárologtatja a belső bolygókat, köztük a Földet is. Ha a vörös óriásnak elég nagy a tömege, akkor a gravitáció olyan erőteljesen összenyomja, hogy a magja minden korábbinál forróbbá válik, és elég meleg lesz ahhoz, hogy elkezdődjék a héliummagok fúziója nehezebb magokká, például a szénné (hat protonnal) és oxigénné (nyolc protonnal). A csillag tehát újjáéledt, de a héliummagok egyesülése bonyolultabb folyamat, mint a protonok fúziója, és kevesebb energiát termel, így a csillagok életének ez a szakasza sokkal rövidebb a korábbinál. Viharos tágulások és összehúzódások sorozatának eredményeképpen végül nagyon nagy csillagok jönnek létre. Ezek belsejében a szén és az oxigén atommagjai egyesülésével további elemek jönnek létre a magnéziumtól a szilíciumig és végül a vasig. Ahogy a csillagok egyre forróbbá válnak, egy másik mechanizmus indul be, amely a neutronok egy részét protonokká alakítva hoz létre újabb atommagokat. A csillag magja fokozatosan hatalmas vasgolyóvá válik, amelyet más elemekből álló rétegek vesznek körül.

Ez viszont már valóban az út vége, mert a vasmagok egyesítésével nem lehet energiát felszabadítani. Végül a legtöbb csillag ledobja a külső rétegeit, és fehér törpévé válik, amelyek a Hertzsprung–Russell-diagram bal alsó sarkában helyezkednek el. A fehér törpék csillagzombik, belsejükben nem folyik energiatermelés. Rendkívül nagy a sűrűségük, noha gyakran csak akkorák, mint a Föld, de tömegük a Napéhoz hasonló. Ha megpróbálnánk a fehér törpék anyagából egy kávéskanálnyit megemelni, nem sikerülne, mert a súlya legalább egy tonna lenne.4 Bár még mindig forrók, holttestük évmilliárdokig hűl. Feladatukat azonban elvégezték, mert környezetüket új elemekkel termékenyítették meg. Néhány fehér törpe látványosabban, szupernóva-robbanás formájában pusztul el, ha egy közeli csillag magába szippantja anyagukat. Ezek a robbanások olyan forrósággal járnak, hogy a periódusos rendszer sok további elemét hozhatják létre. A fehér törpék látványos, halálos robbanását Ia típusú szupernóváknak nevezzük. Amikor felrobbannak, mindegyiknek ugyanakkora a hőmérséklete, így ha megfigyelünk egyet, tudjuk, milyen fényes, és ebből kiindulva megbecsülhetjük tényleges távolságát. Az Ia típusú szupernóvák segítségével a csillagászok több százszor nagyobb távolságokat is megbecsülhetnek, mint a cefeida típusú változók alapján. A Napnál több mint hétszer nagyobb tömegű csillagok is látványosan fejezik be az életüket egy másik típusú robbanásban, amelyet a mag összeomlásával járó szupernóva-robbanás néven ismerünk. Amikor a csillag magjában kialakult egy, a Napnál nagyobb vasmag, akkor a központi kohó végérvényesen leáll. A gravitáció rendkívüli hevességgel, a másodperc törtrésze alatt összepréseli a magot, miközben olyan nagy energia és olyan magas hőmérséklet jön létre a csillag belsejében, mint addig még soha. A csillag szupernóvaként felrobban, és rövid ideig annyi energiát bocsáthat ki, mint egy teljes galaxis. Mindössze néhány perc leforgása alatt létrehozza a periódusos rendszer többi elemét, és a robbanás ereje szétszórja ezeket az űrbe. Talán a leghíresebb példa egy magösszeomlásos szupernóva-robbanás maradványára a Rák-köd szívében fekszik. A Betelgeuse viszont a következő egymillió évben bármikor szupernóvává válhat. A legtöbb szuperóriás, miután a szupernóva-robbanással ledobta külső

rétegeit, olyan viharos gyorsasággal húzódik össze, hogy a protonok és az elektronok egymásba préselődve neutronokat alkotnak. Ezáltal az egész hatalmas anyagcsomó neutroncsillaggá préselődik össze, ebben a kizárólag neutronokból álló objektumban a részecskék olyan szorosan zsúfolódnak össze, mint egy atommagban. Ez egy nagyon szokatlan és rendkívül sűrű anyagforma, mert egyébként az atomok térfogatának legnagyobb része lényegében üres tér. Egy mindössze húsz kilométer átmérőjű neutroncsillag tömege kétszer akkora, mint a Napé, és egy kávéskanálnyi neutroncsillaganyag súlya egymilliárd tonna lenne.5 Egyes bizonyítékok arra utalnak, hogy a periódusos rendszer nehezebb elemei közül sok, nem közönséges szupernóvákban, hanem a neutroncsillagok viharos összeolvadása során alakult ki. A neutroncsillagok gyorsan forognak, mint a figyelmeztető jelzőfények. Először 1967-ben észlelték ezeket a szapora energiafelvillanásokat. A forgó neutroncsillagokat pulzároknak nevezzük. Nem sokkal az első pulzár felfedezése után, egy másikat is találtak, mégpedig a Rák-köd szívében, annak a szupernóvának a maradványát, amelynek felrobbanását a kínai csillagászok 1054-ben megfigyelték. A Rák-köd pulzárja nagyjából akkora, mint egy város, és másodpercenként harmincszor fordul körbe a tengelye körül. A legnagyobb tömegű csillagok esetében létezik egy még szokatlanabb végkifejlet is. Ezeknek a magja olyan hevesen omlik össze, hogy a folyamatnak semmi sem tud ellenállni, ezért az objektum fekete lyukká, az általunk ismert legnagyobb sűrűségű objektummá válik. Einstein megjósolta a fekete lyukak létezését, amelyek olyan sűrű objektumok, hogy semmi sem tud kimenekülni gravitációs vonzásukból, még a fény sem, ezért nagyon keveset tudunk arról, milyen lehet a belsejük. A fekete lyukak nagyon furcsa csillagászati szörnyek, de ma már sok bizonyítékunk van arra, hogy a valóságban is léteznek. Világegyetemünk első csillagai valószínűleg hatalmasak voltak, így feltehető, hogy sok közülük nagy fekete lyukká omlott össze. Ezek alkothatták azokat a gravitációs magokat, amelyek körül a galaxisok kialakultak, mint a homokszemcsék körül az igazgyöngyök. Mostanra a csillagászok a legtöbb galaxis középpontjában kimutatták óriás

fekete lyukak jelenlétét, beleértve a saját galaxisunkat is. Ezek hatalmas gravitációs erejük révén magukba szippanthatják és elnyelhetik a közeli csillagokat. Amikor a csillag átlép egy fekete lyuk határán (az úgynevezett eseményhorizontján), akkor a csillag hatalmas mennyiségű energiát bocsát ki egyfajta halálsikolyban. Ezek a halálsikolyok alkothatják azokat a kivételesen fényes objektumokat, amelyeket kvazároknak nevezünk. A fekete lyuk határán, vagyis az eseményhorizontján túlról nincs visszatérés. Ez egyben tudásunk határát is jelenti, mert csak nagyon kevés információ szabadulhat ki a fekete lyuk karmai közül. Meg tudjuk becsülni a fekete lyukat létrehozó objektum tömegét, valamint a fekete lyuk forgásának jellemzőit. De ez minden. Stephen Hawking azonban kimutatta, hogy bonyolult kvantumhatások eredményeképpen apró energiamennyiségek szivároghatnak ki a fekete lyukakból. Talán információt is magukkal hozhatnak, de ha ez így is van, egyelőre nem tudjuk, hogyan kell ezt az információt kiolvasni. A haldokló csillagok az említett különböző módokon gazdagították és megtermékenyítették a fiatal Világegyetemet. Amint a haldokló csillagokban és a szupernóva-robbanásokban létrejöttek a periódusos rendszer elemei, hatalmas, a csillagok közötti porfelhőkben gyűltek össze; az atomok egymáshoz kapcsolódva egyszerű molekulákat képeztek, és egyfajta erjedés útján az anyag új formáit főzték ki. Azért tudunk ilyen sok mindent a csillagokról, mert a csillagászok különböző módszereket fejlesztettek ki annak meghatározására, mi történik a Földtől több millió fényév távolságban lévő csillagok belsejében. Már láttuk, milyen sok információt képesek a csillagászok kifacsarni a csillagok fényéből. A látható fény azonban csak kis részét alkotja a csillagok és galaxisok kisugárzott energiájának. A modern műszerek lehetővé teszik, hogy a csillagászok az elektromágneses spektrum minden frekvenciáján tanulmányozzák a sugárzásokat, a leghosszabb és leglustább rádióhullámoktól a legkisebb hullámhosszú és legnagyobb energiájú, hiperaktív gamma-sugárzásig. A számítógépeknek köszönhetően az óriási mennyiségű információ nagy pontossággal dolgozható fel, a világűrbe telepített távcsövek, például a Hubble-űrtávcső segítségével a csillagászok a

Föld légköre okozta torzulásoktól mentesen figyelhetik meg az univerzumot. A modern tudománynak ezek a játékszerei rengeteg mindent elmesélnek galaktikus környezetünkről. A régebbi eszközök, például az optikai távcsövek és spektroszkópok továbbra is rendkívül fontosak. A spektroszkópokkal megfigyelhető abszorpciós vonalak elárulják, mely elemek és milyen arányban találhatók a csillagokban. Szeretnénk megtudni, mennyi aranyat tartalmaz a Nap? Irányítsuk spektroszkópunkat a Napra, vizsgáljuk meg az arany abszorpciós vonalait, és mérjük meg, milyen sötétek. Ebből megtudjuk, hogy az arany kevesebb mint egybilliomod részt tesz ki a Nap tömegéből. De a Nap olyan nagy, hogy ha az összes aranyat kivonnánk belőle, rendkívül gazdagok lennénk, mert a Napban sokkal több arany található, mint a Földön. A csillagászok a kibocsátott fény színéből (vagyis frekvenciájából) meg tudják állapítani a csillagok felszíni hőmérsékletét, így tudjuk, hogy ezek a hőmérsékletek 2500 K és 30 000 K között lehetnek. Amint már szó volt róla, ki tudják számítani a csillag által kibocsátott fény teljes mennyiségét (a csillag luminozitását), ha megmérik a látszó fényességét, majd kiszámítják, mennyivel lenne fényesebb, ha a közelünkben lenne. Ez a két mérés – a felszíni hőmérséklet és a fényesség meghatározása – kezünkbe adja a Hertzsprung–Russell-diagram felrajzolásához szükséges bemenő adatokat. Végül, ha ismerjük a csillag valódi fényességét, akkor általában megbecsülhetjük a tömegét is. Hasonló módszerek segítségével a látható galaxisok távolságát, méretét, mozgását és energiáját is megbecsülhetjük. Ezek a módszerek az elmúlt ötven évben forradalmasították ismereteinket a csillagokról és galaxisokról. Segítettek megérteni a csillagok és galaxisok fejlődését és pusztulását, és azt, hogyan hoztak létre egy a korábbinál kémiailag gazdagabb univerzumot. Ez volt a döntő Goldilocks-feltétel komplex molekulák létrehozásához, amelyek olyan új típusú csillagászati objektumokat képezhetnek, mint amilyen például Földünk és Holdja.

3. FEJEZET

MOLEKULÁK ÉS HOLDAK: A NEGYEDIK KÜSZÖB Valójában csak atomok vannak és az üresség. – DEMOKRITOSZ De gondolkozzék, gondolkozzék, ön a földön van, s ez ellen nincs orvosság! – SAMUEL BECKETT, A JÁTSZMA VÉGE (Kolozsvári Grandpierre Emil fordítása)

A csillagok porától a molekulákig Az eddigiekben láttuk, miként hoztak létre a vad hevességű folyamatok az univerzum alapvető működési szabályai alapján, szélsőséges energiákat használva galaxisokat, csillagokat és új elemeket. Ezt a láncfűrészes szobrászat kozmológiai megfelelőjének tekinthetjük, márpedig a gravitáció virtuóz láncfűrészes szobrász. A csillagok közelében ez a durva szobrászkodás új környezeteket teremtett, ahol immár kifinomultabb szobrokat is lehetett alkotni. Ahhoz, hogy megértsük ezeket az új típusú struktúrákat, a nagyon nagy dolgok világáról át kell térnünk a nagyon kicsiny objektumok világára. Ennek értelmében az atomok közötti kapcsolatokra kell összpontosítani figyelmünket. A kémiai összetettség az elektromágneses energia gyenge áramlásaitól függ, amely képes az egyes atomok és molekulák nanoszintű átrendezésére. De a szabad energia ilyen finom áramlása csak a védett és ritka Goldilockskörnyezetekben fordulhat elő a szükséges gyakorisággal. A magas hőmérséklet elválasztja egymástól a molekulákat és az atomokat, ezért a

csillagokon belül lehetetlen a kémiai összetettség kialakulása. A kémiai bonyolultság létrejöttéhez azonban némi energiára mégis csak szükség van, így ez a folyamat a világűr halott zónájában is lehetetlen. Úgy tűnik, az ideális környezetnek közel kell lennie egy csillaghoz, de nem túl közel, hanem éppen azokban a régiókban, ahol biztosított a szabad energia tartós, de nem túl vad áramlása. Mi, emberek érezzük a gravitációt, de az atomok nanovilágában a gravitáció kevésbé fontos. Még az olyan apró teremtmények számára sem különösebben jelentős, mint a baktériumok vagy a tavi molnárpoloskák, amelyek életét sokkal inkább a helyi elektromos töltések vagy a víz felületi feszültsége befolyásolják. A molekulák szintjén az elektromágneses erő dominál. Ez az az erő, amely összetartja vagy szétválasztja az atomokat és molekulákat. A molekulák és az atomok az elektromágneses horgok, szondák, csalik és lasszók ragadós világában mozognak. A kémia története a galaktikus porfelhők belsejében kezdődött, ahol már jelen voltak az új elemek. A csillagközi porfelhők tömegének körülbelül 98%-át még ma is hidrogén és hélium teszi ki. Ám a hidrogén- és héliumatomok között szétszórva immár megtalálható a periódusos rendszer összes többi eleme. Meglehetősen félrevezető módon a csillagászok a héliumnál nehezebb elemeket mind fémeknek nevezik. Úgy fogalmaznak tehát, hogy amint egyre több nagy tömegű csillag elpusztult, a Világegyetem egyre fémesebbé, fémekben gazdagabbá vált. Hasonlóképpen azt mondhatjuk, hogy Napunk fémesebb a csillagok korábbi generációinál, mert több fémet tartalmaz. A spektroszkópok elárulják, milyen elemek találhatók a galaktikus gázfelhőkben, és milyen mennyiségben. A spektroszkópokkal a molekulák is azonosíthatók, vagyis az atomok olyan csoportjai, amelyeket elektromágneses erők tartanak össze. Elárulják például, hogy a felhő tartalmaz-e víz- vagy jégmolekulákat, vagy elsősorban szilíciumot és oxigént tartalmazó szilikátmolekulákból áll, vagyis olyan anyagokból, amelyek a Földön a por és a sziklák legnagyobb részét alkotják. Ma már tudjuk, hogy sok egyszerű molekula található a Tejútrendszer porfelhőiben, sőt emellett például aminosavak (a fehérjék építőkövei) is előfordulnak, amelyek

létfontosságúak a földi élet számára. A kémia az a tudományág, amely felderíti, miként hoznak létre molekulákat az elektromágneses erők, és miként kombinálódnak és rekombinálódnak az atomok, hogy kialakítsák anyagi világunk színes sokféleségét.

Kémiai találkák: hogyan kombinálódnak az atomok? Az atomok aprók. A mondat végén álló pont területén egymillió szénatomot helyezhetnénk el. Az atomokat azonban ne szilárd anyaggolyókként képzeljük el, hiszen szinte teljes egészében üres térből állnak. Mindegyiknek van egy apró, (pozitív töltésű) protonokból és (elektromosan semleges, azaz töltés nélküli) neutronokból álló magja, amelyet az erős magerő tart össze. Az atom többi része jobbára üres. A magtól nagy távolságban elektronokból álló felhő helyezkedik el, amelyben a mag minden egyes protonjára körülbelül egy elektron jut. A XX. század elején Ernest Rutherford, a modern magfizika egyik úttörője, az atom magjának méretét az atomhoz képest „egy székesegyházban repülő légyhez” hasonlította. A méretarány Rutherford-féle hasonlata nagyjából helyes. Ő azonban ezt a képet még a modern kvantumfizika megjelenése előtt írta le, márpedig a kvantumfizika szerint metaforája félrevezető. Az elektronok parányiak, tömegük körülbelül 1836-szor kisebb a proton tömegénél. A kvantumfizika értelmében soha nem tudjuk egyidejűleg pontosan meghatározni helyüket és sebességüket. Megmondhatjuk, valószínűleg hol van egy elektron, de pontosan soha, mert a hely bármely megállapításához energiát kell használnunk (képzeljük azt, hogy egy zseblámpával rávilágítunk), viszont az elektronok olyan könnyűek, hogy a felderítésük során használt energia megváltoztatja sebességüket és pályájukat. Ezért a kvantumfizikusok az atommag körül elhelyezkedő elektronokat valamiféle „valószínűségi felhőként” írják le, amely a magtól bizonyos távolságokban megvastagszik, másutt viszont elvékonyodik. A valószínűségi felhő kitölti az „atomi katedrálist”, sőt még annak falain kívülre is kiszivároghat.1

A kémia az ezekben a valószínűségi felhőkben lejátszódó találkákról és háborúkról szól. Márpedig sok ilyen folyik ott. Kötések képződnek és szakadnak fel a protonok és az elektronok között, régi kapcsolatok érnek véget, újak kezdődnek, amelyek eredményeképpen az anyag merőben új formái jelennek meg. Az összes ilyen változás mozgatóereje az az egyszerű tény, hogy az elektronok negatív töltésűek, ezért kölcsönösen taszítják egymást, a protonok azonban pozitív töltésük okán vonzzák őket, méghozzá nemcsak a saját atomjukban lévő protonok, hanem a szomszédos atomok magjait alkotók is. A kémikusok feladata ezeknek a flörtöléseknek és rivalizálásoknak a tanulmányozása, beleértve az akkor létrejövő feszültségeket, amelyek akkor születnek, amikor az elektronok a szomszédos atomokhoz átugorva, több atomot, néha atomok millióit vagy akár milliárdjait molekulákká összekapcsolva a legösszetettebb csillagoknál is bonyolultabb struktúrákat produkálnak. Minden molekuláris mintának rá jellemző, egyedi, megjelenő tulajdonságai vannak, így a kémia lehetőségei végtelennek tűnnek. Mindazonáltal a kapcsolatok teremtése saját működési szabályoknak engedelmeskedik (amelyek néha éppoly perverzek, mint az emberi udvarlás szabályai), és ezek a szabályok irányítják, hogyan képes az elektromágneses erő felépíteni a kémiai komplexitást. A legfontosabb szereplők az elektronok. Akárcsak a szerelmes emberek, az elektronok is kiszámíthatatlanok, szeszélyesek, és mindig nyitottak a jobb ajánlatok felé. Különböző pályákon helyezkednek el a protonok körül, amelyek mindegyike egy-egy eltérő energiaszintet képvisel. Ahol csak lehetséges, az elektronok az atommaghoz legközelebb eső pályák irányába törekszenek, amelyek a legalacsonyabb energiaszintet jelentik. Az egyes pályákon azonban korlátozott a férőhelyek száma, ezért ha nincs hely a belsőbb pályákon, meg kell elégedniük egy külsőbb pályán elfoglalt hellyel. Ha az adott pályán pontosan a férőhelyekével megegyező számú elektron helyezkedik el, akkor mindenki boldog. Ez a helyzet az úgynevezett nemesgázok, például a hélium vagy az argon esetében, amelyeket a periódusos rendszer jobb szélső oszlopában találjuk. Ezek atomjai nem egyesülnek más atomokkal, mert többé-kevésbé elégedettek az állapotukkal. Ha azonban egy atom külső pályái nem töltődnek fel teljesen, akkor kínos

helyzet alakul ki, problémák és feszültségek keletkeznek, az okozott véget nem érő tülekedés a kémia sok jelenségére magyarázatot ad. Néhány elektron lelécel, és a szomszédos atomok felé veszi az irányt. Ha ez megtörténik, akkor az általuk elhagyott atom elveszít egy negatív töltést, így párt alkothat egy olyan atommal, amelynek van egy többletelektronja, így ionos kötést hoznak létre. Így képződik a só a nátriumatomokból, amelyek legkülső elektronja általában könnyűszerrel hajlandó távozni, és a klóratomokból, amely szívesen befogad egy extra elektront, hogy megteljen a legkülső elektronpályája. Néha az elektronok akkor érzik legjobban magukat, amikor két mag körül keringenek, így a magok hatékonyan megosztják töltéseiket a létrejött kovalens kötésben. Ezen a módon egyesülnek a hidrogén és az oxigén atomjai, hogy vízmolekulákat képezzenek. Ám a létrejött molekula kissé csálé, mert a két aprócska hidrogénatom a sokkal nagyobb oxigénatom ugyanazon oldalán lóg. A furcsa forma következtében a negatív és a pozitív töltések egyenetlenül oszlanak el a molekula felületén, ami megzavarja a hidrogénatomokat, amelyeket gyakran a szomszédos molekulák oxigénatomjai is magukhoz vonzanak. Ez a vonzás megmagyarázza, miért képesek a vízmolekulák ezeket a gyenge hidrogénkötéseket kihasználva, cseppek formájában együtt maradni. A hidrogénkötéseknek alapvető szerepük van az élet kémiai folyamataiban, mert ezek adnak számot a genetikai szempontból fontos molekulák, például a DNS viselkedésének nagy részéről. A fémekben az elektronok nagyon eltérő módon viselkednek. Az elektronok sokasága a fématomok magjai között bolyong, ami megmagyarázza, miért alkalmasak a fémek az elektromos áram vezetésére, ami valójában az elektronok hatalmas folyama. Ezeknek az atomi románcoknak a Don Juanja a szénatom, amelynek magjában hat proton található. Általában négy elektronja van külső pályán, jóllehet nyolc számára van hely, így egy szénatomot többféleképpen is boldoggá lehet tenni. Eltávolíthatjuk a külső héjon lévő négy elektronját, vagy hozzáadhatunk a külső héjhoz négy elektront, vagy lehetővé tehetjük, hogy a négy külső elektronját megossza egy másik atommal. Ez rengeteg kombinációs lehetőséget kínál, ezért a szén bonyolult molekulákat képezhet, gyűrűk, láncok és más egzotikus formákban. Virtuozitása magyarázza, miért

olyan fontos a szén az élet kémiája szempontjából. A kémia alapvető szabályai egyetemeseknek tűnnek. Ezt azért tudjuk, mert a spektroszkópiai vizsgálatok tanúsága szerint a Földön előforduló egyszerű molekulák közül sokat a csillagközi porfelhőkben is megtalálunk. De a csillagközi kémia meglehetősen egyszerűnek tűnik; eddig egyetlen olyan csillagközi molekulát sem fedeztek fel, amelyik száznál több atomból állna. És ez nem meglepő. Elvégre az űrben az atomok messze vannak egymástól, így nehezen tudnak molekulákká összeállni. Emellett a hőmérséklet nagyon alacsony, így csekély az az aktivációs energia, amely az atomokat hosszú távú partnerség kialakítására noszogatná. Az a legmeglepőbb a csillagközi kémiában, hogy nemcsak azok az egyszerű molekulák jöhetnek létre, amelyekből a bolygók képződnek, például a víz és a szilikátok, hanem az élet alapvető molekulái közül is sok, mint például az aminosavak, vagyis a fehérjék összetevői. Valójában ma már tudjuk, hogy az egyszerű szerves molekulák gyakoriak a Világegyetemben, ami növeli annak a valószínűségét, hogy a Föld bolygón túl is létezik valahol az élet.

A negyedik küszöb: a molekuláktól a holdakig, a bolygókig és a naprendszerekig A fiatal csillagok körül keringő, egyszerű molekulák alkották a növekvő komplexitás következő lépcsőfokához szükséges Goldilocks-feltételeket, mert nyersanyagul szolgáltak teljesen új típusú csillagászati objektumok, bolygók, holdak és aszteroidák létrehozásához. A bolygótestek kémiai szempontból gazdagabbak a csillagoknál, valamint sokkal hidegebbek, így ideális Goldilocks-környezetet kínálnak az összetett kémiai jelenségek számára. Ezenkívül legalább egy bolygón (a sajátunkon), és valószínűleg még sok további bolygón ez a kémia végül létrehozta az életet. Az emberek hosszú időn keresztül csak egyetlen Naprendszert ismertek. 1995-ben azonban a csillagászok felfedezték az első exobolygókat, vagyis a Tejútrendszer más csillagai körül keringő bolygókat azonosítottak. Apró, hullámszerű változásokat észleltek a csillagok mozgásában, vagy kimutatták

fényességük csekély változását, amikor elhaladt előttük egyik bolygójuk. Azóta már tudjuk, hogy a legtöbb csillag körül bolygók keringnek, így csupán a mi Tejútrendszerünkben több tízmilliárd lehet a különböző típusú bolygórendszerek száma. 2016 közepéig a csillagászok több mint háromezer exobolygót azonosítottak. A következő egy-két évtizedben az idegen bolygórendszerek vizsgálata révén jobban megérthetjük, melyek a bolygórendszerek legjellemzőbb, közös sajátosságai. Hamarosan légkörüket is közvetlenül vizsgálni tudjuk, aminek alapján megbecsülhetjük, mennyi lehet közülük életbarát. Azt már tudjuk, hogy sokan hasonló méretűek, mint a Föld, és sok pontosan megfelelő távolságban kering a csillagától ahhoz, hogy folyékony víz létezzék rajta – ami az élet létfontosságú feltétele. Az exobolygók felfedezése azt jelzi, hogy a harmadik küszöbhöz hasonlóan, a fejlődés sok helyütt átlépte már a negyedik küszöböt is, ami elsőként talán a Világegyetem történetének meglehetősen korai szakaszában történt meg, egy olyan csillag körül, amelyet valószínűleg soha nem fogunk tudni észlelni. Ma viszont már meglehetősen sokat tudunk arról, milyen lehet ennek a küszöbnek az átlépése. A bolygórendszerek kialakulása rendezetlen és kaotikus folyamat, a csillagok kialakulásának mellékterméke a világűr kémiailag dúsított régióiban. Évmilliárdokkal az ősrobbanás után a csillagközi tér tele volt a sok különböző kémiai elemet tartalmazó felhőkkel. A hidrogén és a hélium még mindig a felhők tömegének közel 98 százalékát tette ki, de a maradék 2 százalék lényeges különbséget jelentett. Akárcsak a korai Világegyetemben, a gravitáció szerette volna csomósabbakká tenni ezeket a felhőket. A mi térségünkben a gravitáció működését talán egy közeli szupernóva-robbanás is segítette, amely megrengette a felhőt, és ezáltal mintegy 4,567 milliárd évvel ezelőtt megindította a hatalmas gáz- és porfelhő összehúzódását. A felrobbant szupernóva a robbanás termékeire jellemző radioaktív elemek formájában itt hagyta a névjegyét. Naprendszerünkben ezek a radioaktív elemek ma a meteoritokban fordulnak elő. Ahogy összehúzódott, a porfelhő több szoláris ősködre szakadt, amelyek közül az egyikből született meg a Napunk. A Nap a porfelhő anyagának 99,9 százalékát magába gyűjtötte. Minket azonban most a maradék érdekel, a

fiatal Nap körül keringő törmelékgyűrűk. Amint a gravitáció összehúzta a szoláris ködöt, a kavargó gáz, por és jégrészecskék egyre gyorsabban keringtek, míg végül a centrifugális erő lelapította az egész rendszert, mint ahogy a pizza tésztáját pörgetve lapítják, és létrehozta a mai Naprendszer vékony síkját. Most az ilyen protoplanetáris korongokat a közeli csillagkeletkezési tartományokban figyelhetjük meg, amiből arra is rájövünk, hogy a jelenség meglehetősen gyakori. Két folyamat alakította a forgó anyagkorongot bolygókká, holdakká és aszteroidákká. Az első egyfajta kémiai rendszerezés volt. A töltött részecskék fiatal Napból kiinduló, heves viharai, a ma napszélként ismert jelenség, a könnyebb elemeket, a hidrogént és héliumot a belső területektől távolra sodorták, így két különálló régió jött létre. A fiatal Naprendszer külső területe, akárcsak a Világegyetem legnagyobb része, főként az ősi (primordiális) elemekből, hidrogénből és héliumból állt. De a belső régiókból, ahol később a kőzetbolygók – a Merkúr, a Vénusz, a Föld és a Mars – kialakultak, annyi hidrogén és hélium távozott, hogy ritka kémiai sokféleség állt elő. A földkéreg több mint 80 százalékát az oxigén, a szilícium, az alumínium és a vas teszi ki, olyan kisebb szerepet játszó elemekkel együtt, mint a kalcium, a szén és a foszfor. A Földön a hidrogén csak közepes mértékben van jelen, a hélium pedig alig észrevehető. A Naprendszerünket alakító második folyamat az anyag összetömörülése, felhalmozódása (akkréciója) volt. A fiatal Nap körül különböző pályákon keringő anyagdarabok lassanként összegyűltek. A gázban bővelkedő, külső régiókban ez valószínűleg meglehetősen szelíd folyamat volt. A gravitáció olyan hatalmas gázbolygókba gyűjtötte az anyagot, mint a Jupiter és a Szaturnusz, amelyek főként hidrogénből és héliumból állnak, amibe némi por és jég vegyül. A belső régiókban azonban az akkréció vadabb és kaotikusabb folyamat volt, mert itt az anyag sokkal nagyobb része volt szilárd. A por és a jég részecskéi kisebb szikla- és jégcsomókká álltak össze, amelyek a középpont körül keringtek, néha egymásnak ütköztek, máskor nagyobb testekké tapadtak össze. Végül még nagyobb testek is megjelentek, meteorok és aszteroidák, majd pályáik mentén ezek egymással összeütközve és egyesülve olyan nagy testeket hoztak létre, amelyek saját gravitációjuknál

fogva a maradék törmelék nagy részét magukba söpörték. Végül ezek a folyamatok létrehozták a ma megfigyelhető bolygókat, amelyek egymástól elkülönülve, önálló pályáikon keringnek a Nap körül. Egy ilyen forgatókönyv kevéssé érzékeny az anyag összetömörülésének kaotikus jellegére és hevességére. Néhány égitest pályái keresztezték egymást, ezért kilökték egyensúlyi helyzetükből a fiatal bolygókat és holdakat, vagy apró darabokra zúzták őket. Nincs kizárva, hogy a Jupiter ősét jelentő, hatalmas protoplanéta befelé vándorolt, gravitációs vonzása széjjelmorzsolt minden kialakulófélben lévő bolygót – ez a törmelék alkotja most a fő kisbolygóövet. Az Uránusz forgástengelyének furcsa dőlése is valószínűleg egy másik nagy testtel történt heves ütközés következménye. A kisbolygók sokaságának szabálytalan formái a Naprendszer történetének korai időszakában bekövetkezett brutális ütközések sebhelyeit őrzik. Az ütközések hosszú ideig folytatódtak, még akkor is, amikor a Naprendszer már stabilizálódott. Valószínűleg saját Holdunkat is egy, a fiatal Föld és egy Mars méretű protoplanéta (a Theia) közötti ütközés hozta létre, körülbelül százmillió évvel a Naprendszer születése után. Ez az ütközés hatalmas anyagfelhőket repített Föld körüli pályára, ahol vélhetően olyan alakzatba rendeződtek, mint a Szaturnusz gyűrűi (amelyeket szintén egy ütközéssel felmorzsolt holdból származó törmelék alkothat), míg végül a törmelék összetömörült a Holdunkká. Ötvenmillió éven belül a Naprendszerünk alapvetően olyan formájúra rendeződött, amilyennek ma ismerjük, és ez az elrendeződés azóta meglehetősen stabilnak bizonyult. Valószínűleg Világegyetemünk bolygórendszereinek milliárdjai hasonló módon alakultak ki, bár ezek rengetegféle, különböző konfigurációban fordulnak elő. Közös sajátosság azonban, hogy minden bolygó teste hidegebb a csillagoknál, kémiailag pedig gazdagabbak és változatosabbak. Ezért biztosíthatják azokat a Goldilocksfeltételeket, amelyek lehetővé teszik a komplexitás új formáinak felépülését. Végül legalább egy ilyen égitesten, de valószínűleg sokkal többön kifejlődött az élet.

A Föld bolygó Naprendszerünk abban a galaxisban van, amelyet Tejútrendszernek nevezünk, a Tejútrendszer egyik spirálkarján belül, az Orion ágban. A Tejútrendszer egy körülbelül ötven galaxisból álló csoport, a kevéssé fantáziadús néven Lokális csoportnak nevezett halmaz tagja. A Lokális csoport a mintegy ezer galaxisból álló Virgo halmaz külső régióiban fekszik. Ez a Lokális szuperhalmaz része, amely több száz galaxishalmazt tartalmaz. Még fénysebességgel is százmillió évig tartana, mire keresztülutaznánk rajta. 2014-ben megállapították, hogy a Lokális szuperhalmaz egy hatalmas kozmikus birodalom része, amely talán százezer galaxisból állhat, és a fénysebességgel négyszázmillió évig tartana, mire keresztülrepüljük. Ez a birodalom a Laniakea szuperhalmaz (neve hawaii nyelven „mérhetetlenül hatalmas égboltot” jelent). Jelenleg ez a legnagyobb strukturált entitás, amelyet a Világegyetemben ismerünk. Feltételezzük, hogy a Laniakea egy sötét anyag alkotta váz köré épül, amelynek gravitációs vonzása mindezeket a galaxisokat a Világegyetem tágulása ellenére együtt tartja. Térjünk most vissza a Laniakea külvárosaiba, saját Lokális csoportunkhoz, saját galaxisunkhoz, azon belül pedig az Orion ágba, ahol megtaláljuk saját Napunkat és a Föld bolygót. Miután az anyag összetömörülése létrehozta a Földet, a láncfűrésszel dolgozó szobrász utolsó fellépéseként kialakította jellegzetes belső struktúráját. A geológusok ezt a folyamatot nevezik differenciálódásnak. A fiatal Föld felmelegedett és megolvadt. A fűtésről az anyag akkréciója során bekövetkező heves ütközések gondoskodtak, de hozzájárult a radioaktív elemek jelenléte (amelyeket az a szupernóva-robbanás hozott létre, amely Naprendszerünk anyagának legnagyobb részét legyártotta), és az égitest méretével arányosan növekedő belső nyomás. Végül a fiatal Föld annyira forró lett, hogy anyagának legnagyobb része nyúlós masszává olvadt, majd miután folyékonnyá vált, az egyes rétegek sűrűségük szerint rendeződtek, kialakítva a ma is létező belső szerkezetét. A nehezebb elemek, elsősorban a vas, a nikkel és a szilícium egy része, a forró masszán keresztül a bolygó közepére süllyedt, a Föld fémes magját

alkotva. Ahogy a Föld forgott, a mag mágneses mezőt keltett, amely megvédte a felszínét a napszéllel érkező töltött részecskék káros hatásától. A könnyebb kőzetek, mint például a bazaltok, a mag fölött, egy második rétegben gyűltek össze. Ezt a gázokkal és vízzel keveredett, félig olvadt kőzetekből álló, háromezer kilométer vastag réteget nevezzük ma a Föld köpenyének. Innen származik a láva, amely a vulkánkitörésekkel a felszínre jut. A legkönnyebb kőzetek, jórészt a gránitok, a felszínen úsztak, ahol lehűlve és megszilárdulva egy harmadik réteget alkottak: ez a tojáshéj vékonyságú réteg a földkéreg, amelyet ma az óceánok és a kontinensek borítanak. Az óceánok alatt, a kéreg néhol csak öt kilométer vastag, de a kontinensek alatt akár ötven kilométer is lehet. A kéreg különösen kémiai szempontból érdekes. Megtalálhatunk benne szilárd anyagokat éppúgy, mint folyadékokat és gázokat. A kérget újra meg újra felmelegítették és lehűtötték a vulkánok, a kisbolygók becsapódásai, a fiatal Nap perzselő sugárzása és a Föld első óceánjainak kondenzációja. Itt és a köpenyben a hő és az elemek keringése mintegy kétszázötven új ásványt hozott létre.2 A gázok, beleértve a szén-dioxidot és a vízgőzt, a köpenyből a vulkánokon és a felszín repedésein keresztül előbugyogtak, és létrehoztak egy negyedik réteget: a Föld első légkörét. A kéregben és a légkörben feldúsultak a különböző gázok, a víz, a komplex molekulák és az egyéb anyagok, amelyeket a kisbolygók és az üstökösök hoztak a Földre. A forró, olvadt mag megtartotta a fiatal Föld dinamikus változásait, mert a bolygó magjából az energia utat talált a bolygó testén keresztül a felszínre, ahol felmelegítette és feldarabolta a felső rétegeket, a köpenyben megindította a lágy kőzetek áramlását, a felszínen pedig itt-ott vulkánok törtek elő. A magból érkező hő még jelenleg is változásokat idéz elő a Föld bolygó felső rétegeiben. Ma már GPS-rendszerekkel nyomon követhetjük a felszín elmozdulásait, ezért tudjuk, hogy a felszínt alkotó kéreglemezek nagyjából a körmök növekedésének sebességével mozognak; közülük a leggyorsabb mintegy huszonöt centimétert tesz meg évente. A geológusok a Föld történetét korokra osztják, a leghosszabbak ezek közül az eonok. Az első a hadaikum („pokolszerű”) nevű eon. Ez a Föld keletkezésétől körülbelül négymilliárd évvel ezelőttig tartott, amikor

elkezdődött az archaikumnak nevezett eon. Ha meglátogattuk volna a Földet a hadaikumban, olyan bolygót találtunk volna, amelyre még mindig hatott az akkréciónak nevezett roncsderbi. A Hold és egyes bolygók felszínén megfigyelhető barázdák és repedések azt mutatják, hogy 4,0–3,8 milliárd évvel ezelőtt a belső Naprendszert hatalmas erejű bombázásnak vetették alá a kisbolygók és más kóbor égitestek. Ezt az időszakot „késői nagy bombázásnak” nevezzük, amit valószínűleg az okozott, hogy a Jupiter és a Szaturnusz keringésében bekövetkező eltolódások véletlenszerűen apróbb égitesteket szórtak szét a fiatal Naprendszerben. Ma a kisbolygók döntő többsége a Jupiter és a Mars között kering, ezek lehettek volna egy olyan bolygó építőkövei, amelyik a Jupiter zavaró gravitációs vonzása miatt soha nem jött létre. Jelenleg mintegy háromszázezer kisbolygóról tudunk. Bár legtöbbjük kicsi, összességében rengeteg kóbor anyagot képviselnek, amelyek manapság is eltalálhatják a belső bolygókat.3

A Föld tanulmányozása: szeizmográfok és radiometrikus kormeghatározás Bármit is gondoljanak erről Hollywoodban, tény, hogy nem tudunk leásni a Föld mélyébe. Eddig a legmélyebb fúrás mintegy tizenkét kilométer mélységig hatolt, ami a Föld magja és felszíne közti távolság körülbelül 0,2%-a. Ezt a lyukat a Kola-félszigeten, Oroszország távoli északnyugati részén fúrták, az ország geológiai felmérésének részeként. Mégis tudjuk, mi van a Föld belsejében, mert egy egyszerű tudományos trükkel, az orvosi röntgenvizsgálatok geológiai megfelelőjének segítségével beleláthatunk a Földbe. A földrengések keltette rezgések a Föld belsejében tovaterjednek. Ezeket a rengéseket mérik a szeizmográfok a Föld felszínének különböző helyein. A különböző régiókból származó eredményeket összehasonlítva kiderül, milyen gyorsan és milyen messzire jutnak el a rengések a Föld belsejében. Azt is tudjuk, hogy a különböző típusú rengések különböző anyagokban eltérő sebességekkel haladnak, és míg egyesek csak szilárd anyagokban képesek haladni, mások folyadékokban is tovaterjedhetnek. Így,

ha több szeizmográffal nyomon követhetjük ezeket a rengéseket, akkor sok mindent megtudunk a Föld belsejéről. A Föld korának és modern eredettörténetünk sok más eseménye időpontjának a meghatározása csak a XX. század második felében vált lehetővé, és néhány nagyon fontos tudományos felfedezésen múlt. A Föld bolygó modern történetének felderítése irányába az első lépéseket a XVII. században tették meg. Akkor jött rá a geológia néhány úttörője, hogy a földtörténet eseményeinek sorrendjét akkor is meg lehet határozni, ha fogalmunk sincs arról, pontosan mikor történtek az egyes események. A XVII. században, egy Itáliában élő dán pap, Nicolas Steno rámutatott arra, hogy az üledékes kőzetek gondos tanulmányozásával meghatározhatjuk, milyen sorrendben rakódtak le a különböző kőzetrétegek. Minden üledékes kőzet rétegről rétegre épül fel, így joggal tételezhetjük fel, hogy általában a legrégebbi rétegek fekszenek legmélyebben. Bárminek, ami rájuk rakódott, fiatalabbnak kell lennie. A XIX. század elején egy angol földmérő, William Smith észrevette, hogy a fosszíliák azonos sorozatai a különböző helyeken előforduló kőzetformációkban egyaránt megjelennek. Azon észszerű feltételezés alapján, miszerint a hasonló fosszíliáknak közel azonos korból kell származniuk, az egész világon azonosíthatnánk az egyidejűleg lerakódott rétegeket. Összességében ezek az elvek lehetővé tették a XIX. századi geológusok számára, hogy megalkossák a Föld történetének relatív idővonalát. Ez az idővonal mindmáig a modern geológiai kormeghatározó módszerek alapjául szolgál, és a kambriumi időszakkal kezdődik, vagyis az első olyan időszakkal, amelynek rétegei szabad szemmel megfigyelhető méretű fosszíliákat tartalmaznak. Senki sem tudta azonban, ténylegesen mikor volt a kambriumi időszak. Sok geológus elveszítette a sikerbe vetett minden reményét, hogy valaha is sikerül megállapítani a különböző rétegek abszolút korát. 1788-ban James Hutton így írt: „Nem találtuk a kezdet semmiféle bizonyítékát, és nem remélhetjük, hogy a keresés végére jutunk.”4 Még a XX. század elején is kizárólag akkor lehetett valamely eseményhez abszolút dátumot hozzárendelni, ha találtak az eseményt megemlítő írott feljegyzést. Ez pedig

azt jelentette, amint arra H. G. Wells rámutatott, amikor közvetlenül az első világháború után megpróbált megírni egy modern eredettörténetet, hogy az abszolút idővonalak nem nyúlhatnak vissza néhány ezer évnél régebbre. Bár H. G. Wells még nem tudott róla, addigra már megszületett néhány olyan felfedezés, amelyek az addiginál pontosabb kormeghatározást tettek lehetővé. A kulcsot a radioaktivitás adta a tudósok kezébe, vagyis az az energiafajta, amelyet Henri Becquerel 1896-ban fedezett fel. A nagy atommagokban, például az urán magjában, a sok pozitív töltésű proton között fellépő taszítóerő destabilizálja az atommagot, míg végül az spontán módon lebomlik, miközben nagy energiájú elektronokat, fotonokat, vagy akár egész héliumatommagokat bocsát ki. Amint a mag darabjai kidobódnak, az elem más, magjában kevesebb protont tartalmazó elemmé alakul át. Az urán például több lépésben ólommá bomlik le. A XX. század első évtizedében Ernest Rutherford rájött, hogy még ha nem is tudjuk megmondani, mikor bomlik el egy adott atommag, a részecskék milliárdjaira átlagolva a radioaktív bomlás nagyon szabályszerű folyamat. Ugyanazon elem minden izotópja (az izotópok atommagját azonos számú proton, de különböző számú neutron alkotja) különböző, de szabályos ütemben bomlik, így pontosan meghatározható, mennyi idő alatt bomlik el egy adott izotóp atomjainak pontosan a fele. Például az urán–238 (92 proton és 146 neutron) felezési ideje 4,5 milliárd év, míg az urán–235 (92 proton és 143 neutron) felezési ideje 700 millió év. Rutherford rájött, hogy a radioaktív bomlás egyfajta geológiai óraként lenne használható, ha meg tudnánk mérni, hogy egy adott minta mekkora része bomlott már el. 1904-ben megpróbálta megmérni egy uránminta bomlását, és eredményül a Föld korára mintegy ötszázmillió évet kapott. Alapötlete helyes volt, de a Föld korára vonatkozó becslése mégis ellentmondásos eredményt adott, mert Rutherford sokkal idősebbnek találta a Földet az akkoriban elfogadott, százmillió éves életkoránál. Idővel egyre több geológus kezdett egyetérteni abban, hogy a Föld sokkal idősebb lehet, mint korábban gondolták. A radioaktív bomlás mérésének technikai problémái azonban félelmetesek voltak. Ezeket csak az 1940-es évek végén sikerült megoldani, az első atombomba elkészítéséhez vezető

Manhattan-terv részeként kidolgozott módszerekkel. A bomba elkészítéséhez el kellett különíteni az urán különböző izotópjait, hogy tiszta urán–235 mintákat tudjanak előállítani. Egy amerikai fizikus, Willard Libby segített kifejleszteni az urán különböző izotópjainak elkülönítésére és mennyiségük mérésére szolgáló eljárásokat, amelyek azután döntő fontosságúnak bizonyultak a radioaktív bomlás alapján végzett kormeghatározások során. 1948-ban Libby csapata pontos adatokat adott a Dzsószer fáraó sírjából származó anyagok korára, amelyeket a Metropolitan Múzeum bocsátott rendelkezésükre.5 Ők a mérésükhöz a szén–14 radioaktív izotópot használták, amelynek felezési ideje 5730 év, ami rendkívül hasznos a szerves anyagok, például a fa vizsgálatakor. A különböző radioaktív anyagokat különböző időskálákon lehetett használni. A geológusok számára az urán lebomlása ólommá különösen értékes, emellett az a tény, hogy az urán különböző izotópjai különböző felezési idővel bomlanak, lehetőséget adott az eredmények egymáshoz viszonyított ellenőrzésére.6 1953-ban Clair Patterson az urán ólommá bomlása alapján meghatározta egy vasmeteorit korát. Helyesen feltételezte, hogy a meteoritok a fiatal Naprendszer ősi anyagából állnak, ezért meg tudta adni a teljes Naprendszer életkorát. Mérési eredményeiből arra következtetett, hogy a Föld körülbelül 4,5 milliárd éves, vagyis sokkal idősebb Rutherford becslésénél. A kor, amelyet Patterson megállapított, még ma is érvényes. A radiometrikus kormeghatározó eljárásokkal együtt más kormeghatározó módszerek is megjelentek, így ellenőrizni lehetett az egymástól függetlenül, különböző módszerekkel végzett méréseket. Az utóbbi évezredek időpontjait néha az ősi fák évgyűrűinek számlálásával lehet meghatározni, például a szálkástobozú fenyők segítségével, amelyek több ezer évig is élhetnek. A csillagászok saját módszereiket használják a Világegyetem történetének feltárására, és a biológusok azt állapították meg, hogy a DNS viszonylag szabályos ütemben fejlődik, így a genomokban mutatkozó különbségekből következtetni lehet arra, mikor vált szét a két faj fejlődése egy közös őstől. A különböző folyamatok, például a radioaktív bomlás alapos tanulmányozásának, valamint a mérésükre szolgáló korszerű, pontos adatokat adó eszközök megjelenésének köszönhetően kezünkbe került az az idővonal,

amelyre modern eredettörténetünk épül. Az eddigiekben érdekes, de élettelen entitások komplexitásának növekedését vizsgáltuk. Most viszont eljutunk történetünk egyik legfontosabb küszöbéhez: az élet megjelenéséhez. Az élet megjelenésével a komplexitás merőben új típusával és szintjével találkozunk, valamint az új fogalmak egész sorával, köztük az információval, a céllal, sőt végül a tudatossággal.

II. RÉSZ

A BIOSZFÉRA

4. FEJEZET

AZ ÉLET: AZ ÖTÖDIK KÜSZÖB Egész délután az Életről töprengtem. Bárcsak te is rájönnél, milyen furcsa dolog az Élet! El sem tudod képzelni, mennyire különbözik bármi mástól, ha érted, mire gondolok. – P. G. WODEHOUSE, MY MAN JEEVES Ami minden élő dolog mélyén rejlik, az nem valamiféle tűz, meleg lehelet, nem az „élet szikrája”. Hanem információ, szavak, utasítások. … Ha meg akarjuk érteni az életet, akkor ne vibráló, duzzadó kocsonyákról és iszapokról gondolkodjunk, hanem információtechnikáról. – RICHARD DAWKINS, A VAK ÓRÁSMESTER (Síklaki István fordítása)

Élet és információ: újfajta összetettség Az általunk ismert élet csaknem négymilliárd évvel ezelőtt a fiatal Föld elemekben gazdag, egzotikus kémiai környezetében jött létre. Ha máshol is létezik az élet, az talán olyan furcsa lehet, hogy mi még csak fel sem ismernénk. De a Földön az élet a bonyolult molekuláris nanogépek milliárdjaiból épül fel. Ezek a nanogépek azoknak a buborékszerű struktúráknak a belsejében működnek együtt, amelyeket az élet építőköveinek tekintünk – ezek minden ismert élő szervezet alapvető strukturális, funkcionális és biológiai egységei. Ezeket a védett buborékokat nevezzük sejteknek (amelyek neve számos idegen nyelven a „kis helyiség” jelentésű latin cella szóból ered). A sejtek az élet legkisebb egységei,

amelyek egymástól függetlenül replikálódhatnak. Fennmaradásukat azzal biztosítják, hogy a környezetükben megcsapolják a tápanyagok és a szabad energia finom áramlását. Az életnek óriási hatása volt bolygónkra, mert az élőlények másolatokat készítenek önmagukról, amelyek szaporodhatnak, elterjednek, sokasodnak és diverzifikálódnak. Több mint négymilliárd év alatt az élő szervezetek hatalmas hadserege átalakította a Földet és létrehozta a bioszférát: azt a vékony réteget a bolygó felszínén, amelyben az élő szervezetek előfordulnak, és ahol az élő szervezetek mindent átalakítanak, megváltoztatnak és nyomaikat hátrahagyják. (A legújabb felfedezések jóval a vékony réteg alá, a Föld köpenye alá hatolnak, és egysejtű életformák olyan tömegét találják, amelyek a tengerek össztömegéhez mérhető – a lektor megjegyzése.) Az a kísérteties az életben, hogy bár minden egyes sejt belsejében látszólag teljes zűrzavar uralkodik – egyfajta iszapbirkózás egymillió molekula részvételével –, a sejtek egésze azt a benyomást kelti, mintha céltudatosan működnének. Úgy tűnik, mintha minden egyes sejt belsejében lenne valami, ami valamilyen feladatlistát követve irányítaná a működését. A teendők felsorolása egyszerű: (1) maradj életben az entrópia és a kiszámíthatatlan környezet ellenében; és (2) készíts magadról olyan másolatot, amelyik ugyanerre képes. És így tovább, sejtről sejtre és a generációról generációra. Eközben egyes eredmények kívánatosnak tűnnek, míg mások elkerülendők, de végül e folyamatokból eredeztethető a vágy, a gondoskodás, a cél, az etika, sőt még a szeretet is. Talán még az értelem kezdetei is, ha ezen azt értjük, hogy képes megkülönböztetni a különböző események és jelek jelentőségét. Mi az értelme ennek a hátam mögött cirkáló, nagy fehér cápának? A céltudatosság megjelenése (vagy talán csak annak illúziója) újdonság. Ez nem azoknak a komplex entitásoknak a jellemzője, amelyekkel eddig találkoztunk. Azt jelentené ez, hogy a csillagoknak van céljuk? Vagy a bolygóknak, vagy a szikláknak? Vagy esetleg az egész Világegyetemnek? Nem igazán, legalábbis nem a modern eredettörténetünk keretei közt. Az élőlények azonban mások. Nem fogadják el passzívan az entrópia szabályait; ehelyett, makacs gyerekekként feleselnek, és megpróbálnak alkudozni. Nem

csak az olyan struktúrákat tartják a helyükön rögzítve, mint a protonok vagy elektronok. Nem élik fel energiakészletüket, mint a csillagok, amelyek életük során felfalják a születésükkor protonokkal teli éléskamra tartalmát, majd szétesnek, amikor a kamra kiürül. Az élő szervezetek folyamatosan új energiaáramlásokat derítenek fel környezetükben, annak érdekében, hogy fenntartsák magukat komplex, de instabil állapotukban. Ez nem a kőzetekre jellemző viselkedés; ez a szárnyaló madár jellemzője. Az élő szervezetek a levegőben maradnak (termodinamikai értelemben), mert szabad energiát vesznek fel, hogy fenntarthassák azokat a bonyolult kémiai folyamatokat, amelyek az atomokat és molekulákat olyan mintákba rendezik át, amelyek az életben maradásukhoz szükségesek. Amikor már nem képesek megfizetni az entrópia energiaadóját, akkor a rendszer összeomlik, az élőlény elpusztul. Energia és élet! Emlékszem arra, amint saját gyerekeim Ausztráliában a Vegemite szendvicsek energiáját mozgási energiává alakítva vadul rohangáltak föl-alá a kertben. Meg tudjuk mérni, milyen sebességgel áramlik a szabad energia (talán éppen a Vegemite szendvicsből), ahogy beszélgetés energiájává, a futás energiájává, majd végül hőenergiává alakul, miközben minden egyes lépésben nő az entrópia. Az ember átlagosan körülbelül 2500 kilokalóriát (kcal) vesz fel naponta, ami körülbelül 10,5 millió joule-nak felel meg (mindkettő a munka vagy energia mértékegysége; egy kilokalória körülbelül 4184 joule). Ha ezt elosztjuk egy napra (ami 86 400 másodperc), akkor azt kapjuk, hogy az egyén körülbelül 120 joule energiát mobilizál minden másodpercben. Ez az ember fizikai értelemben vett „teljesítménye”: 120 watt, ami csak valamivel nagyobb, mint a hagyományos villanykörték teljesítménye.1 Az élet, az entrópia visszaszorítására irányuló, soha véget nem érő próbálkozásaival a komplexitás új típusát és szintjét képviseli. A komplexitás elméleti szakemberei néha az ilyen szintig eljutó entitásokat komplex, alkalmazkodó (adaptív) rendszereknek tekintik. Ellentétben az eddig említett, bonyolult fizikai rendszerekkel, amelyek összetevőinek viselkedése általában az univerzum alapvető működési szabályai alapján megjósolható, úgy tűnik, mintha a komplex, alkalmazkodó rendszerek összetevőinek saját akaratuk lenne. Olyan, mintha további, nehezebben felderíthető szabályokat

követnének. Valóban, a komplex, alkalmazkodó rendszerek, mint például a baktériumok, a kutyánk vagy a multinacionális vállalatok, úgy viselkednek, mintha minden alkotóelemük egy-egy ügynök (ágens) lenne, saját akarattal, ugyanakkor minden komponens folyamatosan alkalmazkodik sok más alkatrész viselkedéséhez. Ez rendkívül bonyolulttá és kiszámíthatatlanná teszi viselkedésüket.2 Az ügynök (ágens) szó használatával új, egyre fontosabbá váló ötletet csempésztem be írásomba: az információ ötletét. Ha az ügynökök reagálnak más ügynökökre, akkor tulajdonképpen a körülöttük történő eseményekre, az azokra vonatkozó információkra reagálnak, beleértve a más ügynökök tevékenységére vonatkozó információkat. Ha az információt is modern eredettörténetünk egyik szereplőjeként képzeljük el, akkor úgy kell rá gondolnunk, mint aki titokban vagy álcázva dolgozik, manipulálja az eseményeket, de a reflektorfénytől távol, sötétben marad. Az energia mindig valamilyen változást okoz, ezért rendszerint munka közben látjuk, az információ viszont irányítja a változásokat, bár rendszerint a háttérből. Ahogy Seth Lloyd megfogalmazza: „Bármilyen cselekvéshez energiára van szükség. Annak meghatározásához viszont, hogy pontosan mit akarunk cselekedni, információra van szükség.”3 Legáltalánosabb formájában az információ szabályokat tartalmaz, amelyek a lehetőségeket korlátozva, hatással vannak az események kimenetelére. Az információ egyik legismertebb meghatározása értelmében „olyan különbség, amely különbséget idéz elő”.4 A szabályok meghatározzák, hogy az adott időben és helyen az összes lehetséges közül ténylegesen melyik változás lehetséges, ami különbségeket hoz létre. Az információ univerzumunk alapvető működési rendjével, a fizika törvényeivel kezdődik. A fizika törvényei irányítják bizonyos útvonalakra a változtatásokat, például arra az útvonalra, amely mentén a gravitáció létrehozta az első csillagokat. Az információ ebben a nagyon általános értelemben korlátozza azt, ami lehetséges, ezáltal csökkenti a véletlenszerűséget. Ezért úgy tűnik, hogy a több információ kisebb entrópiát jelent, vagyis kevesebb lehetőséget jelent az entrópia által szeretett rendezetlenségre. Ezért univerzális jellegű az információ: ugyanis az anyag minden egyes morzsájába beépült szabályok és

energia összességét jelenti. Senkinek sem kell megmondania a gravitációnak, mit tegyen; az egyszerűen csak anélkül is teszi a dolgát. A hétköznapi szóhasználatban azonban az információ fogalma többet jelent, mint egyszerűen a szabályok összességét. Azokat a szabályokat jelenti, amelyeket az emberek, az ügynökök vagy a dolgok – tulajdonképpen valamilyen komplex, alkalmazkodó rendszerek tudomásul vesznek. Ez a fajta információ azért merül fel, mert sok fontos szabály nem egyetemes érvényű. Az emberi társadalmak törvényeihez hasonlóan, ezek is helyről helyre és pillanatról pillanatra változnak. Ahogy a Világegyetem fejlődött, új környezetek jelentek meg, mint például a távoli világűr, a galaktikus porfelhők és a kőzetbolygók felszíne. Ezekben a környezetekben saját, helyi szabályaik uralkodtak, amelyek viszont nem voltak egyetemesek. Ezeket a helyi szabályokat meg kell ismerni, értelmezni vagy tanulmányozni kell, ahogyan azt is megtudakoljuk, mielőtt meglátogatnánk Mongóliát, hogy az út melyik oldalán hajtanak a helyi lakosok (egyébként a jobb oldalon). A komplex, alkalmazkodó rendszerek csak nagyon specifikus környezetben maradnak fenn, ezért a helyi információk olvasására vagy dekódolására éppúgy képesnek kell lenniük, mint az egyetemes szabályokéra. Ez újdonság. Minden életformának szüksége van a helyi információk (például különböző vegyi anyagok jelenléte vagy a helyi hőmérséklet és savassági szint) értelmezéséhez szükséges mechanizmusokra, hogy megfelelően reagáljanak (Megöleljem, megegyem, vagy elfussak előle?). A filozófus, Daniel Dennett ezt így fogalmazza meg: „Az állatok nem csak növényevők vagy húsevők. … Információfogyasztók is.”5 Valójában minden élő szervezet információfogyasztó. Mindannyian információkat használnak fel, és az élő szervezetek komplexitása nagyrészt azoknak a mechanizmusoknak köszönhető, amelyeket a helyi információk olvasására és megválaszolására használnak – legyenek azok szemek és csápok, vagy izmok és agyak. A helyi környezet instabil, ezért az élő szervezeteknek folyamatosan figyelemmel kell kísérniük belső és külső környezetüket, hogy észleljék a lényeges változásokat. Mivel a szervezetek egyre bonyolultabbak, egyre több információra van szükségük, mert a bonyolult struktúrák több mozgó

alkatrészből állnak, és azok között több kapcsolat áll fenn. Az E. coli baktérium, amely valószínűleg e sorok olvasása közben is vígan él az olvasó beleiben, molekuláris erőforrásai körülbelül 5%-át használja mozgatáshoz és érzékeléshez, ezzel szemben az emberi testben a legtöbb szervnek az agytól a szemig, az idegekig és az izmokig, közvetlenül vagy közvetve a mozgatás és az érzékelés a feladata.6 A modern tudomány annak a hatalmas információgyűjtő és -elemző rendszernek a csúcsát képviseli, amelynek kialakulása a legkorábbi egysejtű szervezetek egyszerű érzékelőivel kezdődött. Az entrópia természetesen mindezeken rajta tartja figyelő szemeit. Ha a nagyobb bonyolultság több információt jelent, akkor a bonyolultság és az információ növekedése csökkenti az entrópiát, és az azt kísérő bizonytalanságot vagy rendezetlenséget. És ezt az entrópia észre fogja venni. Az entrópia dörzsöli a markát azoknak az energiaadóknak és díjaknak a gondolatára, amelyeket a komplexitás és az információ növekedése miatt kivethet.7 Egyesek azzal érvelnek, hogy az entrópia valójában kedveli az élet ötletét (és ösztönözheti, hogy az a Világegyetemben minél több helyen megjelenjék), mert az élet sokkal hatékonyabban bontja le a szabad energiát, mint az élettelen dolgok. A tudomány egyik legnehezebb problémája a földi élet eredetének magyarázata, és azok a próbálkozások, amikor ki szeretnénk találni, létrejöhetett-e valami hasonló másutt a Világegyetemben. Jelenleg csak egyetlenegy olyan bolygót ismerünk, amelyen megtalálható az élet. Az asztrobiológusok folyamatosan keresik a Földön kívüli élet jeleit a SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) programban, amely 1960-ban kezdődött, de eddig semmit sem találtak. Egyelőre csak a földi élet eredetének tanulmányozására vagyunk kénytelen szorítkozni. Bár ez is rendkívül nehéz, mivel azt jelenti, hogy megpróbáljuk kideríteni, mi történt bolygónkon közel négymilliárd évvel ezelőtt, amikor a Föld nagyon más volt, mint most.

Az élet meghatározása

Ha csak egy mintát ismerünk, akkor még az élet mibenlétét is csak nehezen tudjuk megragadni. Mi különbözteti meg a létet a nemléttől? Az életet éppen olyan nehéz meghatározni, mint a komplexitást vagy az információt, ráadásul úgy tűnik, létezhet egy homályos, átmeneti zóna a lét és a nemlét között. A földi élet legkorszerűbb definíciói a következő öt ismérven alapulnak: 1. Az élő organizmusok féligáteresztő membránokkal határolt sejtekből állnak. 2. Anyagcserét folytatnak, amely mechanizmus megcsapolja és kihasználja a szabad energia áramlását a környezetükben, aminek köszönhetően képesek az atomokat és molekulákat a túléléshez szükséges komplex és dinamikus struktúrákká átrendezni. 3. A homeosztázis révén alkalmazkodni képesek a változó környezetekhez, a belső és külső környezetükre vonatkozó információk felhasználásával, és reagálást lehetővé tevő mechanizmusokkal. 4. A genetikai információ felhasználásával szinte pontos másolatokat készítenek saját magukról. 5. A másolatok azonban apró részletekben eltérnek a szülőktől, így sok generáció elteltével az élő szervezetek jellemzői lassan megváltoznak, ahogy fejlődnek és alkalmazkodnak változó környezetükhöz. Vegyük sorra részletesebben ezeket a funkciókat. A Földön minden élőlény sejtekből áll. Minden sejt komplex molekulák millióit tartalmazza, amelyek másodpercenként sokszor reagálnak egymással, miközben keresztülvergődnek a citoplazmának nevezett nedves, sós, fehérjékkel teli, nyúlós kémiai masszán. A citoplazmát valamiféle kémiai kerítés határolja, a sejthártya (sejtmembrán), amely szabályozza, mi jöhet be a sejtbe, és mi mehet ki onnan. A középkori városfalakhoz hasonlóan, a sejthártyán is kapuk vannak, ahol őrök állnak, akik eldöntik, mely molekuláris utazók és mikor léphetnek be. A sejtek valóban olyanok, mint a városok. Egyik, a sejtekről szóló könyvében, Peter Hoffmann ezt írja:

Található benne egy könyvtár (a sejtmag, amely a genetikai anyagot tartalmazza), erőművek (mitokondriumok), autópályák (mikrotubulusok és aktinszálak), teherautók (kinezinek és dineinek), szemétszállítás (lizoszómák), városfal (sejthártya), postahivatalok (Golgi-készülékek) és sok más, létfontosságú funkciókat ellátó struktúra. Ezeket a funkciókat kivétel nélkül molekuláris gépek látják el.8 Minden élő szervezet a szabad energia gondosan irányított áramlásától függ. Ha leáll az áramlás, az élőlény elpusztul, ahogy az ostromlott várost addig éheztetik, amíg megadja magát. Akkor is elpusztul azonban, ha az áramlás túlságosan vad, mint amikor egy várost repülőgépekről bombáznak. Tehát az energia áramlását nagyon kifinomultan kell kezelni. A sejtek általában apró adagokban veszik fel és használják az energiát, elektrononként vagy protononként. Bár ez az energiaadag elég kicsi ahhoz, hogy ne legyen roncsoló hatása, az áramlás összességében mégis elég erős ahhoz, hogy a rengeteg érdekes kémiai folyamathoz biztosítsa a szükséges aktiválási energiát. Az anyagcserét idegen szóval metabolizmusnak nevezik, ami etimológiailag ugyancsak a „változás, csere, átváltás” szavakból származik. Ez emlékeztet arra, hogy a sejtek soha nem nyugszanak. Mint a madarak repülés közben, a sejtek is az energia áramlásait használják ki, hogy folyamatosan alkalmazkodjanak az állandóan változó környezetükhöz. Az élő szervezeteknek folyamatosan figyelniük kell a környezetükben bekövetkező változásokat, és alkalmazkodniuk kell azokhoz. Ezt az állandó igazodást nevezzük a homeosztázis megőrzésének. Ha fenn akarunk tartani valamilyen egyensúlyt a változó környezetben, akkor a sejteknek folyamatosan hozzá kell férniük a belső és külső környezetükre vonatkozó információihoz, meg kell szerezniük és dekódolni kell azokat, dönteni kell a legjobb válaszról, majd válaszolniuk kell. A homeosztázis szó azt jelenti, hogy „állandó marad”, ami a „változás” ellentéte. Van azonban értelme, ha arra gondolunk, hogy állva kell maradnia a sejt környezetének soha nem szűnő molekuláris hurrikánjában. Lenyűgözőek ezek a képességek, de csak kevéssé lennének érdekesek, ha

az élő szervezetek úgy jelennének meg és tűnnének el, mint az óceán hullámai nyomán szertefröccsenő vízpermet. Lehet, hogy ez történt néhány bolygón egyes csillagok körül, és esetleg még a Föld történetének korai szakaszában is. De ma a Földön az élő szervezetek nem egyszerűen csak állják a sarat a változás és az entrópia hurrikánjában. Másolatokat is készítenek magukról, hogy amikor egyes sejtek elpusztulnak (és végül mindannyian elpusztulnak), akkor mások foglalhassák el a helyüket. A reprodukció a sejtek életképes másolatai létrehozásának képessége. A reprodukció azt jelenti, hogy a szervezet elkészítésének tervrajza (modern terminológiával a genom) még az egyedek elpusztulása után is fennmaradhat. A genom használati utasításként tárolja a szülők másolatának elkészítéséhez szükséges fehérjékre vonatkozó információkat, valamint néhány alapvető összeszerelési szabályt. Ma ennek az információnak a legnagyobb részét a DNS-molekulák tárolják. De a földi élet történetének korai szakaszában ugyanez az információ valószínűleg az RNS-ben, a DNS molekuláris unokatestvérében tárolódott, amely molekulának még mindig sok nehéz feladata van a sejtekben. Bár a tervrajzok többé-kevésbé halhatatlanok, a másolás folyamata nem tökéletes. Ez jó hír, mert ez azt jelenti, hogy az apró másolási hibák eredményeként a sablonok lassan változnak, márpedig ez az alkalmazkodás az evolúció kulcsa. Az apró genetikai változások biztosítják az élet figyelemre méltó rugalmasságát, mert a kissé eltérő sablonok véletlenszerű létrehozásával lehetővé teszik a fajok alkalmazkodását környezetükhöz. Ahogy a környezet változik, úgy változnak azok a szabályok is, amelyek meghatározzák, mely sablonok maradnak fenn, és melyek ítéltetnek pusztulásra. Ez az a mechanizmus, amelyet Charles Darwin természetes szelekcióként írt le. A természetes szelekció a modern biológia alapvető elgondolása, mert ez a komplexitás növekedésének rendkívül erős mozgatórugója. A természetes kiválasztás kiszűr bizonyos genetikai lehetőségeket, és csak a helyi szabályoknak megfelelőket engedi megvalósulni. Így a természetes szelekció csak egyirányú elmozdulást enged, ugyanolyan, mint a fizika alapvető törvényei, mert rögzíti a nem véletlenszerűen fellépő mintákat. A

biológia birodalmában azonban nem a fizika univerzális törvényei, hanem az adott környezet helyi szabályai határozzák meg, mi marad életben. A biológiai szabályok viszont sokkal válogatósabbak. Nem számíthatunk a víz alatt élni képes zsiráf megjelenésére. Akárcsak az univerzum első struktúráit létrehozó mechanizmusok, a természetes szelekció összekapcsolja a szükségszerűséget és a véletlent. A változékonyság számos lehetőséget kínál; a természetes szelekció pedig a helyi szabályokat felhasználva kiválasztja közülük azokat, amelyek helyi körülmények között működőképesek lesznek. Ezt Darwin A fajok eredetében így fogalmazza meg: Valószínűtlennek tarthatjuk-e, hogy számos, egymást követő nemzedék során az egyes élőlények létért való nagy és bonyolult küzdelmében valami módon hasznot hajtó, másfajta változások is megjelenjenek? … Másfelől pedig biztosak lehetünk abban is, hogy bármely, akár a legkisebb mértékben is hátrányos változat kérlelhetetlenül elpusztul. A kedvező egyedi eltérések és változások ilyen megőrzését és a hátrányosak elpusztítását neveztem én természetes kiválasztásnak, vagyis a legalkalmasabbak fennmaradásának.9 (Kampis György fordítása) Darwin ötlete, ha összekapcsoljuk a genetika és az öröklődés modern felfogásával, magyarázatot ad az élet kreativitására, és arra a képességére, hogy sok generáción át feltárja a lehetőségeket, új energiaáramlásokat csapol meg és új típusú struktúrákat épít. Megmagyarázza, miként alakulhatnak ki a biológia birodalmában az ismétlődő, algoritmikus folyamatok eredményeképpen megdöbbentő komplexitású struktúrák, amelyek kiszűrődnek a számtalan variáció közül, lépésről lépésre és nemzedékenként, évmilliók és évmilliárdok alatt. A természetes kiválasztás ötlete megdöbbentette Darwin kortársait, mert úgy tűnt, fölöslegessé teszi a teremtő Istent.10 Márpedig ez az elképzelés a keresztény eredettörténet alapvető eleme volt, amit a viktoriánus Angliában a legtöbb ember elfogadott. Még Darwin is aggódott emiatt, felesége, Emma

pedig attól félt, hogy ezért ő és Charles a túlvilágon különböző helyekre kerülnek. De a mechanizmus, amelyet Darwin leírt, tényleg alapvetőnek tűnik az élet története szempontjából. Hagyjuk, hogy a pintyek akadálytalanul szaporodjanak a Galápagos-szigetek egyikén, amelyet Darwin fiatal korában meglátogatott. Ha ennek a szigetnek a fáin kemény héjú magok teremnek, akkor idővel azok a pintyek, amelyek csőrükkel a leghatékonyabban tudják feltörni a magokat, jobban fennmaradnak, és több utódot költenek, mint a többiek. Ha várunk néhány generációt, azt tapasztaljuk, hogy a szigeten élő összes pintynek ilyenné válik a csőre. Idővel, mivel egyes egyedeket a „természet” kiszelektált (valójában a helyi környezet szabályainak megfelelően), végül megjelent egy új faj. Amint Darwin rámutatott, ez a biológiai evolúció mechanizmusa; így építi fel az élet lépésről lépésre az egyre összetettebb dolgokat.

Az élet Goldilocks-feltételei Hogyan fröccsenhetett elő az élet első alkalommal a fiatal Föld gazdag és változatos Goldilocks-környezetei közepette?11 Darwin nem tudta azt, hogy egy, a természetes kiválasztáshoz hasonló mechanizmus, amelyben a helyi szabályok kiszűrnek egyes véletlenszerű változásokat, hevenyészett formában egy élet nélküli világban is működhet. Ahol jelen vannak különböző vegyületek és bőségesen áll rendelkezésre szabad energia, ott olyan molekulák jöhetnek létre, amelyek elősegítik más molekulák kialakulását, majd végül azokat a molekulákat is létrehozzák, amelyekkel a reakció elkezdődött. Ez egy autokatalitikus ciklus, vagyis egy olyan reakció, amelynek résztvevői lehetővé teszik vagy katalizálják a ciklus más összetevőinek előállítását, beleértve az eredeti összetevőket is, így a folyamat megismétlődhet. Indítsunk el egyet ezen körfolyamatok közül, és akkor az egyre nagyobb mennyiségben fogja előállítani saját kiinduló anyagait, miközben egyre több nyersanyagot von el más, kevésbé sikeres reakcióktól, mintegy „kiéheztetve” azokat. A ciklus akár enyhén módosíthatja is magát, ha új típusú nyersanyagok jelennek meg. Ez egyre inkább úgy

tűnik, mint a legsikeresebb kémiai reakció túlélése. Adott tehát már valami, ami kissé hasonlít az élethez, valami, ami környezetének energiáját megcsapolva fennmaradhat és reprodukálódhat. „Mielőtt létrejönnének a reprodukcióra képes dolgok – írja Daniel Dennett –, előbb fennmaradni képes dolgokra van szükség, amelyek eléggé stabilak ahhoz, hogy a szükséges módosulásokhoz elég hosszú ideig létezzenek.”12 A kémiai evolúciónak ez az elgondolása segíteni fog legalább általánosságban elmagyarázni, miként jelentek meg a fiatal Földön az élet előfeltételei. A kémiai fejlődés csak olyan környezetben mehet végbe, amely lehetővé teszi a változatos kísérletezést. Az ilyen környezet azonban rendkívül ritka. De vajon melyek a kémiai kísérletekhez szükséges Goldilocks-feltételek? És miért volt jelen a fiatal Földön oly sok ezek közül? Először is, Naprendszerünk a Tejútrendszer megfelelő részén helyezkedik el. A galaxis peremvidékén lévő csillagok csak ritka, kémiai elemekben elszegényedett felhőkkel dolgozhattak. A galaxis központi vidékéhez túl közeli csillagokat rendszeresen támadják a magban lévő fekete lyukak heves kitöréseiből eredő lökéshullámok. A Naprendszer éppen a megfelelő helyen van. Pályája a Tejútrendszer sugarának körülbelül kétharmadánál, galaxisunk „lakható zónájának” közepén helyezkedik el. Másodszor, a kémia csak alacsonyabb hőmérsékleten működik jól. A korai univerzum túl forró ahhoz, hogy az atomok molekulákká egyesüljenek. Ugyanez a helyzet a csillagok belsejében. Változatos kémia csak a meglehetősen alacsony hőmérsékletek nagyon szűk tartományán belül lehetséges. Ezeket a hőmérsékleti feltételeket éppen azokban a lakhatósági zónákban találjuk meg, amelyek közel vannak a csillagokhoz, de nem túl közel. Földünk pályája a Napunk lakhatósági zónájának nagyjából a közepén húzódik. A Vénusz és Mars pályája Naprendszerünk lakhatósági zónájának belső, illetve külső peremén helyezkedik el. Ma azonban már azt is tudjuk, hogy néhány, a Naptól távolabbi holdon, például a Szaturnusz Enceladus nevű holdján olyan belső energiaforrások lehetnek és olyan kémiai folyamatok fordulhatnak elő, amelyek az élet számára barátságossá teszik az égitestet. 2017-ben a tudósok megállapították, hogy az Enceladus óceánjai hidrogént állítanak elő, amely gáz táplálékul szolgált a Föld legkorábbi

organizmusai közül egyesek számára.13 A változatos és sokszínű kémia harmadik Goldilocks-feltétele a folyadékok jelenléte. A gázokban az atomok úgy rohangálnak összevissza, mint a hiperaktív gyerekek, így még annyi időre is nehéz egy helyben tartani őket, amíg összekapcsolódnak más atomokkal. A szilárd anyagokban éppen ezzel ellentétes a helyzet: az atomok egy helyre vannak kényszerítve. A folyadékok viszont olyanok, mint a bálterem; mind közül a legjobb bálterem mégis a folyékony víz a maga titokzatos hidrogénkötéseivel. Az atomok felalá járkálhatnak, keringőzhetnek és tangózhatnak, az elektronok pedig könnyűszerrel váltogathatják partnereiket, ha vonzóbb lehetőséget vesznek észre. A folyadékok jelenléte a kémiai összetételtől, a hőmérséklettől és a nyomástól függ. A víz csak a hőmérséklet egy szűk tartományán belül létezhet folyékony halmazállapotban (a Világegyetemben a legtöbb víz jég formájában van jelen). Ugyanezeken a hőmérsékleteken azonban gázok és szilárd anyagok is előfordulnak, ami nagyon izgalmas kémiai lehetőségeket kínál. Tehát a legérdekesebb kémiai folyamatok olyan bolygókon várhatók, amelyek átlagos felszíni hőmérséklete nagyjából nulla és száz Celsius-fok, vagyis a víz fagyás- és forráspontja közötti. Ez a feltétel csak ritkán teljesül, de a Földünk mégis éppen a megfelelő távolságra van a Naptól ahhoz, hogy folyékony vizet tartalmazzon. A gazdag kémia negyedik Goldilocks-feltétele a kémiai sokféleség. Semmit sem ér a megfelelő hőmérséklet, ha csak hidrogénnel és héliummal dolgozhatunk. Pedig a galaxisok kémiailag gazdag régióiban, a hidrogén és a hélium még ma is az összes atomos anyag 98%-át teszi ki. A kémiának azokra a ritka környezetekre van szüksége, ahol a periódusos rendszer további elemei is gyakoriak. Naprendszerünkben ez a sokszínűség csak a Naphoz közeli kőzetbolygókon található meg, mert a fiatal Nap a hidrogén és a hélium nagy részét felforralta és kiűzte a Naprendszer belső térségéből, így csak a periódusos rendszer további elemeinek koncentrált desztillátuma maradt vissza. Mihelyt a fiatal Föld megszilárdult, a vegyi anyagok sokszínű masszájából kőzetcsomók képződtek, vagyis olyan szilárd anyagok, amelyekben sok különböző fajta, egyszerű molekula tömörült össze. Megjelentek a Föld első

ásványai is, valószínűleg egyszerű kristályok, például grafit vagy gyémánt formájában.14 Egy kémiailag ilyen gazdag környezetben az életet felépítő egyszerű molekulák közül sok többé-kevésbé spontán módon is kialakulhatott. Kis molekulákról beszélünk, amelyek száznál kevesebb atomból állnak, de ezek közé tartoznak például az aminosavak, amelyekből az összes fehérje felépül, a genetikai anyagot felépítő nukleotidok, a gyakran energia tárolására használt szénhidrátok vagy cukrok, valamint a zsírtartalmú foszfolipidek, amelyekből a sejtmembrán felépül. Manapság ilyen molekulák spontán nem jelennek meg, mert a légköri oxigén szétszakítja őket. A korai Föld légkörében azonban még alig volt szabad oxigén, így ezek az egyszerű molekulák kialakulhattak, amikor az aktivációs energia megrángatta őket. Ezt demonstrálandó, 1952-ben a Chicagói Egyetem egyik frissen végzett vegyészhallgatója, Stanley Miller, elkészítette a korai Föld légkörének laboratóriumi modelljét: vizet, ammóniát, metánt és hidrogént vezetett lombikok és csövek zárt rendszerébe. A keveréket melegítette, és elektromos kisüléseket hozott létre benne (a tűzhányók és a villámok laboratóriumi megfelelőit), hogy biztosítson valamekkora aktivációs energiát. Néhány napon belül, Miller aminosavakból álló, rózsaszínes iszapot talált a berendezésben. Ma már tudjuk, hogy ilyen környezetekben más egyszerű szerves molekulák is kialakulhatnak, beleértve a foszfolipideket is. Miller alapvető eredményei ma is helytállóak, bár tudjuk, hogy a Föld ősi légkörében nem a metán és a hidrogén dominált, hanem a vízgőz, a széndioxid és a nitrogén. Azóta tudjuk, hogy sok ilyen molekula még a kémiai folyamatok szempontjából kevésbé barátságos környezetben, így például a csillagközi térben is kialakulhat, ezért sok egyszerű szerves molekula készen érkezhetett a Földre az üstökösök vagy kisbolygók belsejében. A Murchison-meteorit például, amely 1969-ben az ausztráliai Murchison közelében hullott a Földre, aminosavakat tartalmazott, valamint a DNS több kémiai összetevőjét. Az ilyen meteoritok a Föld történetének korai szakaszában sokkal gyakoribbak voltak, mint ma, ami azt sugallja, hogy a korai Föld már megtermékenyítődött az élet számos nyersanyagával, és lényegében képessé

vált a még szükséges anyagok legyártására. A sejteken belül található legtöbb molekula, például a fehérjék vagy a nukleinsavak azonban sokkal összetettebbek, mint ezek az egyszerű molekulák. Polimerekből, a molekulák hosszú, finom szálaiból állnak, a polimerek létrehozása viszont nem túl egyszerű. Pontosan a megfelelő nagyságú aktivációs energiára van szükség, továbbá olyan környezetre, amelyik éppen megfelelően lökdösi egymás felé a molekulákat. A korai Földön a polimerláncok összeállásához megfelelő környezeti feltételek az óceánok fenekén található kürtők környékén uralkodhattak, ahol a Föld belsejéből előtör a forró anyag. Ezek a helyek védettek voltak a Nap sugárzásától és a felszínt érő heves bombázástól. Jelen voltak a különböző kémiai elemek, bőven volt víz, valamint a hő és a savasság gradiense, amint forró, kémiai szempontból gazdag magma az óceán hideg vizébe szivárgott. A lúgos kémhatású kürtők, amelyeket csak nemrég, 2000-ben fedeztek fel, különösen ígéretes környezetet biztosítanak, a kürtők környékén kialakuló porózus kőzetek apró, védett menedéket kínálnak a kémiai folyamatok számára, hasonlóan Miller lombikjaihoz és csöveihez. Agyagszerű felületek is találhatók, szabályos molekuláris struktúrákkal, amelyek fizikai vagy elektromos szempontból olyan mintákat jelenthetnek, amelyek mentén az atomok szabályos mintákba rendeződhetnek, és addig ott maradhatnak, amíg össze nem kapcsolódnak polimerszerű láncokká.

A gazdag kémiától az életig: LUCA, az utolsó univerzális közös ős A földi élet bolygónk történetének korai szakaszában jelent meg, ami azt sugallja, hogy az egyszerű életformák létrehozása talán nem túl nehéz feladat, legalábbis ahol a megfelelő Goldilocks-feltételek fennállnak. Nem egyszerű azonban pontosan meghatározni, mikor jelent meg az élet, mert az első organizmusok több mint hárommilliárd évvel ezelőtt már éltek, és mert mikroszkopikus méretűek voltak, azok a kőzetek pedig, amelyekbe betemetődtek, azóta erodálódtak. Jelenleg a legkorábbi földi életre

vonatkozó, legjobb közvetlen bizonyítékot azok a mikroszkopikus fosszíliák jelentik, amelyeket Ausztrália távoli, Pilbara régiójában 2012-ben találtak. A képződmények olyan baktériumok maradványainak tűnnek, amelyek mintegy 3,4 milliárd évvel ezelőtt éltek.15 2016 szeptemberében egy cikk jelent meg a Nature-ben, melynek szerzői 3,7 milliárd éves fosszíliákat írtak le, amelyek a Grönlandon talált, korallszerű sztromatolitokra hasonlítottak.16 Ha ezek a maradványok azok, aminek sokan gondolják, akkor az élet fejlődésének a korábban feltételezettnél sok millió évvel hamarabb kellett elkezdődnie, vagyis a „végső nagy bombázás” körülbelül 3,8 milliárd évvel ezelőtti befejeződése után hamarosan megjelent. A 2017 elején, Québec északi részén felfedezett fosszilis formációk alapján a tudósok azt állítják, hogy az élet esetleg még korábban, 4,2 milliárd évvel ezelőtt megjelenhetett; arra azonban még várnunk kell, hogy kiderüljön, vajon helytállónak bizonyul-e ez az állítás.17 A biológusok még nem találtak mindenre kiterjedő magyarázatot arra, miként fejlődtek az első élő szervezetek. A folyamat sok lépését azonban sikerült tisztázni. Bár nem tudják pontosan, milyen lehetett, a biológusok gyakran LUCAként, azaz utolsó univerzális közös ősként (last universal common ancestor) utalnak az első élő szervezetre. LUCA biztosan korábban élt, mint az eddig felfedezett legkorábbi életformák, és sok közös vonást mutathatott a prokarióták (elősejtmagosok vagy sejtmag nélküli egysejtűek) néven ismert ma is élő szervezetekkel: egysejtű szervezetek lehettek, amelyek genetikai anyagát nem védte a sejtmaghoz hasonló mag. Ma a prokarióták a szervezetek három nagy doménje közül kettőben találhatók meg, a baktériumok (Eubacteria) és az archeák (Archaea) között. (A harmadik nagy domén, amelynek mi magunk is tagjai vagyunk, az eukarióták.) Soha nem fogunk LUCA-fosszíliákat találni, mert LUCA valójában hipotetikus teremtmény, egyfajta mozaikkép az első élő szervezetről – kicsit olyan, mint egy körözött bűnöző rendőrségi képe. Az ilyen portré azonban segíthet megérteni, hogyan kezdődött az élet. Lehet, hogy LUCA még ma is életben van, de nem teljesen, hanem valahol az élet és a nem élet közötti zombi zónában. Ez nem olyan valóságtól

elrugaszkodott ötlet, mint amilyennek tűnik. A vírusok nem teljesen élő objektumok, mert nem teljesítik az élet korábban megfogalmazott definíciójában felsorolt összes feltételt. Nincs anyagcseréjük, és rendkívül sérülékeny a sejthártyájuk, ezért még az sem világos, hogy egyáltalán leírhatjuk-e őket sejtként. Alig többek a genetikai anyag csomagjainál, amelyek rácsimpaszkodnak a bonyolultabb szervezetekre. Behatolnak egy másik sejtbe, eltérítik a sejt anyagcsere-mechanizmusát, és arra használják azt, hogy önmagukról másolatokat készítsenek. Ha influenzánk van, a vírusok energiát szívnak ki anyagcsererendszerünk csöveiből. Amikor viszont nem találnak elrabolható sejteket, a vírusok működése leáll, és egyfajta felfüggesztett működési állapotban rejtőznek. Egyes sejtek sziklák mélyén élnek, és rendkívül lassú anyagcserét folytatnak; a víz és a táplálkozás apró cseppjei elegendőek a túlélésükhöz. Ezek esetleg hosszú időre teljesen le tudják állítani működésüket, mint a rockgitáros Pörkölt Desiato (Hotblack Desiato) Douglas Adams Vendéglő a világ végén (The Restaurant at the End of the Universe) című regényében, aki adózási problémák miatt éppen egy évet halottként töltött. Az említett szervezetek által elkerülendő adó természetesen az entrópia komplexitási adója. LUCA valószínűleg hasonló, félhomályos átmeneti zónában élhetett. LUCA mozaikképét annak alapján építették fel, hogy sok száz olyan gént azonosítottak, amelyek megtalálhatók a legtöbb mai prokariótában, és valószínűleg rendkívül ősiek. Ezek elárulják, milyen jellegű környezetben fejlődött LUCA, mert megtudjuk, milyen típusú fehérjéket állított elő LUCA saját túlélése érdekében.18 Az összetett LUCA (pontosabban a LUCA-k családja, hiszen valójában több milliárd példányról beszélünk) alkalmazkodni tudott a környezetében bekövetkező változásokhoz. Génkészlete volt, így reprodukálódhatott. És fejlődött. Lehet, hogy LUCA nem rendelkezett saját sejtmembránnal és saját anyagcserével. Sejtfalait valószínűleg porózus vulkáni kőzet alkotta, és anyagcseréje olyan geokémiai energiaáramlásoktól függött, amelyeket aligha volt képes irányítani. A LUCA termelte fehérjék arra utalnak, hogy az alkálikus, óceáni kürtők peremén élt, valószínűleg a lávaszerű kőzetek apró pórusaiban, az energiáját pedig a közeli hő- és savassággradiensből, valamint

a protonok és elektronok áramlásából kapta. LUCA belső kémiai alkotórészei valószínűleg a Föld belsejéből előtörő, lúgos kémhatású, meleg folyadékokban úszkáltak, ami azt jelenti, hogy fölös számban tartalmazott elektronokat. A LUCA otthonául szolgáló vulkáni pórusokon kívül viszont az óceán vize savasabb kémhatású volt, vagyis abban protonfelesleg mutatkozott. A feltöltött akkumulátorhoz hasonlóan, a LUCA belseje és a külvilág közötti apró elektromos gradiens biztosította az anyagcseréjéhez, vagyis a tápanyagok kívülről történő beszívásához és a hulladékanyagok kiürítéséhez szükséges szabad energiát. Az ősi élet tanulmányozásának egyik úttörője, Nick Lane így írja le LUCA-t: LUCA nem szabadon élő sejt volt, hanem ásványi sejtek sziklás labirintusa, amelyet vasból, kénből és nikkelből álló, katalitikus falakkal béleltek, energiaforrása pedig a természetes protongradiens volt. Az első élő dolog egy porózus szikla volt, amely komplex molekulákat és energiát állított elő, egészen a fehérjéknek és magának a DNS-nek a kialakulásáig.19 Bár a mai szervezetekhez képest egyszerű volt, LUCA már sok csodálatos biokémiai eszközt is tartalmazott, köztük a mai sejtek anyagcserét végző és reprodukciós gépezetének számos receptjét. Valószínűleg RNS-en alapuló genomja volt, így sokkal pontosabban reprodukálódott, mint az egyszerű vegyületek, következésképpen gyorsan fejlődött. Az energiaáramlások megcsapolásával szerzett energiát ATP (adenozin-trifoszfát) molekula előállítására használta, vagyis ugyanazt a molekulát gyártotta, amely a mai sejtekben is az energia szállítását végzi.

LUCA-tól a prokariótákig LUCA és rokonai már megtették az első igazi élő szervezetek fejlődéséhez vezető út nehezét. LUCA-nak azonban nem volt sejthártyája, amit bárhová

magával vihetett volna, és olyan anyagcserét folytató rendszere sem, amely nem volt kötve a vulkanikus kürtők közelében létrejövő energiaáramláshoz. Úgy tűnik, LUCA-ból hiányzott az a kifinomultabb reprodukciós mechanizmus, amely a legtöbb modern szervezetben megtalálható, és amelynek működése az RNS közeli rokonán, a DNS kettős spirálján alapul. Jelenleg már tudjuk, minek kellett kifejlődnie, de nem ismerjük azokat a pontos útvonalakat, amelyek mentén ez a fejlődés megvalósult. A személyre szabott védelmet nyújtó sejthártyák evolúciójának magyarázata nem túl nehéz. A sejthártyák foszfolipidek hosszú láncaiból épülnek fel, a foszfolipideket viszont nem nehéz meggyőzni arról, hogy a megfelelő körülmények között rétegekbe rendeződve féligáteresztő, buborékszerű struktúrákat képezzenek. Talán, ahogy Terrence Deacon állította, az autokatalitikus reakciók fejlődése nyomán molekuláról molekulára haladva foszfolipidrétegek alakultak ki. Ha így történt, akkor nem túl irreális elképzelni, hogy LUCA néhány változata saját membránt szőtt maga köré.20 Bonyolultabb lenne elmagyarázni, hogyan fejlesztették ki a sejtek az energia megszerzése és a reprodukció jobb módszereit, de a felhasznált mechanizmusok olyan alapvetőek és elegánsak, hogy érdemes megérteni a működésüket. Az energiaáramlás megcsapolása új módszereinek kifejlődése, amelyek révén a sejtek eltávolodhattak a vulkáni kürtőktől, azt jelentette, hogy létrehozták az elektromosenergia-hálózat sejtszintű megfelelőjét, amelyre a molekulák munkájuk során rá tudtak kapcsolódni. Ebben döntő szerepe volt az enzimeknek. Ezek olyan specializálódott molekulák, amelyek katalizátorként működve felgyorsíthatják a sejtekben folyó reakciókat, és csökkentik az ezek megindításához szükséges aktivációs energiát. Ma az enzimeknek minden sejt működésében alapvető szerepük van. A legtöbb enzim hosszú aminosavláncokból álló fehérje. Lényeges az aminosavak pontos sorrendje, mivel ez határozza meg, hogyan csavarodik össze a fehérje pontosan az adott feladathoz szükséges alakúra. Az enzimek a molekuláris masszában kóborolnak, miközben olyan célmolekulákat keresnek, amelyekhez úgy illeszkednek, ahogyan egy villáskulcs a megfelelő méretű

anyához vagy csavarhoz. Ezután az enzim apró energialökésekkel megcsapolja, meghajlítja, megrepeszti, eltöri, vagy más molekulákhoz kapcsolja a molekulát. A szervezetünkben lejátszódó reakciók legtöbbje nem mehet végbe enzimek közreműködése nélkül, mert máskülönben olyan nagy aktivációs energiára lenne szükség, ami károsítaná a sejtet. Amint az enzim a célmolekulát megfelelő formájúvá alakította, leszakad róla, és más molekulákra kezd vadászni, amelyeket tetszése szerint alakíthat. Az enzimeket más molekulák be- vagy kikapcsolhatják azáltal, hogy hozzájuk kötődnek, és enyhén megváltoztatják alakjukat. Ez az, ahogyan a számítógépet felépítő tranzisztorok milliárdjaihoz hasonlóan, az enzimek a sejteken belüli fantasztikusan összetett reakciókat szabályozzák. Az enzimek a működésükhöz szükséges energiát az elektromos hálózat sejtszintű megfelelőjéből kapják. Ennek a rendszernek az élet történetében nagyon korán ki kellett fejlődnie. Az energiát az ATP- (adenozin-trifoszfát) molekulák szállítják az enzimekhez és a sejtek más részeibe, az ATP pedig valószínűleg már LUCA-ban is keményen dolgozott. Az enzimek és más molekulák az atomok kis csoportjainak leválasztásával megcsapolják az ATP energiáját, felszabadítva azt az energiát, amely ezt az atomcsoportot a molekulához köti. A kiszipolyozott molekula (amelyet most adenozindifoszfátnak, röviden ADP-nek neveznek) ezután speciális generátormolekulák felé veszi az útját, amelyek az elveszett atomokat pótolva, energiával töltik fel őket. A generátormolekulákat egy figyelemre méltó, kemiozmózisnak nevezett folyamat táplálja, amelyet csak az 1960-as években fedeztek fel, de úgy tűnik, már LUCA kora óta működik. Az egyes sejtek belsejében a táplálékmolekulák lebontódnak, és az ennek során nyert energia egy részét a sejt arra használja, hogy az egyes protonokat a sejt belsejéből (ahol a protonok koncentrációja alacsony) a sejten kívülre szivattyúzzák (ahol magas a protonkoncentráció). Ez olyan, mint egy akkumulátor feltöltése. Elektromos gradiens jön létre a sejt külseje és belseje között, olyan feszültséggel, mint amekkorát vélhetően LUCA az alkalikus kürtőknél használt. A sejthártyába ágyazódó speciális generátormolekulák (ATP-szintáz, a rend kedvéért) a hártyán kívülről visszaáramló protonok keltette elektromos feszültséget nanorotorok meghajtására használják. A

rotorok forgó szerelőszalagokként feltöltik az ADP-molekulákat, vagyis pótolják bennük az elvesztett molekulacsoportokat, majd a feltöltött (immár) ATP-molekulák visszamennek a sejtbe, és várják, hogy újabb molekulák kapcsolódjanak hozzájuk, és szerezzék meg tőlük a működésükhöz szükséges energiát. Ez az elegáns, sejtszintű elektromos hálózat ma minden sejtben megtalálható. Segítségével a sejtek elszakadhattak a vulkanikus kürtők nyújtotta energiaáramlástól, lehetővé téve a legősibb prokarióták számára, hogy szétszéledjenek a Föld óceánjaiban, energiát gyűjtsenek a táplálékmolekulákból, és azt felhasználva ATP-molekulákat hozzanak létre, amelyek képesek energiát szolgáltatni a sejtek belsejében zajló működéshez. Ezek a finom energiaáramlások ugyanúgy tartották fenn a sejtek bonyolult belső struktúráit, ahogyan a magfúzió fenntartja a csillagok belső szerkezetét. A fúzióhoz hasonlóan, lehetővé tették, hogy az első élő sejtek megfizessék az entrópia által kivetett komplexitási adót, mert a sejtekben – éppúgy, mint a csillagokban – sok energiát kell a komplex struktúrák működtetésére fordítani. A sejtek működése abban is hasonlít a csillagokéhoz, hogy ezek is sok energiát pazarolnak, mert egyetlen reakció sem 100 százalékos hatásfokú, és az entrópia pedig természetesen imádja az elpocsékolt energiát. Mind a sejtekben, mind a csillagokban az energia koncentrált áramlására van szükség az entrópia kivetette adó megfizetéséhez, és ahhoz, hogy legyőzzék az összes dolog degradálására irányuló, egyetemes tendenciát. Az élő szervezetekben azonban az energiának van egy új funkciója is, amit nem találunk meg a csillagokban: a sejt létrehozza saját másolatát. Ezek a másolatok lehetővé teszik, hogy a sejtek ellenálljanak az entrópiának azáltal, hogy még az egyes sejtek elpusztulása után is megőrzik komplex struktúráikat. LUCA leszármazottai elegáns és hatékony reprodukciós módszereket alakítottak ki, amelyeket minden ma élő élőlény használ. Ezek a módszerek egy kulcsfontosságú molekulára épülnek, a DNS-re, amelynek szerkezetét elsőként – Rosalind Franklin korábbi kutatásaira támaszkodva – 1953-ban írta le Francis Crick és James Watson. Az evolúció olyan jelentős mértékben függ a DNS működésétől, hogy érdemes alaposabban szemügyre venni ezt a csodálatos molekulát.

A DNS (dezoxiribonukleinsav) az RNS (ribonukleinsav) közeli rokona. Mindkét molekula polimer, vagyis hasonló molekulák hosszú lánca. Míg azonban a fehérjék aminosavakból, a membránok pedig foszfolipidekből állnak, a DNS- és az RNS-molekulák nukleotidok hosszú sorozatából épülnek fel. Ezek olyan cukormolekulák, amelyekhez a bázisoknak nevezett, kis molekulacsoportok kapcsolódnak. A bázisok négy típusát különböztetjük meg: adenin (A), citozin (C), guanin (G) és timin (T). (Az RNS-ben a timint uracil [U] helyettesíti.) És itt következik a nagy varázslat. Amint Crick és Watson bebizonyította, ez a négy bázis egy ábécé betűiként használva hatalmas mennyiségű információt hordozhat. Mivel a DNS- és az RNSmolekulák hosszú láncok, ezért az oldalukhoz kapcsolódó bázisok A-k, C-k, G-k és T-k (vagy RNS-ben U-k) hosszú sorozatát alkotják. Minden három betűből álló csoport egy bizonyos aminosavat kódol, vagy pedig olyan utasítást tartalmaz, mint az „Itt fejezd be az olvasást!” A TTA betűsor például arra utasít, hogy „adj hozzá az aminosav molekulájához leucint”, míg a TAG sorozat egyfajta írásjel, amely azt közli: „Most leállíthatod a másolást.” A DNS- és az RNS-molekulákban tárolt információ olvasható és másolható, mivel a bázisok meglehetősen könnyen létrehozható és felbontható hidrogénkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Ez a kapcsolódás azonban csak nagyon specifikus lehet. Az A mindig csak a T-hez (vagy az az RNS-ben U-hoz), a C pedig csak a G-hez kapcsolódhat. Egyes speciális enzimek kiemelik a DNS olyan szakaszait, amelyek egy adott fehérje egy bizonyos génjének, vagyis kódjának felelnek meg. Mivel minden bázis a saját ellentett párját vonzza, ezért azok egy új, rövid RNS-nukleotidláncot hoznak létre, amely az eredeti lánc komplementere. Az újonnan létrehozott szakaszt ezután elkapja egy riboszómának nevezett nagy molekula, amely egyfajta fehérjegyár. A riboszóma elolvassa a tripletben a betűk sorrendjét, majd egyenként és a megfelelő sorrendben előhalássza a megfelelő aminosavakat, hogy egy adott fehérjét készítsen, amely aztán a sejtbe kerül, hogy ott ellássa a feladatát. Ily módon a riboszómák képesek annak a több ezer fehérjének az előállítására, amelyekre a sejteknek szükségük van. A varázslat utolsó lépéseként a DNS- és az RNS-molekulák ezeket a

mechanizmusokat arra használhatják, hogy másolatokat készítsenek magukról és az összes információjukról. A cukor-foszfát láncokból oldalra kilógó bázisok belemerülnek a sejtet kitöltő anyagba (a citoplazmába), és magukhoz ragadják saját komplementereiket. Így a C-k mindig megragadják a G-ket, az A-k pedig a T-ket (vagy az U-kat az RNS-ben). Az újonnan odakapcsolódó bázisok új cukormolekulákat vonzanak magukhoz, így új láncot alkotnak, amely az első pontos komplementere. A DNS-ben ez a két komplementerlánc általában egymáshoz tapad, ezért fordul elő a DNS általában kettős spirál formában mint egy csigalépcsőpár. A molekula olyan szorosan összetekeredhet, hogy kényelmesen elfér minden egyes sejtben, és csak olyankor tekeredik le, amikor ki kell olvasni a tartalmát vagy másolat készül róla. Az RNS azonban általában egyetlen láncként létezik, és a fehérjékhez hasonlóan, bizonyos formákba is képes összecsavarodni, miközben úgy működik mint egy enzim. Ez a kis különbség az RNS és a DNS között rendkívül fontos, mivel ez azt jelenti, hogy míg a DNS lényegében csak a genetikai információ tárolására szolgál, az RNS információt is tárolhat, de kémiai munkát is végezhet. Mivel a hardver és a szoftver funkcióját egyaránt ellátja, ezért a legtöbb kutató úgy véli, hogy volt idő, talán amikor LUCA még létezett, hogy a legtöbb genetikai információt az RNS hordozta. LUCA valószínűleg egy ilyen RNSvilágban élt. Az RNS azonban kevésbé biztonságos információhordozó, mint a DNS, mert a benne tárolt információt folyamatosan püfölik a sejt viharos belső világának heves folyamatai, míg a DNS kettős szálai megvédik az értékes információt a külső viharoktól. Egy RNS-világban a genetikai információ könnyen elveszhet vagy torzulhat. Az evolúció valójában csak azt követően indult meg, amikor LUCA leszármazottai, a ma a mikroorganizmusok világát uraló igazi prokarióták kifejlesztették a DNSvilágot. Saját membránjaik, önálló anyagcseréjük, pontosabb és stabilabb örökítő mechanizmusuk birtokában az első prokarióták immár elhagyhatták azokat a vulkanikus kürtőket, amelyekben egykor megszülettek, és elterjedhettek a korai Föld óceánjaiban. Valószínűleg ezt már 3,8 milliárd évvel ezelőtt megtették.

Minden prokarióta egy egészen összetett bonyolultságú királyság. Molekulák milliárdjai úszkálnak egy sűrű kémiai szuszpenzióban, ahol más molekulák másodpercenként több ezerszer húzzák-vonják és taszigálják őket ide-oda, így leginkább olyanok, mint egy turista a kereskedőktől, felhajtóktól és zsebtolvajoktól nyüzsgő piacon. Ha belehelyezhetnénk magunkat egy ilyen molekulába, akkor rettenetes világban találnánk magunkat. Az enzimek megpróbálnak ránk csimpaszkodni, és megváltoztatni bennünket, talán más molekulákkal összekapcsolódva új csapatot alakítanánk, amely új lehetőségeket keresve cirkálna a piacon. Képzeljük el, hogy minden másodpercben és minden sejtben ezeknek a kölcsönhatásoknak a milliói zajlanak, így némi elképzelést alkothatunk arról, micsoda eszeveszettül viharos tevékenység folyt a korai bioszférában még a legegyszerűbb sejtekben is. Ez egy új világ és egy újfajta komplexitás. Miután a csillagokhoz és a bolygókhoz hasonlóan a sejtek is a kaotikus változások időszakában alakultak ki, ám a sejtek végül egyfajta stabil állapotba kerültek, amint elkezdték kezelni és elhárítani környezetük apró ingadozásait. A sejtek átmeneti egyensúlyt érnek el; mint ahogy a teljes fajok, származási vonalak és fajcsoportok is. De ez az egyensúly soha nem volt statikus. Mindig dinamikus volt, mindig az élő szervezetek és a változó környezetek közötti állandó alkudozás tartotta fenn, és mindig ki volt téve a hirtelen összeomlás veszélyének.

5. FEJEZET

A KIS ÉLET ÉS A BIOSZFÉRA Aztán, hogy a történelmi perspektíva érzését oltsa Esztába és Ráhelbe … Csako a Földasszonyról beszélt nekik. Elképzeltette velük, hogy a föld – mely négyezer-hatszázmillió éves – egy negyvenhat éves nő. … A Földasszonynak egész élete ráment, hogy a föld olyan legyen, amilyen. Hogy szétválassza az óceánokat. Hogy megteremtse a hegyeket. A Földasszony tizenegy éves volt, mondta Csako, amikor az első egysejtű organizmusok megjelentek. – ARUNDHATI ROY, AZ APRÓ DOLGOK ISTENE (Greskovits Endre fordítása)

A Föld és az élet együtt alkotja a bioszférát.1 A bioszféra szót az osztrák geológus Eduard Suess (1831–1914) alkotta. Suess egy sor, egymást átfedő és néha egymásba hatoló gömbnek tekintette a Földet, amelyek közé tartozik az atmoszféra (a levegő szférája), a hidroszféra (a víz szférája) és a litoszféra (a Föld szilárd, legfelső rétege, beleértve a földkérget és a földköpeny felső rétegeit). Az orosz geológus, Vlagyimir Vernadszkij (1863–1945) volt azonban az első, aki bebizonyította, hogy az élet szférája éppoly erősen alakította bolygónk történelmét, mint a többi, élettelen szféra. A bioszférát élő szövetből (és az élő anyag lenyomataiból és maradványaiból) álló, vékony buroknak tekinthetjük, amelyik az óceánok mélyétől a Föld felszínén keresztül a légkör legalsó rétegéig terjed. Az 1970-es években James Lovelock és Lynn Margulis arra mutattak rá, hogy a bioszférát olyan rendszerként foghatjuk fel, amelyben nagyon sok visszacsatolási mechanizmus működik, és ezek lehetővé teszik, hogy stabilizálja magát, hacsak nem érik jelentős megrázkódtatások. Lovelock ezt a hatalmas, önszabályozó rendszert a Föld görög istennője után Gaiának nevezte.

Geológia: hogyan működik a Föld? Jó ideig eltartott, mire elindult az élet fejlődése, ezért kezdetben a Földet tisztán geológiai rendszernek tekintjük, mint amilyen egy színpad a szereplők megérkezése előtt. Ez megkönnyíti, hogy megértsük azokat az összetett drámákat, amelyeket a későbbiekben fellépő, élő szervezetek adnak elő. Az akkréció és a differenciálódás heves, a fiatal Földet kialakító folyamatai egy kémiailag gazdag, elkülönülő rétegekből álló gömböt hagytak hátra. A gömbnek forró, félig olvadt magja volt, amely főként vasból és nikkelből állt, így a Földet a külső hatásoktól megvédő mágneses mezőt hozott létre bolygónk körül. A magot egy háromezer kilométer vastag, gázokból, vízből és félig olvadt kőzetekből álló burok vette körül, a köpeny. A legkönnyebb kőzetek felszínre emelkedtek, és létrehozták a Föld kérgét. A tűzhányók kürtőin keresztül gázok és vízgőz bugyborékoltak elő, létrehozva a Föld első légkörét és óceánjait. A meteorok és az aszteroidák új kőzeteket, ásványi anyagokat, vizet, gázokat és szerves molekulákat szállítottak a felszínére. Mintegy 3,8 milliárd évvel ezelőtt, amikor a világűrből jövő bombázás alábbhagyott, a geológiai változások fő mozgatóerejévé a Föld magjában eltemetett hő vált. Ez a hő felszivárgott a földköpenyen keresztül a kéregig és a légkörbe, minden rétegben megkavarta és kémiailag átalakította az anyagot, miközben lassú, konvekciós ciklusok formájában hatalmas mennyiségű anyagot tartott mozgásban. Ahogy a csillagok fejlődését, ugyanúgy a Föld geológiai evolúcióját is elsősorban azok az egyszerű folyamatok vezérelték, amely egy kezdeti, nem megújuló energiaforrásból táplálkoztak. A Föld pedig megváltozott, miközben a magból a köpenyen és a kérgen át kiizzadta magából a hőt az űrbe. A magból származó hő még ma is sok geológiai folyamat hajtóereje, és ez még évmilliárdokon át így is marad. A geológusok azonban csak az 1960-as években jöttek rá, hogyan működik ez a hatalmas geológiai gépezet. A geológia új felfogása a modern természettudomány egyik legfontosabb

paradigmáján alapult: a lemeztektonikán. Az emberek csak az elmúlt ötszáz évben tudták a Föld felszínét ábrázolni, mióta először voltak képesek körülhajózni. A legtöbb ember ettől függetlenül továbbra is feltételezte, hogy nagy léptékben a világ földrajza többé-kevésbé rögzített. A vulkánok kitörhetnek, a folyók pedig megváltoztathatják medrüket, de a kontinensek, az óceánok, a hegyek, a folyók és a sivatagok, a sarkvidéki jégsapkák és a kanyonok elrendeződése bizonyosan változatlan marad. Néhányan azonban kételkedni kezdtek ennek a képnek a helyességében. Ahogy Darwin megmutatta, hogy a földtörténeti korok során az élet alapvetően megváltozott, egyre több bizonyíték gyűlt össze arra vonatkozóan, hogy magának a Földnek a történetében is mélyreható változások következtek be. 1885-ben Eduard Suess felvetette, hogy körülbelül kétszáz millió évvel ezelőtt az összes kontinens még összeolvadva, egyetlen szuperkontinenst alkotott. Ma már tudjuk, hogy tökéletesen igaza volt. Három évtizeddel később Alfred Wegener német meteorológus, aki Grönlandon végzett kutatást, rengeteg, Suess ötlete mellett szóló bizonyítékot gyűjtött össze. Wegener ezeket a bizonyítékokat 1915-ben, az I. világháború közepén tette közzé A kontinensek és az óceánok eredete című könyvében (amelynek címe vélhetően főhajtás Darwin A fajok eredete című műve előtt). Ahogy Darwin azt állította, hogy az élő szervezetek folyamatos evolúciót mutatnak, Wegener azt vetette fel, hogy a kontinensek és az óceánok is fejlődnek, változnak, méghozzá egy olyan mechanizmus révén, amelyet kontinensvándorlásnak nevezett. A valaha a Pangea vagy Pan-Gaia (a görög szó jelentése „az egész Föld”) szuperkontinensben egyesült kontinensek fokozatosan elszakadtak egymástól, és jelenlegi helyükre vándoroltak. Wegener rengeteg bizonyítékot sorakoztatott fel elképzelése mellett. A világtérképen sok részlet olyannak tűnik, mintha egykor összeillettek volna, ami az embereknek már az első világtérképek megrajzolásakor, a XVI. században feltűnt. Nem sokkal 1600 előtt egy holland térképész, Abraham Ortelius megjegyezte, hogy a két Amerika olyannak látszik, mintha valamilyen katasztrófa következtében „elszakadtak volna” Európától.2 Elég egy pillantást vetni egy modern világtérképre, azonnal észrevesszük, hogy

Brazília „válla” jól illeszkedik a Nyugat- és Közép-Afrika alkotta „hónaljhoz”, míg Nyugat-Afrika olyan, mintha a Karib-térség hatalmas ívébe illeszkedne. Az 1960-as években a geológusok rájöttek, hogy az illeszkedés még pontosabb, ha a kontinentális selfek határát vesszük figyelembe. Wegener rámutatott, hogy az ősi hüllők fosszíliái szinte ugyanolyanok Dél-Amerikában, mint Közép- és Dél-Afrikában. A XIX. század elején a német természetbúvár, Alexander von Humboldt volt az egyik első tudós, aki megírt egy modern, tudományos alapokon nyugvó eredettörténetet, és aki felfigyelt a Dél-Amerika és Afrika tengerpartjain előforduló növények hasonlóságára.3 Emellett olyan kőzetrétegeket is találtak, amelyek NyugatAfrikában kezdődnek és Kelet-Brazíliában megszakítás nélkül folytatódnak. A meteorológus Wegener különösen az éghajlati bizonyítékok iránt érdeklődött. Afrika trópusi területein a gleccserek mozgására jellemző karcolások és árkok találhatók. Lehetséges, hogy a trópusi Afrika valaha a Déli-sarkon helyezkedett el? Grönlandon ezzel szemben Wegener trópusi növények fosszíliáit találta. Valami a régmúltban egész biztosan nagy távolságokra elmozdult. Egy jó tudományos hipotézishez azonban többre van szükség néhány meggyőző bizonyítéknál. Aligha segítette Wegener ügyét, hogy könyve az I. világháború közepén jelent meg, mint ahogy az a tény sem vált előnyére, hogy német volt, ráadásul nem geológus, éppen ezért az angolszász világban csak kevés geológus vette komolyan az ötletét. Tényleg lehetséges, hogy egész kontinensek keresztülvándoroltak az óceánokon? Wegenernek fogalma sem volt arról, mi lehetne az az erő, amely képes egész kontinenseket elmozdítani, márpedig a legtöbb hivatásos geológus szemében a magyarázat hiánya elég volt ahhoz, hogy elvessék Wegener hipotézisét. 1926 novemberében a kontinensvándorlás Wegener-féle elméletét határozottan elutasította az amerikai kőolajkutató geológusok befolyásos egyesülete. Ezzel úgy tűnt, végleg befellegzett az elgondolásnak. De talán mégsem, miután kiderült, hogy néhány geológust mégiscsak érdekel az ötlet. Egy brit geológus, Arthur Holmes 1928-ban azt állította, hogy a Föld belseje elég forró ahhoz, hogy lassan mozogjon, mint a láva. Ha viszont ez így van, akkor talán a Föld belsejét alkotó anyag mozgása

körbesodorhatja a kontinenseket az egész Földön. Ám csak az 1950-es években találták meg azokat az új bizonyítékokat, amelyek azt mutatták, hogy Wegenernek, Holmesnak és a kontinensvándorlás gondolata más támogatóinak jó volt a geológiai megérzése, és helyes úton jártak. Ez volt az a pillanat, amikor a szonárnak nevezett berendezés (a szó a „hang alapján végzett navigációból” származik) belépett a történetbe. A kibocsátott, és a víz alatti objektumokról visszaverődő hangjelekkel működő szonártechnológiával nemcsak észlelni lehet ezeket az objektumokat, hanem a visszhangok elemzésével a helyük is meghatározható. Számos állat is szonárt használ a tájékozódáshoz, például a delfinek és a denevérek. Az ember alkotta, mesterséges szonártechnológia a radiometrikus kormeghatározáshoz hasonlóan szintén a háborús tudomány terméke, ezzel próbálták felderíteni az ellenséges tengeralattjárókat. Harry Hess, aki civilben a geológia professzora volt Princetonban, a II. világháborúban haditengerészeti parancsnokként szolgált, és szonárt használt a német tengeralattjárók követésére. A háború után a szonárt a tengerfenék feltérképezésére használta, az ugyanis akkoriban még mindig ismeretlen terület volt a tengergeológusok számára. Legtöbbjük a tenger fenekét a kontinensekről bemosott iszapból álló síkságnak képzelte. Ehelyett Hess vulkanikus hegyláncokat talált a Csendes-óceán mélyén. Erre egyetlen geológus sem számított. Miután az 1950-es évek elején hasonló hegyláncot fedeztek fel, amely végigfut az Atlanti-óceán közepén, Hess hozzáfogott egy elmélet kidolgozásához, amely meg tudta magyarázni ezeknek az óceánközépi gerinceknek a létezését. Munkájában segítségére volt a paleomagnetizmus, vagyis a tengerfenék mágnesességének tanulmányozása. Az már ismert volt, hogy néhány százezer éves időközönként a Föld északi és déli mágneses pólusai helyet cserélnek, és ez a Föld történetében több alkalommal is előfordult. Ezek az átfordulások nyomot hagytak az óceánfenék közepén előszivárgó lávában, és annak megszilárdulásakor rögzült a pillanatnyi mágneses orientáció. A vulkáni árok két oldalán a kőzetek mágneses orientációja a gerincektől távolodva ezeknek az észak-déli átfordulásoknak a nyomát mutatta. Ez zavarba ejtette Hesst. Végül Hess rájött, hogy a tenger alatti hegyláncok azért jöttek létre, mert a

magma az óceáni kéreg repedésein keresztül felfelé nyomult. A feltevés észszerű volt, mert az óceáni a kéreg vékonyabb, mint a kontinentális kéreg, így a forró magma könnyen áttörhetett rajta. Ahogy a magma a repedéseken át feltört a tengerfenékre, széjjeltolva a már meglévő kérget, és új tengerfeneket teremtve, amelyben otthagyta lenyomatát annak az időszaknak a mágneses orientációja, amikor az új kéreg létrejött. Az óceánok közepén a kőzetek váltakozó mágnesessége lehetővé tette a tenger alatti hegyláncok képződése korának megállapítását. Ezekben a felfedezésekben rejlett a kontinensvándorlás mozgatóereje, amelyet Wegener hiába keresett. A hegyláncok, a kontinensek és a tengerfenék azért jöttek létre és azért nyomódtak széjjel, mert a Föld köpenyéből hatalmas mennyiségű forró magma emelkedett fel, és a tengerfeneket alkotó kéreg repedésein keresztül előpréselődött. A magmát a radioaktív elemek bomlási hője és a Föld magjában a Föld összetömörülése és kialakulása idejéből megőrződött hő tartotta forrón. Ott, a bolygó magjában rejtőzik tehát a keresett hajtóerő. Ahogy a csillagot a magjában zajló fúzió tartja fenn, a Föld közepéből kiszivárgó hő a felszínen lejátszódó legfontosabb geológiai folyamatok hajtóereje. Ma már bőségesen vannak bizonyítékok, melyek szerint a Föld mindkét fajta kérge, az óceáni és a kontinentális, egyaránt különálló lemezekre törik, amelyek egymáshoz ütközve változtatják helyüket, ahogy ide-oda vonszolja őket a félig olvadt, képlékeny magma, amelynek a tetején úsznak. Forró magmatömegek emelkednek a Föld mélyéből felfelé, és köröznek, mint a forrásban lévő víz a fazékban. A félig olvadt kőzeteknek és lávának ezek a konvekciós áramlásai mozgatják a tetejükön úszó tektonikus lemezeket (kéreglemezeket). A paleomágneses sávok részletes tanulmányozásával a geológusok több száz millió évre visszamenőleg nyomon követhetik a lemezek mozgását, egyre pontosabb képet rajzolva a Föld változó arculatáról az elmúlt körülbelül egymilliárd év alatt. Ma már tudjuk, hogy ezek a mozgások hozták létre a szuperkontinenseket, például a Pangeát, majd többször feldarabolták őket, amely ciklikus folyamat a proterozoikum (földtörténeti előidő) nevű eon korai szakaszában, mintegy két és fél milliárd évvel ezelőtt kezdődött. Ezt megelőzően valószínűleg nem léteztek nagy

kontinensek. Egyes geológusok szerint viszont a tektonikus lemezeket mozgató gépezet sokkal korábban működésbe lendült. A hadaikum eonból származó bizonyítékok azt sugallják, hogy a lemeztektonika valamilyen formában már 4,4 milliárd évvel ezelőtt is működött, vagyis azonnal megindult, amint a Föld a különböző rétegekre differenciálódott.4 Akárcsak az ősrobbanás kozmológiája, a lemeztektonika is egy erős, egyesítő ötlet volt. Sok különböző folyamatra magyarázatot adott, és megmutatta a kapcsolatukat, a földrengésektől a hegyképződésig és a kontinensek mozgásáig. Megmagyarázza, miért történik olyan sok vad geológiai esemény ott, ahol a tektonikus lemezek találkoznak, és utat törnek maguknak egymás mellett, fölött és alatt. A lemeztektonika azt is megmagyarázza, miért olyan dinamikus a Föld felszíne, és miért újul meg folyamatosan, amint új anyag érkezik a köpenyből, miközben a felszíni anyag alábukik a Föld mélyébe. Ha részletesen meg akarjuk érteni, hogyan működik a lemeztektonika, fordítsuk figyelmünket a tektonikus lemezek közötti határokra. Széttartó, egymástól távolodó (divergens) lemezek határán, amilyeneket Harry Hess írt le, az anyag felemelkedik a köpenyből, és széjjelnyomja a lemezeket. Máshol azonban a lemezek egymás felé tartanak (konvergens lemezhatár), ezért egymáshoz nyomódnak. Ha a két lemez körülbelül azonos sűrűségű – ha, mondjuk, mindkettő gránitból álló, kontinentális tábla –, akkor két, a nőstényért viaskodó szarvasbika módjára egymásnak feszülnek, és a magasba emelkednek. Így jött létre a Himalája az elmúlt ötvenmillió évben, amint a gyorsan mozgó Indiai-lemez az Antarktisztól észak felé haladva beleütközött az Ázsiai-lemezbe. Ha viszont a két konvergáló lemez különböző sűrűségű – ha például az egyik súlyos, bazaltból álló óceáni kéreg, a másik pedig könnyebb, gránit alkotta kontinentális kéreg –, akkor a történet másként alakul. A nehezebb óceáni lemez a könnyebb kontinentális lemez alá merül az úgynevezett szubdukciós zónában. Lefelé tör magának utat, mint egy elszabadult lift a betonpadlón keresztül, és a kéreg anyagát visszaviszi a köpenybe, ahol az feloldódik. Ahogy a süllyedő lemez befúródik a köpenybe, annyi súrlódási hő fejlődik, amennyi képes megolvasztani a fölötte lévő kérget, széthasítva és átlyukasztva azt, ezáltal új vulkanikus hegyláncok

keletkeznek. Így jöttek létre az Andok, amint a Csendes-óceáni-lemez (Pacifikus-lemez) a Dél-Amerika nyugati partját hordozó lemez alá fúródott. Végül, vannak elcsúszó (transzform) lemezhatárok. Itt a lemezek akadozva bár, mégis egymás mellett mozdulnak el, mint két egymáshoz szorított, de ellenkező irányba tolt csiszolópapír. A súrlódás megállítja a lemezek csúszását, amíg olyan nagy feszültség halmozódik fel, hogy hirtelen, heves rándulással elmozdulnak. Így halmozódik a nyomás például Észak-Amerika nyugati partján, a Szent-András-törésvonal mentén. (Egy ideig San Diegóban éltem, ahol időnként éreztem a rengéseket, és sok kaliforniaihoz hasonlóan, nekem is biztosítást kellett kötnöm földrengés esetére.) Az anyagok áramlása a légkör, a felszín és a köpeny között jelentős hatást gyakorolt a Föld felső rétegeinek kémiai viszonyaira. Újfajta kőzetek és ásványok jöttek létre. Mire az élet kialakult és elkezdett elterjedni a szárazföldön, a köpenyben zajló kémiai folyamatok már ezerötszáz különféle ásványt hoztak létre.5 A lemeztektonika kivételes kémiai és geológiai dinamizmust eredményez a Földön. A lemeztektonika a fiatal Föld felszíni hőmérsékletét is befolyásolta. Amint már láttuk, a megfelelő hőmérséklet döntő fontosságú a földi élet története szempontjából. Két fő hatás határozza meg a földfelszín átlagos hőmérsékletét: a Föld belsejéből és a Napból érkező hő mennyisége. Ezeket nagyjából ki tudjuk számítani. A légkör összetételének ismeretében azt is meghatározhatjuk, mennyi hő marad a Föld felszínén, és mennyi sugárzódik ki a világűrbe. Különösen fontos az üvegházhatású gázok szerepe, ezért nélkülözhetetlen mennyiségük (arányuk) pontos ismerete. Ezek a gázok, például a szén-dioxid és a metán, csapdába ejtik a napfény energiáját, ahelyett, hogy hagynák kisugárzódni a világűrbe. Ha sok üvegházhatású gáz található a légkörben, akkor általában melegebb a Föld. De vajon mi szabályozza az üvegházhatású gázok szintjét? A csillagász Carl Sagan (a modern eredettörténet egyik nagy úttörője) mutatott rá arra, hogy a kérdésre adott válasz létfontosságú, mert megoldhat egy másik rejtélyt is. A Napunkhoz hasonló csillagok, ahogy öregszenek, egyre több energiát bocsátanak ki, így a múltban a Földre érkező hőmennyiség lassan emelkedett. Amikor a Föld fiatal volt, a Nap 30

százalékkal kevesebb energiát bocsátott ki, mint ma. Akkor miért nem volt a korai Föld egy jéggolyó, és miért nem volt túlságosan hideg az élethez, mint ma a Mars? Carl Sagan ezt a problémát a „korai halvány Nap paradoxonának” nevezte. Kiderült, hogy a választ a Föld korai légkörében jelen lévő, üvegházhatást okozó gázok mennyisége adja meg. Ezek szintje elég magas volt ahhoz, hogy annyira felmelegítsék a fiatal Földet, hogy kifejlődhessen rajta az élet. A Föld első légkörében alig volt szabad oxigén, viszont bőségesen voltak üvegházhatású gázok, különösen vízgőz, metán és szén-dioxid, amelyek a köpenyből a vulkánokon keresztül törtek elő, vagy aszteroidák szállították bolygónkra. Az üvegházhatású légkör az élet fontos Goldilocks-feltétele volt a fiatal Földön. De vajon milyen stabil volt ez a korai üvegházhatású légkör? Vagy általánosabban fogalmazva, mi biztosította, hogy amikor a Nap kezdett egyre több energiát kibocsátani, akkor ennek ellenére a Föld felszíni hőmérséklete a mágikus, 0 és 100 Celsius-fok közötti tartományon belül maradjon? Az 1970es években James Lovelock és Lynn Margulis azzal érveltek, hogy vélhetően hatékony, önszabályozó mechanizmusok működhettek a Föld felszínén, amelyek a hőmérsékletet a Goldilocks-tartományon belül tartották. Amint szó volt róla, ezt a rendszert Gaiának nevezték. A Gaia a Föld geológiája és élővilága közti kapcsolatok összességét jelenti, amelyek az élet számára barátságos helyként tartották meg a Földet. Sok tudós továbbra is szkeptikus a Gaia-hipotézist illetően. Az azonban világos, hogy a bioszférában valóban működnek különféle visszacsatolási mechanizmusok, amelyek némelyike termosztátként viselkedik, vagyis részlegesen szabályozza a Föld felszínének hőmérsékletét. Egyes ilyen mechanizmusok geológiaiak, mások viszont élő szervezetek útján fejtik ki hatásukat. A termosztát-mechanizmusok közül az egyik legfontosabb tisztán geológiai jellegű, vagyis ez már az élet megjelenése előtt is dolgozni kezdhetett volna a Földön. Ez a folyamat összeköti a tektonikát a bolygóléptékű változások másik fő tényezőjével, az erózióval. Míg a tektonika felépíti a hegyeket, az erózió porlasztja őket. A szél, a víz és a különböző kémiai folyamatok szüntelenül őrlik a hegyek szikláit, amelyek

törmeléke azután a gravitációs gradiens hatására az óceánok felé mozog. Az erózió is magyarázza, miért nem sokkal magasabbak a hegyek; a tektonika viszont azt magyarázza meg, miért nem tűntek el mind egyetlen, hatalmas, globális síkságban. Természetesen maga az erózió is a tektonika mellékterméke, mert a szél és az eső egyaránt a Föld belsejéből ered. A hegyképződés felgyorsíthatja az eróziót, mert a gravitáció hatására a magasabb hegyekben nagyobb a folyók romboló ereje, így a víz nagyobb erővel támadja a szárazföldet, és gyorsabban szállítja a talajt az óceán felé. A geológiai termosztát a következőképpen működik. A szén-dioxid, az egyik legerősebb üvegházhatású gáz, feloldódik az esőcseppekben, és szénsav formájában eléri a Földet. Ott feloldja a sziklák anyagát, majd ezen reakciók sok szénatomot tartalmazó melléktermékeit az óceánokba mossa. Ott a szén egy része beépül a karbonátos kőzetekbe. Ahol a tektonikus lemezek a szubdukció során visszasüllyednek a köpenybe, a szén egy része (nagyrészt mészkő formájában) több millió, akár több milliárd évre is eltemetődhet a köpenyben. Ily módon a tektonikus szállítószalag széndioxidot távolít el a légkörből, ami végső soron csökkenti a szén-dioxidszintet, az éghajlat pedig hidegebbé válik. Ma már tudjuk, hogy több szén van eltemetve a köpenyben, mint amennyi a Föld felszínén vagy a légkörében jelen van. Természetesen ha ez a folyamat túl sok szén-dioxidot temetne el, akkor a Föld megfagyna. Ezt (az idő nagy részében) a geológiai termosztát második jellemző folyamata akadályozta meg. A lemeztektonika következtében (amely mechanizmus valószínűleg nem működik a jeges Marson) a széndioxid a széttartó (divergens) zónáknál visszatérhet a légkörbe, mert ott a köpeny anyaga a benne eltemetett szén-dioxiddal együtt a vulkánokon keresztül a felszínre jut.6 A mechanizmus két oldala között egyensúly áll fenn, mert magasabb hőmérsékletek esetén több csapadék hull, ami felgyorsítja az eróziót, így több szén kerül vissza a köpenybe. Ha viszont a Föld túlságosan lehűl, a csapadék mennyisége csökken, kevesebb szén-dioxid temetődik el, a vulkánokból kilövellő szén-dioxid felhalmozódik a légkörben, a Föld pedig újra felmelegszik. A geológiai termosztát négymilliárd éve folyamatosan alkalmazkodik a napsugárzás növekvő szintjéhez és az emiatti

melegedéshez.7 Naprendszerünk egyetlen más bolygóján sem ismerünk ehhez hasonló folyamatokat. A Vénusz megmutatja, mivé lenne a Föld, ha túl sok széndioxid maradna a légkörben. Ma a Vénusz légköre óriási mennyiségű széndioxidot tartalmaz, és úgy tűnik, a bolygó megszenvedte az elszabadult üvegházhatást. Felszíne elég forró ahhoz, hogy minden víz elpárologjon, sőt még az ólom is megolvadjon. A Mars a másik rossz irányba fejlődött. Túl kicsi a tömege, ezért légkörében nem képes megtartani az üvegházhatású gázokat, ezért azok elszöktek a világűrbe; a bolygó annyira lehűlt, hogy vízkészlete legnagyobbrészt jég formájában létezik. A Mars felszínén vizsgálódó Curiosity marsjáró mérései bebizonyították, hogy egykor, évmilliárdokkal ezelőtt folyékony víz lehetett a bolygó felszínén, és akkor esetleg egyszerű életformák is kifejlődhettek. Ez azonban a régmúlt. Mindenesetre ma úgy tűnik, hogy sem a Marson, sem a Vénuszon nem működik a lemeztektonika, ezért ott hiányzik bolygónk termosztátjának egyik kulcsfontosságú eleme. A Mars ahhoz is túl kicsi, hogy megtartsa a tektonika működtetéséhez szükséges belső hőt, a Vénuszon viszont a víz legnagyobb része elgőzölgött, így hiányzik a tektonikai működést megkönnyítő síkosítóanyag, a víz, amely elősegíti a kőzetlemezek egymás melletti, alatti és fölötti elmozdulását.8 A geológiai termosztát távolról sem volt tökéletes, egyes korszakokban leállással fenyegetett, ami komoly következményekkel járt volna a bioszférára nézve. De végül, más, tartalék termosztát mechanizmusok is kifejlődtek. Ezeket az élő szervezetek hozták létre. Ezért most vissza kell térnünk arra a kérdésre, milyen szerephez jutottak a bioszférában élő szervezetek, amikor a Föld geológiai színpadára léptek, és elkezdték felfedezni, majd végül átalakítani a különböző ökológiai fülkéket.

Az élet egysége A Tyrannosaurus rex és az E. coli baktérium közti feltűnő különbségek ellenére, lényeges jellemzőit tekintve az élet figyelemreméltóan egységes.

Minden ma élő szervezet genetikailag rokonságban áll egymással. Sok közös genetikai eszközzel rendelkeznek, elsősorban olyanokkal, amelyek funkciójukat tekintve a számítógépes szoftverekben használt szubrutinokra hasonlítanak, és az alapvető háztartási feladatokat végzik el. A sejtekben az ilyen házimunkák közé tartozik például a táplálék molekuláinak felbontása energiájuk vagy kémiai összetevőik kinyerése érdekében, vagy az energia és az atomok mozgatása. Ezért a sejtek szintjén nehéz megkülönböztetni az embert az amőbától. Ma már nyomon követhetők az összes élő szervezet közötti genetikai kapcsolatok, ha összehasonlítjuk a DNS-ben az A-k, a C-k, a G-k és a T-k hosszú sorozatait. A főszabály értelmében minél nagyobb az eltérés két genom között, annál hosszabb idő telt el a két faj közös ősének létezése óta, azt viszont nagyjából tudjuk, milyen sebességgel diverzifikálódnak a különböző típusú genomok. Biztonsággal kijelenthetjük tehát, hogy az emberek és a csimpánzok közös őse hét- vagy nyolcmillió évvel ezelőtt élt, ugyanakkor az emberek és a banánok mintegy nyolcszázmillió évvel ezelőtt kezdtek különböző genetikai fejlődési utat követni. A különböző élő fajok DNS-ét összehasonlítva, sokkal részletesebb és valószínűleg sokkal pontosabb családfákat készíthetünk, mint az ősmaradványok alapján. A biológusok jelenleg az összes élő szervezetet három nagy doménbe sorolják: archeák és baktériumok, amelyek közé csak egysejtű prokarióták tartoznak, valamint az eukarióták, amely doménbe az összetettebb egysejtűek és a hozzánk hasonló soksejtű szervezetek tartoznak. A modern osztályozási rendszer a XVIII. századi svéd biológus, Carl Linné (Linnaeus) taxonómiai (osztályozási) munkája nyomán fejlődött ki. Linné minden szervezetet egymásba ágyazott osztályokba csoportosított. A legalacsonyabb taxonómiai szint, a faj csak egy elemet tartalmaz. A következő szint a nemzetség, a nagyon közeli rokonságban álló fajok csoportja. Az ember például a Homo sapiens nemzetségbe és fajba tartozik; míg a Homo nemzetség magában foglalja a már kihalt őseinket, a Homo habilist és a Homo erectust (más néven Homo ergaster). A taxonómiai szintek egyre bővülnek; növekvő sorrendben a következő szinteket különböztetjük meg: család, rend, osztály, törzs, ország és domén (birodalom). Azt mondhatjuk tehát, hogy az emberek

a sapiens fajba tartoznak, amely viszont a Homo nemzetségbe, az emberfélék (Hominidae) családjába, a főemlősök (Primates) rendjébe, az emlősök (Mammalia) osztályába, a gerincesek (Chordata) törzsébe, az állatok (Animalia) országába és az eukarióták (Eukaryota) doménjébe (birodalmába) tartozik. Az első élő organizmusok bizonyára gyorsan diverzifikálódtak, miután beléptek az evolúció új területére. Lehet, hogy közöttük sok zombi is fennmaradt. Íme, egy leírás az ősi élet furcsa világáról a földi élet történetét feldolgozó, a közelmúltban született könyvből: Képzeljük az élő, a csaknem élő és az élet felé fejlődő lények óriási állatkertjét. Mi lenne ebben az állatkertben? Sokféle, különböző nukleinsavakat tartalmazó teremtmény, és olyan dolgok, amelyek ma már nem léteznek, és ennélfogva nevük sincs. Elképzelhetjük a bonyolult kémiai összefonódásokat. És az életnek mindezek a hatalmas állatseregletei egy virágzó, kusza és versengő ökoszisztémában léteztek – abban az időben, amikor az élet a legváltozatosabb sokszínűségét mutatta a Földön.9 Valamikor az archaikum eon korai szakaszában (amely négymilliárd évvel ezelőtt kezdődött), a reproduktív mechanizmusok pontosabbá, a gének stabilabbá váltak, és egyértelműbbek lettek a határok az élők és a szinte élők között. Ez az a pont, ahol a darwini értelemben vett természetes kiválasztás valóban elkezdett működni. Miután azonban az élet létrejött, nem volt garancia a fennmaradására. Talán egykor a Marson és a Vénuszon is létezhettek egyszerű életformák. De ha így is volt, az élet hamarosan mindkét bolygón kipusztult. Még a Földön is rengeteg körülménynek kellett kedvezően alakulnia az elmúlt közel négymilliárd évben, hogy az élet vékony patakja folyammá duzzadjon.

Prokarióták: az egysejtű organizmusok világa

Az első élő szervezetek valószínűleg az archeák lehettek, bár a második domén, a baktériumok is korán megjelentek. Mindkét domén kizárólag prokariótákból áll: ezek olyan parányi, egysejtű organizmusok, amelyeknek nincs elkülönülő sejtmagjuk vagy más, specializálódott sejtszervecskéik. A prokarióták a bioszféra történetének több mint hétnyolcadában domináltak, körülbelül hatszázmillió évvel ezelőttig. Ha valaha találkozunk élő szervezetekkel, amelyek galaxisunk más részein élnek, akkor valószínűleg nem kezet fogunk velük, hanem mikroszkópunkon keresztül megnézzük őket. A prokarióták olyan kicsik, hogy a mondat végén álló ponton százezer is elférne közülük. A prokariótákban a gének gyűrűkben és szálakban szabadon lebegnek citoplazmájuk sós molekuláris iszapjában, így DNS-üket – mint minden mást a citoplazmájukban – állandóan püfölik a külső hatások, ezért könnyen sérülhet vagy megváltozhat. A genetikai anyag részletei átúszhatnak a sejtmembránokon keresztül, és átvándorolhatnak más sejtekbe. A prokarióták világában sok genetikai ötlet oldalirányban terjed, egymástól független egyedek között, valamint függőlegesen, a szülőktől az utódokig. A prokarióták úgy kereskednek a génekkel, ahogyan mi a részvényekkel, ezért egy önálló faj fogalmát nehezebb meghatározni a prokarióták világában, mint a mi világunkban. Ma továbbra is a prokarióták dominálnak a bioszférában. Testünkön és annak belsejében valószínűleg több prokarióta sejt található, mint ahány a saját DNS-ünket tartalmazza. Ezeket azonban figyelmen kívül hagyjuk (hacsak nem okoznak gyomorfájást vagy megfázást), mert sokszorta kisebbek a saját sejtjeinknél. Ezt a hatalmas árnyékvilágot, amelyet a prokariótákkal megosztunk, mikrobiomnak nevezzük. Egészen a közelmúltig csábító volt arra gondolni, hogy az egysejtű organizmusok unalmasak, így könnyű szívvel átugorhatjuk a bioszféra történetének első hárommilliárd évét. Ma viszont már tudjuk, hogy nem érthetjük meg a bioszféra legújabb történelmét, ha nem értjük az apró élőlények sokkal hosszabb korszakát. Amint fejlődtek, a prokarióták számos új trükköt fejlesztettek ki, amelyek segítségével jobban kihasználták a különböző környezeteket. Mi pedig ma is számos olyan biokémiai módszert használunk, amelyeknek ezek voltak az úttörői.

Minden prokarióta képes az információ feldolgozására. Bizonyos értelemben még tanulhat is. A membránjukba sok ezer molekuláris érzékelő ágyazódik, amelyek képesek kimutatni a fény és a savasság gradiensét, és érzékelik, ha a közelben potenciális élelmiszerek vagy mérgek vannak, és jelzik, ha valamilyen kemény tárgyba ütköztek. Az érzékelők fehérjékből állnak, amelyeknek, mint minden enzimnek, kötőhelyeik vannak, ahová a sejteken kívüli bizonyos molekulák odakapaszkodhatnak, emellett az érzékelők reagálnak a fény, a savasság vagy a hőmérséklet változásaira. Amikor ezek a fehérjék észlelnek valamit, alakjuk kissé megváltozik, ami jelzés a sejt belseje számára. Az alaposan tanulmányozott E. coli baktérium membránjába például négy különböző típusú érzékelőmolekula ágyazódik, amelyek együttesen a környezetben előforduló mintegy ötven különböző, jó vagy rossz dolgot képesek észlelni.10 Amint az érzékelők észleltek valamit, a sejt döntést hozhat. Például dönthet úgy, hogy bizonyos molekulákat átenged a sejthártyán (mert tápláléknak tűnik), vagy kívül tartja őket (mert olyanok, mint a méreg). A döntéshozatal nagyon egyszerű lehet. Talán csak nagyon kevés bemenő adatra épül, és csak igen/nem választ igényel. „Beengedjem ezt a molekulát, vagy ne?” Vagy „Ajjaj, ezen az oldalon túl meleg van! Odébbmenjek?” De még a legegyszerűbb érzékelők is lényegében felvázolják a sejt környezetét. Miután megszületett a döntés, hogy odébb kell állni, akkor aktiválni kell az összes mozgató eszközt. Sok baktérium esetében ez egyfajta forgó csáp vagy ostor, amely úgy működhet, mint egy propeller. Az E. colinak hat ilyen ostorszerű nyúlvány ágyazódik a membránjába. Mindegyik húsz különböző részből áll, és másodpercenként több százszor képes körbefordulni, amihez az energiát a membrán két oldala közti protongradiens biztosítja. Ha szükséges, az ostorok összehangoltan foroghatnak, hogy jobban irányított legyen a mozgás.11 A membránban lévő szenzorok és az ostorok közötti kapcsolat azt jelenti, hogy az E. colinak valójában rövid távú memóriája van. Az információ megőrzése talán csak néhány másodpercig tart, de elég erős ahhoz, hogy azt mondja: „Nincs probléma, semmit sem kell tenni!”, vagy azt, hogy: „Ez nem jó, ostorok, kezdjetek csapkodni!” A rövid távú memória az érzékelők és az általuk kibocsátott vegyületek apró változásain alapul.

Ez az információfeldolgozó eszköz meglehetősen egyszerű, de már megjelent benne az összes biológiai információfeldolgozás három kulcsfontosságú összetevője: a bemenetek, a feldolgozóegység és a kimenetek. Az információ kezelésének képessége a prokarióták számára több lehetőséget adott arra, hogy átvegyék az irányítást a helyi energiaáramlás fölött. Idővel a prokarióták fejlődtek, és így a Föld óceánjainak sokféle környezetében váltak képessé arra, hogy megszerezzék, irányítsák és kezeljék az energiát. Az első prokarióták valószínűleg kemotróf organizmusok voltak. Ez azt jelenti, hogy az energiát a víz és a kőzetek közötti geokémiai reakciókból szerezték, amelyek során egyszerű anyagok szabadultak fel, például kén-hidrogén és metán, valamint kémiai energia, amelyet meg tudtak csapolni.12 A könnyen feldolgozható vegyületek, amelyek amúgy is csak apró cseppenként szabadították fel az energiát, korlátozott mennyiségben álltak rendelkezésre a legősibb óceánokban; csak ritka környezetekben, például mélytengeri kürtők környékén voltak könnyen hozzáférhetők. Ezek a korlátok leszűkítették a földi élet lehetőségeit. Elég korán azonban néhány prokarióta megtanulta, hogyan lehet megenni más prokariótákat. Ezek voltak a bioszféra első heterotróf szervezetei, a T. rex és más ragadozók prokarióta megfelelői. Mi magunk is heterotróf szervezetek vagyunk; más szervezetek elfogyasztásából, nem pedig vegyi anyagokból nyerjük az energiát. De még a más organizmusok elfogyasztásának is korlátai vannak, ha az egész bioszféra az óceánokhoz rögzített energialánctól függ.

Fotoszintézis: energetikai kincsesbánya és forradalom Mintegy 3,5 milliárd évvel ezelőtt egy új evolúciós innováció, a fotoszintézis, néhány szervezet számára lehetővé tette a Nap energiájának megcsapolását. Ez volt az élet első energetikai kincsesbányája, ami az aranylázhoz hasonlítható hatással volt a prokariótákra. A napfény fotonjai több ezerszer annyi energiát hordoznak, mint a kozmikus háttérsugárzás fáradt és öreg fotonjai. A hatalmas energiaáramlás

megcsapolása gyökeresen megváltoztatta a lehetőségeket. Bár az élet továbbra is újrahasznosította az összes felhasznált anyagot (ezért érdekli a tudósokat különösen a szén, a nitrogén és a foszfor áramlása), attól kezdve az energiaforrás többé-kevésbé korlátlannak tűnt.13 Az élő sejtek immár hozzájutottak ahhoz az energiához, amelyre maguk és környezetük teljesen új léptékű újjászervezéséhez szükségük volt. Szélesebb körben terjedtek el, és az élő anyag mennyisége bizonyosan sok nagyságrenddel nőtt. Hogyan hasznosítják az élő szervezetek a napfényt? A fotoszintézis számos, különböző típusú reakciója létezik, amelyek eltérő hatásfokkal alakítják a napfényt biológiai energiává, miközben különböző melléktermékek szabadulnak fel. Mindegyik ilyen reakció a Napból érkező, nagy energiájú fotonokat használ arra, hogy a fényérzékeny molekulákban, például klorofillban található elektronokat gerjessze. Ez olyan lökést ad az elektronoknak, hogy elszabadulnak az atomjaiktól, amelyekhez tartoztak, majd addig vergődnek, míg végül a fehérjék magukhoz ragadják őket. A fehérjék a nagy energiájú elektronokat egyfajta vödörlánc formájában juttatják át a sejtmembránokon. Ezáltal a membrán két oldala közt elektromos gradiens lép fel, amelyet fel lehet használni az energiahordozó molekulák, például az ATP feltöltésére. Ez ismét a kemiozmózis egy fajtája, de ezúttal az ATP-molekulákat feltöltő energia nem a táplálék molekuláiból származik, hanem a hatalmas, égi energiaforrásból, a Napból. Ez az első szakasz a fotoszintézis minden fajtájában. A második fázisban a befogott energiát olyan összetett kémiai reakciók sorozatában használják, amelyek hatásfoka jelentősen változik, attól függően, hogy a sejten belül dolgoznak, vagy olyan molekulákat hoznak létre, mint a szénhidrátok, amelyek a későbbi felhasználás céljára energiát tárolnak. A fotoszintézis legkorábbi formái melléktermékként még nem állítottak elő oxigént, ennek ellenére jól működtek a szabad oxigén nélküli világban. Lehet, hogy a napfényből szerzett energiát arra használták, hogy elektronokat szerezzenek a kén-hidrogénből (ez a záptojásban fejlődő gáz) vagy a korai óceánokban oldott vasatomokból. A fotoszintézis legegyszerűbb, korai formái is forradalmian új energiaellátást biztosítottak, aminek köszönhetően a korai óceánokban az élet

mennyisége elérhette a mai szint akár 10%-át is.14 A fotoszintézist hasznosító prokariótáknak az óceánok felszíne vagy a tengerpartok közelében kellett élniük. Sok közülük a sztromatolitokként ismert, korallszerű struktúrákká alakult át, amikor a kontinensek pereme környékén a szervezetek milliárdjai, elpusztult őseik egyre vastagodó rétegei fölött felhalmozódva zátonyokká nőttek. A sztromatolitok néhány speciális környezetben még mindig léteznek, például Nyugat-Ausztrália partjainál, a Shark-öbölben. Manapság ritkák ugyan, de első megjelenésük több mint 3,5 milliárd évvel ezelőtti pillanatától kezdve, körülbelül 500 millió évvel ezelőttig – vagyis bolygónk történetének jóval több mint a felében – valószínűleg ezek voltak a Föld legszembetűnőbb életformái. Ha az idegenek eljöttek volna, hogy életet keressenek ezen a bolygón, akkor sztromatolitokat találtak volna. És talán ez az, amit mi is találnánk, amikor először mutatjuk ki az életet más csillagrendszerek kőzetbolygóin. Végül a fotoszintézis új formái alakultak ki a szervezetek egyik, cianobaktériumoknak nevezett csoportjában. A fotoszintézisnek ezek a formái több energiát nyerhetnek ki a napfényből, mert elsődleges nyersanyagként vizet és szén-dioxidot használnak. A vízmolekulákból nehezebb kiszakítani az elektronokat, mint a kén-hidrogénből vagy a vasból befogni őket. De ha mégis sikerül, akkor több energiát nyerünk, és természetesen a vízben sokkal bőségesebben van jelen ez az energiaforrás. Ezek a kifinomult, fotoszintetizáló folyamatok a napfényből nyert energiát használva, szétszakították a vízmolekulákat, hidrogénatomjaiktól pedig elragadták elektronjaikat. Ezután a megszerzett elektronokat hozzáadták a szén-dioxid-molekulákhoz, így szénhidrátmolekulákat képeztek, amelyek hatalmas energiatárolókként szolgáltak. A feldarabolt vízmolekulákból származó oxigént hulladékként kibocsátották. A fotoszintézis oxigént generáló változatának általános képlete a következő: H2O + CO2 + energia a napfényből → CH2O (energiahordozóként működő szénhidrát) + O2 (a légkörbe kibocsátott oxigénmolekula). Az oxigéntermelő fotoszintézis sokkal hatékonyabb a korábbi formáknál, mégis a napfényben energiájának csak mintegy 5%-át hasznosítja, ami kevesebb, mint a legjobb modern napelemek hatásfoka. A fotoszintézis jelentős hulladékadót fizet az entrópiának a sejten

belül veszendőbe menő energia, illetve az oxigén által elvitt energia és anyag formájában. Az oxigéntermelő fotoszintézis, ami az összes modern cianobaktérium által használt fotoszintézis, már hárommilliárd évvel ezelőtt kialakult. Ezt az bizonyítja, hogy a légköri oxigénszint rövid ideig tartó „pöffenések” formájában az archaikum eon vége előtt, két és fél milliárd évvel ezelőtt emelkedett meg. Először azonban a folyamat során kibocsátott oxigén gyorsan egyesült a vasatomokkal, vagy a kén-hidrogén-molekulákkal, vagy a szabad hidrogénatomokkal, mivel az oxigén elektrontolvaj, azaz szívesen csatlakozik minden olyan elemhez, amelynek tartalék elektronjai vannak. Ezért azt mondjuk, hogy azok az atomok, amelyeknek elektronjait az oxigénatomok ellopták, oxidálódtak. (A tartalék elektronjaikat az oxigénatomok rendelkezésére bocsátó atomokról azt mondjuk, hogy redukálódtak. Sok kémiai reakcióban egyszerre mindkét folyamat végbemegy, ezek az úgynevezett redox reakciók.) Az első cianobaktériumok evolúciójának szilárd bizonyítéka az, hogy hárommilliárd évvel ezelőtt eltűntek a piritben (a bolondok aranyában) gazdag üledékes kőzetek, mert a pirit a vashoz hasonlóan szabad oxigén jelenlétében gyorsan oxidálódik (rozsdásodik). Ezek a folyamatok azonban nem tudtak korlátlan mennyiségű oxigént felvenni, ezért körülbelül 2,4 milliárd évvel ezelőtt a légköri oxigén szintje gyorsan emelkedni kezdett, a mai szint kevesebb mint 0,001 százalékáról talán 1 százalékra vagy még többre. Az oxigénben gazdag légkör két és fél milliárd évvel ezelőtt kezdődő megjelenése (az úgynevezett nagy oxigenizációs esemény, más néven oxigénkatasztrófa vagy oxigénkrízis) átalakította a bioszférát. Az emelkedő oxigénszint megváltoztatta a kémiai viszonyokat a bioszféra, sőt még a földkéreg felső rétegeiben is. A szabad oxigén kivételes kémiai energiája új kémiai reakciók beindulását tette lehetővé, amelyek számos, a Földön ma megtalálható ásványt hoztak létre.15 Magasan a légkörben az oxigénatomok egyesültek, és háromatomos ózonmolekulákat képeztek (O3), ami elkezdte megvédeni a Föld felszínét a Nap veszélyes ibolyántúli (UV-) sugárzásától. Ebben a védelemben azóta is részesülünk. Az ózonréteg védelmében valószínűleg először egyes algák kezdték birtokba venni a szárazföldet.

Addig a Föld kontinensei többé-kevésbé sterilek voltak, mert a Nap sugárzása azonnal széttépte volna a szárazföldre kimerészkedő baktériumokat. Az oxigén felhalmozódása mélyreható megrázkódtatás volt az élő szervezetek számára, mert legtöbbjüknek az oxigén mérgező volt. Ezért nevezte a biológus Lynn Margulis az emelkedő oxigénszintet úgynevezett oxigénkatasztrófának. Sok prokarióta organizmus elpusztult, azok pedig, amelyek nem tűntek el, védett környezetekbe húzódtak vissza, az óceánok mélyebb, oxigénszegény rétegeibe, vagy akár a kőzetekbe. Az emelkedő oxigénszint összezavarta a Föld termosztátjait, mert még nem működtek olyan mechanizmusok, amelyek képesek lettek volna elnyelni a fölösleges oxigént, így az a veszély fenyegetett, hogy az oxigén felhalmozódása kontrollálatlanná válik. A szabad oxigén lebontotta a légköri metánt, amely az egyik legerősebb üvegházhatású gáz, míg a fotoszintetizáló cianobaktériumok rohamléptekben fogyasztották a másik fontos üvegházhatású gázt, a szén-dioxidot. Ahogy az oxigénszint emelkedett és az üvegházhatású gázok szintje csökkent, a proterozoikum eon (földtörténeti előidő) elején beköszöntött a Föld több hógolyó Föld epizódja közül az első, a Föld teljesen befagyott. A gleccserek a pólusoktól az egyenlítőig terjedtek, a Föld fehérbe öltözött, a fehér Föld viszont több napfényt vert vissza, ezért félelmetes pozitív visszacsatolási hurok alakult ki, ami még tovább hűtötte a Földet. Végül a Föld óceánjainak és kontinenseinek nagy részét jég borította. A Makganyene eljegesedés (Huroni eljegesedés) mintegy százmillió évig tartott, körülbelül 2,35-2,22 milliárd évvel ezelőtt. Ezt csak hajszál híján úsztuk meg. Azok a szervezetek, amelyek számára az oxigén mérgező volt, elpusztultak vagy az óceánok mélyén rejtőztek. De még az oxigénnel megbirkózni képes szervezetek is szenvedtek egy olyan világban, ahol gleccserek borították a szárazföldet, az óceánok pedig befagytak, blokkolva a fotoszintézishez szükséges napfényt. Az élet sorsa egy hajszálon függött, mivel a legtöbb életforma visszahúzódott a jég alá, és a mélytengeri vulkánok melege köré gyűlt. A Föld azonban nem követte a Mars útját, és nem vált túl hideggé az élet számára. Ez a lemeztektonika vezérelte geológiai termosztátnak köszönhető, amely megújult, és új biológiai módszerekkel egészült ki, amelyek a

fotoszintetizáló szervezetek aktivitásától függtek. A gleccserek blokkolták a fotoszintézist, ami csökkentette az oxigéntermelést. Eközben a gleccserek alatt az óceáni vulkánok folyamatosan szén-dioxidot és más üvegházhatású gázokat pumpáltak vissza az óceánokba. Az üvegházhatású gázok a jég alatt felhalmozódtak, míg végül áttörtek a gleccsereken, és a Föld felszíne ismét felmelegedett. Az oxigén szintje visszaesett, csak a légkör 1-2%-át tette ki, ezért hosszú, majdnem egymilliárd évig tartó időszak következett, amikor az oxigénszint alacsony, az éghajlat pedig meleg maradt. Úgy tűnt, visszaállt a Föld ősi termosztátjainak működése, hogy megbirkózzanak a cianobaktériumok termelte jelentős mennyiségű légköri oxigén jelenlétével.

Megmentenek az eukarióták Hosszú távú volt-e ez a megoldás? Nem ígértek-e ezek a mechanizmusok olyan bioszférát, amelyik veszélyesen ingadozna a szélsőségesen meleg és a szélsőségesen hideg időszakok között? Ha igen, miért maradt mégis viszonylag stabil az éghajlat egymilliárd éven keresztül, körülbelül kétmilliárdtól egymilliárd évvel ezelőttig? Ezúttal a biológia dobott mentőövet, újfajta szervezetek fejlesztésével, amelyek kisegítették a Föld termosztátjait, mert oxigént vontak ki a levegőből. Ezek az élőlények, az első eukarióta sejtek, nem csak a globális hőmérséklet stabilizálását segítették. Megjelenésük biológiai forradalmat is jelentett, amely végül lehetővé tette az olyan nagyméretű szervezetek kifejlődését, mint amilyenek mi is vagyunk. Korábban minden élő szervezet egysejtű prokarióta volt, és az archeák vagy a baktériumok közé tartozott. Az életformák harmadik doménjének, az eukariótáknak a megjelenése nagyon sokat jelent számunkra, mert minden nagy szervezet, beleértve magunkat is, eukarióta sejtekből épül fel. Ezek voltak az első olyan sejtek, amelyek szisztematikusan fel tudták használni az oxigént a légzésként ismert folyamatban, kihasználva heves reakcióképességét. A légzés a fotoszintézis ellentettje, és tulajdonképpen arra szolgál, hogy a fotoszintézis során a sejtekben befogott és tárolt napenergiát felszabadítsa. Míg a fotoszintézis a napfényből származó energiát hasznosítva

a szén-dioxidot és a vizet az energiát tárolni képes szénhidrátokká alakítja, miközben melléktermékként oxigén képződik, a légzés az oxigén kémiai energiáját használja fel a szénhidrátokban tárolt energia visszanyerésére, amely folyamatnak mellékterméke a szén-dioxid és a víz. A légzés általános képlete a következő: CH2O (szénhidrátok) + O2 → CO2 + H2O + energia. A fotoszintézishez hasonlóan, a légzés eukariótáknak köszönhető kifejlődése is energetikai kincsesbányának számít, mert ezáltal ezek az új szervezetek hozzájutottak az oxigén óriási kémiai energiájához, de apró, gyengéd dózisokban, amelyek nem semmisítették meg őket. A lélegzés a tűz energiáját adja a szervezeteknek, de annak pusztító hatása nélkül. Az oxigént okosan használva, a légzés legalább tízszer annyi energiát tud kivonni a szerves molekulákból, mint korábban a táplálék molekuláit oxigénmentesen lebontó folyamatok.16 Miután több energia táplálja az anyagcserét, az elsődleges termelés üteme – az élő szervezetek létrehozása – jelentősen megnőtt, legalább a tízszeresére, de talán az ezerszeresére is.17 A genetikai bizonyítékok arra engednek következtetni, hogy az első eukarióták mintegy 1,8 milliárd évvel ezelőtt fejlődtek ki.18 Ahogy elterjedtek, egyre több oxigént vettek fel, a szén-dioxidot pedig melléktermékként visszajuttatták a légkörbe. Itt tanúi lehetünk egy új, biológiailag vezérelt planetáris termosztát megjelenésének. Az eukarióták elkezdték kivonni a légkörből annak az oxigénnek a jelentős részét, amelyet a cianobaktériumok megtermeltek. Ez segít megmagyarázni, miért maradtak viszonylag stabilak az éghajlati tényezők a proterozoikum nagy részében. Valójában olyan stabilak voltak, hogy egyes paleontológusok a körülbelül két- és egymilliárd évvel ezelőtti időszakot „unalmas milliárdnak” nevezik. A modern biológusok az eukarióta és a prokarióta sejtek közötti különbséget tekintik a biológia egyik legalapvetőbb határvonalának. Az eukarióta sejtek sokkal nagyobbak, mint a legtöbb prokarióta sejt. Átmérőjük tízszer vagy százszor akkora, vagyis térfogatuk sok ezerszer nagyobb lehet. Az eukariótákban a sejtek belsejében és körülöttük is kialakulnak membránok, amelyek önálló, egy ház helyiségeihez hasonlítható rekeszeket hoznak létre, amelyekben különböző tevékenységek folynak. Ez lehetővé

teszi a szakosodást, a belső munkamegosztást, ami a prokarióták számára lehetetlen. Az egyik ilyen rekesz, a mag az eukarióták genetikai anyagát védi. Tulajdonképpen az eukarióta szó a „héj” vagy „mag” jelentésű görög szóból származik. A mag fallal védett környezetének köszönhetően az eukarióták DNS-e általában stabilabb, mint a prokariótáké. Nagyobb mennyiségben is tárolható és könnyebben másolható, így az eukariótáknak általában nagyobb genetikai mozgásterük van. Ez megmagyarázza, miért fejlődnek még erőteljesebben, mint a prokarióták. Az eukarióták számos belső sejtszervecskét is tartalmaznak, amelyek például az állatok szívének, májának és agyának kezdetleges változatai. Ezek közül a legfontosabbak a mitokondriumok, amelyeket egyes eukarióták az oxigén bőséges energiájának megcsapolására használnak, és a kloroplasztiszok, amelyeket más eukarióták arra használnak, hogy a napfény energiáját fotoszintézis révén hasznosítsák. Az eukariótáknak új képességeik alakultak ki az információ feldolgozására és testük irányítására, ami azt jelentette, hogy komplexebb módon tudtak reagálni környezetük változásaira.19 Az egysejtű eukarióta papucsállatkának van egy trükkje az akadályok leküzdésére. Ha beleütközik az egyikbe, akkor kissé hátrál, néhány fokkal elfordul, majd előrehaladva újra próbálkozik, addig ismételgetve az előre-hátra mozgást, amíg már nem ütközik neki semminek, mint egy rossz autóvezető, aki párhuzamosan próbál parkolni. Valójában ezáltal feltérképezi környezetét, és megtanulja, mi legyen a következő lépés. Környezetére vonatkozó információkat használva tájékozódik a világban, hogy elkerülje a veszélyeket, valamint energiát és táplálékot találjon. Hogyan fejlődtek ki az első eukarióta sejtek? A biológus Lynn Margulis bebizonyította, hogy nem versengés útján fejlődtek, hanem inkább két létező prokarióta faj egyesülésével. Gyakran előfordul, hogy különböző fajok a szimbiózis néven ismert módon együttműködnek. Ma az embereknek létfontosságú szimbiotikus kapcsolata van a búzával, a rizzsel, a szarvasmarhákkal, a juhokkal és sok más fajjal. Margulis azonban sokkal radikálisabb szimbiózisról beszélt, amelyben egykor független baktériumok, köztük a modern mitokondriumok ősei is, egy, az archeák közé tartozó sejt

belsejében éltek tovább. Margulis ezt a mechanizmust endoszimbiózisnak nevezte. Ötlete először őrültségnek tűnt, mert ellentétben állt a természetes szelekción alapuló evolúció néhány alapvető fogalmával. Ma már azonban a legtöbb biológus elfogadja Margulis érveit. Az endoszimbiózis legfontosabb bizonyítéka az a furcsa tény, hogy az eukarióták egyes sejtszervecskéi saját DNS-t tartalmaznak, és hogy ez a DNS teljesen különbözik a mag genetikai anyagától. Margulis rájött, hogy az olyan sejtszervecskék, mint az állatok energiagazdálkodását kezelő mitokondriumok, vagy az eukarióta növények fotoszintézisét kezelő kloroplasztiszok olyannak tűnnek, mintha egykor önálló prokarióta sejtek lettek volna. Pontosan nem tisztázott, hogyan kerültek be más sejtekbe, ám néhányan azzal érveltek, hogy az ilyen összeolvadásoknak rendkívül ritkáknak kell lenniük. Ha ez így van, akkor ez valószínűleg azt jelenti, hogy még ha a baktérium szintű szervezetek általánosak is az univerzumban, a hozzánk hasonló, nagy szervezetek, mégis rendkívül ritkák, mert legalábbis a mi bolygónkon csak az eukarióták képesek nagy szervezeteket felépíteni. Margulis felfedezése, az endoszimbiózis még valamit elmond nekünk az élet történetéről. Az evolúció nem csak verseny kérdése. Az új fajok megjelenése sem csupán állandó eltérés a korábbitól. Együttműködést, szimbiózist, sőt még konvergenciát is tapasztalunk. Ez azt jelenti, hogy felül kell vizsgálnunk az élet fája hagyományos hasonlatát, mert elég, ha csak az élet három nagy doménjére gondolunk, és máris feltűnik, hogy a harmadik domén, az eukarióták nem az egyre növekvő eltéréseken és folyamatos elágazásokon keresztül fejlődött, hanem sokkal inkább úgy, mintha egy ősi fa két ága – az archeák és a baktériumok – újra összefonódna. Ha még ez sem elég furcsa, akkor gondoljunk arra, hogy az eukarióták még egy trükköt elővarázsoltak a bűvészkalapjukból: a szexet. Mint minden faj, a prokarióták is átadják génjeiket az utódaiknak. A legtöbb azonban csak kettéosztódik, és génjeit aszexuális reprodukcióval továbbítja. Azonban, ahogy láttuk, a prokarióta gének képesek oldalirányban is utazni, amint a DNS és az RNS elrugaszkodva útra kelnek, és más sejtekben új otthonra találnak. A prokarióta sejtek úgy osztják meg génjeiket, ahogy az emberek megosztják egymással a könyvtári könyveket. Az eukarióták ezzel szemben

más, komplexebb módot találtak a gének átadására, miáltal azokat kizárólag saját utódaiknak adják át, idegeneknek soha. Az eukariótákban a genetikai anyag be van zárva a sejtmag védett terébe. Ezt az anyagot csak a legszigorúbb körülmények között szabadítják fel, kevésbé esetlegesen, rendezettebben, mint a prokarióták. Az ennek során alkalmazott szabályok az eukarióta sejtek fejlődését is befolyásolják. Amikor az eukarióták csírasejteket termelnek – petéket és hímivarsejteket, vagyis azokat a sejteket, amelyekből az utódaik kialakulnak – nem egyszerűen csak lemásolják a DNS-üket. Először megkeverik. Genetikai anyaguk egy részét kicserélik egy fajtársukkal, vagyis fajuk egy másik egyedével, hogy a két szülő utódai a gének véletlenszerű válogatását kapják, egyik felét az egyik szülőtől, másik felét a másik szülőtől. Mind a genetikai, mind a fizikai mechanizmusok, amelyek ebben a bonyolult táncban részt vesznek, rendkívül összetettek. A folyamat eredménye azonban új csavart adott az evolúció menetének. A csekély, de véletlenszerű genetikai variációk minden generáció esetében garantáltak, mert ugyan a legtöbb gén azonos (hiszen mindkét szülő ugyanazon fajhoz tartozik), mégis néhány gén mindig kissé eltérő. A változatosabb lehetőségekkel az evolúciónak több választási lehetősége volt. Ezért tűnik úgy, hogy az evolúció az elmúlt egymilliárd év során felgyorsult. A proterozoikum unalmas, eseménytelen egymilliárd éve előkészítette az utat egy sokkal izgalmasabb kor, a fanerozoikum eon számára, a Nagy Élet korára.

6. FEJEZET

A NAGY ÉLET ÉS A BIOSZFÉRA Az állatok talán a cukormáz a tortán, de magát a tortát a baktériumok alkotják. – ANDREW KNOLL, LIFE ON A YOUNG PLANET

A Nagy Élet A Kis Élet három és fél milliárd éven át uralta a bioszférát, és még ma is nagy részében uralkodik. Hárommilliárd évig tartott, míg LUCA-tól eljutottunk a Nagy Élet első példányaihoz – az első többsejtű állatokig, vagyis az eumetazoákig (valódi szövetes állatok, metazoa). Ez arra enged következtetni, hogy a többsejtű élőlények kifejlődése sokkal trükkösebb folyamat lehetett, mint a prokarióták kifejlődése. Ez viszont azt sugallja, hogy ha sok helyen fordul elő az élet az univerzumban, az eumetazoáknak akkor is ritkának kell lenniük. Az eumetazoák a komplexitás új szintjét és típusát képviselik az élő szervezetek között. Sok molekuláris mechanizmusnak kellett a helyére kerülnie, mielőtt az evolúció többsejtű szervezetek építésére volt képes. Megbízható módszerre volt szükség, amellyel sejtek millióit pontos struktúrákká lehetett összekapcsolni; új kommunikációs csatornák kellettek a sejtek közt, új módszerekkel kellett a sejteket betanítani bizonyos funkciók ellátására, új módszerekkel kellett az információt és az energiát kezelni és a sejtek milliárdjai között megosztani. Emellett szükség volt olyan „gépezetekre”, amelyek megépítik a szárnyakat, a szemeket, a karmokat, a szíveket, az érzékelőket, a csápokat, az uszonyokat, a kagylókat, a csontvázakat, és – mert nagy szervezetek jöttek létre, amelyeknek sokkal több információt kellett feldolgozni és azokra reagálni – az agyakat. Ez rengeteg új infrastruktúrát

jelentett. Időbe telik, mire ezek a gépezetek kifejlődnek, ezért az eumetazoák felépítéséhez a Földön még egy Goldilocks-feltételnek kellett teljesülnie: stabilitásra volt szükség. Az életbarát környezet önmagában nem elég. Elengedhetetlen, hogy ezek a feltételek hosszú időn keresztül fennmaradjanak, és így az életnek legyen ideje fejlődni és kísérletezni. Egy stabil csillag sokat segít, és a Nap szépen teljesíti is ezt az elvárást. A csillagok világában megbízható polgárnak számít, aki valószínűleg semmit sem tesz túlságosan kiszámíthatatlanul. A rendellenes keringési pályák vad éghajlatváltozásokat idéznek elő, ezért az is nagy segítség, ha a bolygók pályája stabil. Földünk ezen a területen sem kelt csalódást. Szokatlanul nagy Holdunk segített stabilizálni a Föld pályáját és tengelyferdeségét. Ezenkívül, amint láttuk, a lemeztektonika, az erózió, és később maga az élet is olyan termosztátokat működtetett, amelyek megakadályozták a Föld felszíni hőmérsékletének túl nagy ingadozásait. Kimondhatatlanul sok helyen mehetett volna tévútra a fejlődés. Elég lett volna, ha felrobban egy szupernóva a szomszédban. Vagy végzetes kimenetelűen összeütközhettünk volna egy másik bolygóval. Így vagy úgy, Földünk mégiscsak sikeresen elkerülte ezeket a veszélyeket, és több mint hárommilliárd éven át az élet számára barátságos hely maradt. Ez elég idő volt ahhoz, hogy kifejlődjék a Nagy Élet. És a Nagy Élet valóban nagy. Mi akkorák vagyunk a baktériumokhoz képest, mint a dubaji 830 méter magas Burdzs Kalifa az ajtónálló cipője mellett mászó hangyához képest. Amint megjelent a Nagy Élet, és oly mértékben átalakította a bioszférát, amennyire a Kis Élet nem tudta megtenni, de az átalakítás új módon történt. Az eumetazoák meghódították és átalakították a kontinenseket. A hatalmas növények talajjá őrölték a sziklákat, ami felgyorsította az eróziót, és a korai Föld poros, sziklás felszínét meg a sztromatolitokkal szegélyezett partvidékeket az elmúlt félmilliárd évben buja és egzotikus kertekké, erdőkké és szavannákká alakították át. Az oxigént kibocsátó, szárazföldi zöld növények átalakították a légkört. Mintegy négyszázmillió évvel ezelőtt kezdődően a Földön kialakult egy magas oxigénszintű, új légkör (a korábbi 5%-kal szemben 15% fölé nőtt az atmoszféra oxigéntartalma), a szén-dioxid-

szint pedig csökkent (néhány száz molekula minden millió részecskéből [ppm], szemben a korábbi milliónként több ezerrel). Az állatok benépesítették a nagy növények által létrehozott új ökológiai fülkéket, a gombák és a baktériumok pedig megtisztították, lebontották és újrahasznosították az elpusztult szervezetek maradványait. Az eumetazoák az óceánokat is átalakították, és furcsa, új teremtményekkel népesítették be őket, a garnélarákoktól a rozmárokig, a polipoktól a kék bálnákig.

A Nagy Életet lehetővé tevő molekuláris kütyük Az elmúlt egymilliárd évben a legfontosabb sejtszintű innovációk nem magukban a sejtekben történtek (a prokarióták itt már a munka legnagyobb részét elvégezték), hanem a sejtek közötti kapcsolatok architektúrájának változásában. A legkorábbi többsejtű szervezetek olyan sejtekből álltak, amelyek csak gyengén kötődtek egymáshoz, mint a sztromatolitokat alkotó sejtek milliárdjai. Valójában inkább összeverődött állományok, mintsem szervezetek voltak. Tulajdonképpen sok baktérium is ilyen nyájszerű viselkedést mutat, amiből az következik, hogy valamiféle kezdetleges kommunikációs rendszer működik köztük. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy az egyes sejteken belüli információfeldolgozó hálózatok egyetlen, különálló sejtekből álló információfeldolgozó rendszerré kapcsolódnak össze. Előfordulhatott, hogy egyes korai eumetazoák csak „részmunkaidős” eumetazoák voltak, olyanok, mint a modern nyálkagombák. A Dictyostelium egy amőbafaj. Az idő legnagyobb részében sejtjei önálló életet élnek. Amikor azonban fogytán van a tápanyaguk, akkor több ezer sejt összegyűlik, és egyetlen tömböt képeznek, vagyis olyan nagyobb entitást, amely egységként mozogva keres táplálékot. Ez a csoport olyan dolgokra is képes, amit az egyes egyedek nem tudnak megtenni, például nagy távolságokat tesznek meg a hő és a fény forrása felé. Ahogy a tömb mozog, az egyes sejtek is megváltozhatnak, és különböző feladatokat vehetnek át, egyesek spóraként, mások a szár vagy a láb részeként működnek. A Dictyostelium viselkedése számos fontos dolgot hoz tudomásunkra. Először is, a többsejtűség több

lépésben fejlődött, és a szervezetek egyes csoportjaiban még mindig fejlődik. Másodszor, a többsejtűségnek – az élet egészéhez hasonlóan – van egy szürke határterülete, ahova a nehezen osztályozható szervezetek tartoznak.1 Harmadszor, a többsejtűség megsokszorozza az egyes sejtek számítási kapacitását, ezáltal fokozza képességüket a környezetükre vonatkozó információk kezelésére. A teljesen többsejtű szervezetekben minden sejt annyira specializált és kölcsönösen egymástól függő, hogy egyedül nem képesek életben maradni. A valódi soksejtűség tulajdonképpen a szimbiózis szélsőséges formája. Ebben az esetben azonban az együttműködést megkönnyíti az a tény, hogy az eumetazoák legtöbb sejtje genetikailag azonos. Ugyanahhoz a családhoz tartoznak. Tehát minden sejt támogatja az egész szervezetet, néha saját életét feláldozva a többiek javára. A sejtek, gyakran kamikaze pilóták módjára elpusztítják önmagukat, ha már nem működnek jól, vagy már nincs rájuk szükség. Ezt a folyamatot a biológusok jól ismerik, és apoptózisnak (programozott sejthalál) nevezik. Egyetlen napon a saját szervezetünkben akár ötvenmilliárd sejt követ el apoptózissal öngyilkosságot. Az információcsere ugyanolyan fontos a többsejtű szervezetek számára, mint a modern társadalmakban. A sejtek közötti (intercelluláris) kommunikáció jelentős részét a postai szolgáltatás sejtszintű megfelelői végzik; a futármolekulák keresztülpréselődnek az egyes sejtek falán és a sejtek között közlekedve táplálékot, figyelmeztető jelzéseket, információt és utasításokat szállítanak. Csak amikor 1998-ban sikerült az első eumetazoa génkészletét feltérképezni, akkor vált nyilvánvalóvá, hogy az eumetazoák a genom mekkora részét fordítják az együttműködésre. Az elsőként vizsgált szervezet egy féreg volt, a Caenorhabditis elegans, amelynek idegrendszere pontosan 302 neuronból áll. Kiderült, hogy 18 891 génjének mintegy 90 százaléka nincs jelen az egysejtű prokariótákban, mert ezeknek a géneknek az a feladata, hogy a sejtek közötti együttműködést segítsék.2 Egy nagy szervezet sejtjei jól együttműködnek, mert ugyanazokat a géneket tartalmazzák, csak éppen az egyes gének különböző funkciókat látnak el, mert az egyes sejtekben különböző gének aktiválódnak. Amikor egy megtermékenyített petesejt osztódik és szaporodik, az új sejtekben a

megosztott genom különböző részei aktiválódnak, attól függően, hol találják magukat a fejlődő embrióban. A különböző gének meghatározzák, milyen lesz a struktúrájuk, és milyen szerepük lesz a szervezeten belül. Ennek a figyelemre méltó folyamatnak az irányítását egy kis géncsoport végzi, például a mintegy kétszáz Hox-gén (homeobox-gének, homeotikus gének vagy HOX-gének).3 A homeotikus gének munkája az építésvezetőkéhez hasonló. Míg a közönséges gének egyszerű építési feladatokat végeznek, fehérjéket hoznak létre vagy enzimeket aktiválnak, addig a homeotikus gének a DNS-ben tárolt tervrajzok alapján eldöntik, hogy az egyes molekuláris munkavállalók mikor és hová menjenek dolgozni. Talán azt mondják: „Oké, ott kell elkezdeni egy láb növesztését”, vagy „Nem, te nem neuron vagy, hanem csontsejt”. Így jönnek létre az izomsejtek, az idegsejtek, a bőr- és csontsejtek, valamint mind a kétszázvalahány különböző sejttípus, amelyek az emberi testet alkotják. A különböző fajok homeotikus génjei feltűnően hasonlóak, ami azt sugallja, hogy a Nagy Élet legrégebbi eszközkészletének részét képezik. Nem maguk a homeotikus gének különböztetik meg a csótányokat a kakaduktól, hanem annak a folyamatnak a változatossága, ahogyan a géneket aktiválják. Ily módon az, ami az egyik fajban a láb, ugyanaz egy másik fajban szárnyként fordulhat elő, és ami kezdetben ebihalra emlékeztet, később talán kék bálnává fejlődik. Ha a homeotikus gének rossz sorrendben aktiválják a géneket, szörnyszülöttek fejlődnek ki, mint például olyan gyümölcslegyek, amelyeknek a homlokukból nőnek ki a lábaik. A homeotikus gének különböző építészeti tervrajzokat használnak, ami segít megmagyarázni az eumetazoa szervezetek ma tapasztalható, figyelemre méltó sokféleségét.

A Nagy Élet belelendül: az ediakara és a kambrium Az eumetazoák körülbelül egymilliárd évvel ezelőttig nem indultak rohamos gyarapodásnak. Az első idetartozó szervezetek valószínűleg fotoszintetizáló algák lehettek, amelyek hínárszerű struktúrákat alkottak. A proterozoikum eon (földtörténeti előidő) végén azonban, mintegy hatszázmillió évvel ezelőtt,

a Nagy Élet rohamos fejlődésnek indult, amint az eumetazoa fajok milliói elkezdték felfedezni a sok új ökológiai rést, és a többsejtűség nyújtotta új életlehetőségeket. A Nagy Élet felemelkedését a proterozoikum végén a szélsőséges éghajlati ingadozások okozták. A Föld történetében valószínűleg még két további hógolyó időszak következett be, amelyeket az emelkedő oxigénszint váltott ki. A körülbelül hétszázmillió évvel ezelőtt kezdődött hideg időszak annyira jelentős volt, hogy 1990-ben a geológusok új nevet adtak ennek az időszaknak a földtörténeti idővonalon: kriogén időszaknak nevezték el. Ez mintegy 720 millió évvel ezelőtt kezdődött, és 85 millió évig tartott. Kilométeres vastagságú jégréteg borította a szárazföldeket és az óceánokat; a felszíni hőmérséklet –50 Celsius-fokig csökkenhetett, a fotoszintézis pedig nagyrészt leállt. Ismét csak egy hajszálon múlt az összes élő szervezet sorsa. Miért fagyott be a Föld? A szárazföldeken elterjedő algák talán sok széndioxidot vontak ki a légkörből,4 de a kontinensek változó konfigurációja is hozzájárulhatott a változáshoz. A korai proterozoikum óta a tektonikus lemezek időközönként hatalmas szuperkontinensekké gyűltek össze. A Columbia nevű szuperkontinens 1,8 milliárd évvel ezelőtt elérte legnagyobb kiterjedését.5 Egymilliárd évvel ezelőtt, a legtöbb kontinens egy másik szuperkontinenst alkotott, amelyet ma Rodinia néven ismerünk. Rodinia feldarabolódása komplexebb globális földrajzi helyzetet hozott létre, ami felgyorsította a kőzetek mállását, ezért sokkal több szén-dioxid kötődött meg. Lehet, hogy emellett durvább folyamatok is bekövetkeztek. Az egyik lehetőség a Föld forgástengelye irányának hirtelen megváltozása, ami megváltoztatta volna a kontinensek elhelyezkedését a pólusokhoz képest. Az ilyen események valódi pólusvándorlásként ismertek, ami az elmúlt hárommilliárd évben legalább harmincszor fordult elő. Egy ilyen léptékű földrajzi megbicsaklást a Földön belül az olvadt magma hatalmas tömegeinek hirtelen elmozdulása okozhatott, vagy talán egy kisbolygó becsapódása.6 Bármi volt is az okuk, ezek a drasztikus változások kikényszerítették az élet evolúciós ütemének megváltozását. A jég alatt, a túlélő szervezetek ismét a Föld kérgének repedései közelébe húzódtak, ahol a forró magma kiszivárgott. Ezekben a biológiai menekülttáborokban az evolúció furcsa

utakat derített fel, mert az új gének a kis, elszigetelt populációkban képesek voltak gyorsan elterjedni. Tulajdonképpen talán ezek a furcsa világok lehettek a soksejtűség néhány legkorábbi kísérletének a tanúi. A szélsőséges hideg körülbelül 635 millió évvel ezelőtt ért véget, méghozzá hirtelen. A vulkánokból származó üvegházhatású gázok a jég alatt felhalmozódtak, majd robbanásszerű hevességgel törtek elő a légkörbe. A szén-dioxid szintje rohamosan emelkedett, miközben az oxigén mennyisége a mai szint alá süllyedt. A hőmérséklet emelkedett, a jég megolvadt, a bioszféra pedig átalakult. A többsejtű életet lehetővé tevő biológiai újdonságok, köztük azok, amely a kriogén kor hideg, sötét világában fejlődtek ki, most egy felmelegedő világban találták magukat. Kezünkbe került tehát az első értékes bizonyíték arra vonatkozóan, hogy a körülbelül 635 millió évvel ezelőtt kezdődő, és körülbelül 540 millió évvel ezelőttig tartó ediakara időszak korai szakaszában már nagy számban éltek többsejtű szervezetek a Földön. Első alkalommal látjuk egyszerre az élővilág három jól ismert csoportját: a fotoszintetizáló növényeket, amelyek általában helyhez kötve szívják magukba a napfényt; a gombákat, amelyek lebontják a hulladék szerves anyagokat; és az állatokat, amelyeknek ébereknek és mobilnak kell lenniük, mert túlélésüket vadászattal és más szervezetek elfogyasztásával biztosítják. A hatalmas számú olyan szervezet megjelenésével, amelyek energiáját más organizmusok elfogyasztása adja, a bioszféra összetettebbé, változatosabbá és hierarchikusabbá vált. A napfényből származó energia különböző táplálkozási szinteken haladt át, a növényektől az állatok és a gombák felé. Az állatok, köztük mi, emberek, másodkézből kapjuk az energiát. Azt az energiát használjuk, amelyet először a növények fogtak be, és mire eljut hozzánk, már jó része elszivárgott. Az ökológusok táplálékláncról beszélnek, amely az energiafogyasztók egyfajta sorozata: a növényekkel kezdődik, majd növényevőkkel folytatódik. Ezeket a húsevők követik, amelyek megeszik a növényevőket, végül a gombákkal ér véget a sor, amelyek az elpusztult élőlényeken ülnek tort. Az egész folyamat nagy örömet szerez az entrópiának, amely minden egyes lépésben beszedi a hulladékadót. Az egyes táplálkozási szinteken a fotoszintézis során nyert energia körülbelül 90 százaléka elvész, ezért a táplálékláncban hátrébb állók

sokkal kevesebb energiával gazdálkodhatnak. Ezért él a Földön kevesebb állat, mint növény, és kevesebb húsevő, mint növényevő. A gombák viszont mindkét irányban jól teljesítenek, amikor újrahasznosítják az elpusztult szervezeteket. Az első többsejtű szervezetek valószínűleg növények voltak, mert sejtjeik belsejében kloroplasztiszok voltak, így fotoszintetizálhattak. A többsejtű állatok később alakultak ki, mert a tápláléklánc magasabb szintjén helyezkednek el, ahol az energia szűkös, nekik viszont több energiára volt szükségük, hogy vadászattal megszerezzék a táplálékukat. A legkorábbi, többsejtű állatokra vonatkozó bizonyítékok az ediakara időszak óceánjaiból kerültek elő. Az ediakara időszak Dél-Ausztrália Ediacara dombságról kapta a nevét, ahol az 1940-es években az időszak első fosszíliáit felfedezték. A paleontológusok legalább száz különböző ediakara nemzetséget találtak. Amikor felfedezték a leleteket, azok meglepetést okoztak, mert több mint egy évszázadon át a biológusok azt tételezték fel, hogy az első nagy szervezetek csak az 540–490 millió évvel ezelőtti kambriumban jelentek meg. A biológusok figyelmét korábban azért kerülték el az ediakara korból származó lények maradványai, mert a kor élőlényeinek legtöbbje lágy testű volt, mint a modern szivacsok, a medúzák vagy a tengeri anemónák, ezért nem fosszilizálódtak jól. Ma elsősorban azon sávok és alagutak alapján ismerjük őket, amelyeket az Ediacara-tengerek sarában csúszva hátrahagytak. Az első csalánozók és bordásmedúzák (ezeket a medúzákhoz hasonló lényeknek képzelhetjük el), valószínűleg az ediakara kor óceánjaiban úszkáltak. Ezek azért fontosak számunkra, mert ezek voltak az első nagy szervezetek, amelyeknek idegsejtjeik voltak, bár ezek még nem koncentrálódtak egyetlen idegrendszerbe vagy agyba, hanem az egész testükben szétosztva voltak jelen, mint a mai gerinctelenek idegrendszere. A biológusok a sok új faj hirtelen megjelenését alkalmazkodó szétterjedésként (adaptív radiáció) írják le. Ez fontos gondolat. Az élővilág talált egy új biológiai eszközt – a soksejtűséget –, és ezután sok különböző evolúciós vonal mentén végigpróbálgatja az ezáltal nyújtott új lehetőségeket. Ezeket is utolérte a prototípusok sorsa (gondoljunk csak az első, lovak helyett

belső égésű motorral hajtott kocsikra), a legtöbb új modell nem maradt fenn. Néhány ediakara fajnak azonban még ma is élnek a nyilvánvaló leszármazottaik, legtöbbjük viszont mintegy 550 millió évvel ezelőtt eltűnt. Ha kísértést érzünk arra, hogy ezt az evolúció kudarcaként fogjuk fel, akkor érdemes emlékeztetni arra, hogy mi, emberek csupán körülbelül kétszázezer éve vagyunk jelen a Földön. Az ediakara egyfajta próbatétel volt a többsejtűség számára. Az ezt követő kambriumi időszak jelzi a Nagy Élet eonjának, az úgynevezett fanerozoikumnak a kezdetét, amely azóta a mai napig tart. A kambriumban következett be az eumetazoák második alkalmazkodó szétterjedése. A kambriumi fosszíliákat először a XIX. század közepén azonosította Adam Sedgwick angol tudós. Akkoriban a kambriumi rétegek voltak a legrégebbiek, amelyekben előfordultak az élet bizonyítékai. Ezek a rétegek sok nagy fosszíliát, főként trilobitákat (háromkaréjú ősrákokat) tartalmaztak. A trilobiták ízeltlábú, szelvényekből álló testű, külső vázú szervezetek voltak, mint a mai rovarok és rákok. A kambriumi fosszíliák jól megőrződtek, mert soknak kemény váza és héja volt. A XIX. századi paleontológusok számára úgy tűnt, mintha az élet hirtelen, a semmiből, teljesen kifejlett állapotában bukkant volna fel, ami örömmel töltötte el azokat, akik hittek a teremtő Istenben. Ma már tudjuk, hogy az élet már három és fél milliárd évvel ezelőtt is jelen volt a Földön; csak éppen nehéz volt észrevenni a bizonyítékokat. A kambrium tehát nem az élet kezdetét, hanem a többsejtű életformák elburjánzó, alkalmazkodó szétterjedését jelzi. A kambriumban létrejött minták később sikeresebbeknek bizonyultak, mint az ediakara időszakban kialakultak, mintha néhány nagy hibát kiigazítottak volna. Ennek az időszaknak az egyik legsikeresebb tervezési trükkje a modularitás volt. A testet alkotó, meglehetősen hasonló modulok összekapcsolódnak, mondjuk egy féregszerű teremtménnyé. Ezután a test felépítését irányító homeotikus gének az egyes modulokat úgy kezdik módosítani, hogy egyesekből láb vagy szárny nőjön ki, míg mások fejjé, szájjá vagy csápokká, esetleg aggyá alakuljanak. Még mi, emberek is moduláris felépítésűek vagyunk, bár a moduljaink annyira specializálódtak, hogy már nehéz felismerni a hasonlóságokat közöttük.

A kambriumi minták olyan sikeresek voltak, hogy a ma létező nagy szervezetek főbb csoportjai (törzsei, phyla) mind a kambriumi időszakban jelentek meg először. Legtöbbjük abban a csodálatos, 530 millió eurót évvel ezelőtti, tízmillió évig tartó időszakban bukkant fel (ami egy paleontológus számára csak egy másodperc töredéke), ami talán a biológiai innováció leggyorsabb szakasza volt az elmúlt hatszázmillió évben.7 A kambriumi fajok közé tartoztak az első gerinchúrosok, és azon belül a gerincesek. Ez az állatoknak az a nagy törzse, amelybe mi is tartozunk. A gerinchúrosok olyanok, mint a csövek. Mindegyiknek van gerincvelője, egy elülső (szájjal), és egy hátsó része (végbélnyílással). Kezdetleges idegrendszerük is van. A legkorábbi gerincesekben még nem alakult ki a neuronoknak az a koncentrált csomója, amit agynak nevezünk, idegrendszerüket több száz vagy több ezer, hálózatba szervezett idegsejtek alkotta, amelyek sokféle, az érzékelő sejtekből érkező információt tudtak feldolgozni, majd a döntéseket más szerveknek továbbították, amelyek megfelelő intézkedéseket tettek. Még a legegyszerűbb idegrendszerű eumetazoák is sokkal több információt képesek felfogni és megválaszolni, mint az egysejtű szervezetek. Ezért a kambrium egy új korszak kezdetét jelzi, amelyben az információfeldolgozás bonyolultabbá és fontosabbá vált. A mai tengeri gerinchúrosok közé tartozó lándzsahalak, amelyeknek van ugyan idegrendszerük, de nincs valódi agyuk, némi hasonlóságot mutatnak legkorábbi gerinces őseinkkel. Az instabil éghajlat megmagyarázhatja az evolúció figyelemre méltó sebességét a kambriumi időszakban. Az oxigénszint ismét emelkedni kezdett, biztosítva a soksejtű szervezetek képződéshez szükséges energia egy részét. A szén-dioxid szintje azonban sokkal gyorsabban emelkedett, és a mainál sokkal magasabb szintet ért el. Meleg és nedves üvegházvilág jött létre. Bármi legyen is a változások pontos mibenléte, a heves éghajlati és a geológiai ingadozások fokozták az evolúció tempóját, ami sok faj kipusztulásával járt, ugyanakkor az evolúciós kényszer hatására a nagy szervezetek számos új típusa fejlődött ki.

Evolúciós csúcsok és mélypontok: tömeges kihalások és az evolúció hullámvasútja Mint a felfedezők, akiknek egy hegyláncon áthágva új tájak tárulnak a szemük elé, a többsejtűség feltalálása új lehetőségeket nyitott az élet számára. Az eumetazoák többféle alkalmazkodó szétterjedésük útján kutatták ezeket a lehetőségeket. Az új életformák átalakították a Föld kérgét, amint a kalciumkarbonátból álló csontokból és héjakból vastag mészkőrétegek képződtek (gondoljuk csak Dover fehér krétaszikláira). Nagy növények és állatok jelentek meg a szárazföldeken, gyorsítva a mállást és az eróziót, a szétmorzsolt sziklákból pedig létrejöttek a Föld első igazi talajai. Végül a növényi sejtek klorofillje a Föld nagy részét kizöldítette. Ezek a változások nem olyan sima és méltóságteljes formában történtek, ahogyan azt Darwin és generációja elképzelte. Ehelyett a Nagy Élet története sokkal inkább egy kiszámíthatatlan és veszélyes hullámvasút pályájához hasonlít. Kisbolygók becsapódásai, hirtelen átrendeződések a Föld belsejében, változások a bolygó légkörében, és hatalmas vulkáni kitörések az evolúciót új és váratlan utakra késztették. Az evolúció „szaggatott”, amint azt Niles Eldredge és Stephen Jay Gould egy híres, 1972-ben publikált cikkükben kifejtették.8 Mint a katona életének kliséje, az evolúció a fanerozoikumban hosszú, unalmas időszakokat jelentett a terror és az életveszélyes erőszak pillanatai között. Ezek a vad és erőszakos változások a tömeges kihalások időszakaiban voltak a legnyilvánvalóbbak. Ezúttal ismét a véletlen és a szükségszerűség működését tapasztaljuk. Bármely kiszemelt időpontban elméletileg a fajok sokaságának különböző keverékei voltak lehetségesek. Azt viszont, hogy ezek közül ténylegesen melyek léteznek, véletlen események határozzák meg. A tömeges kihalások során hirtelen és látszólag véletlenszerűen fajok egész csoportjai tűntek el. Mint az emberi háborúk, a tömeges kihalások is rettenetes pusztítással jártak. Különösen durva hatással voltak az erősen specializálódott fajokra, mert a végletekig vitt specializáció, a ma élő koalákhoz hasonlóan, kevés mozgásteret hagy a gyors változásokhoz való alkalmazkodás számára. A tömeges kihalások hatása különösen súlyos volt a legnagyobb testű

szervezetekre, amelyeknek sok élelmiszerre volt szükségük, és túl lassú szaporodásuk miatt nem tudtak lépést tartani a gyors változásokkal. A tömeges kihalások megkeverték a genetikai kártyapaklikat, a túlélők számára új evolúciós tereket nyitottak, és új evolúciós kísérleteket indítottak el. A kihalásokat mindig alkalmazkodó szétterjedés követte, a gyors kísérletezések időszakai, amelyek során új biológiai termékeket dobtak a változó bioszféra nagybani piacára. Az egzotikus kísérletek eredményei közül sokan gyorsan eltűntek, csak a legsikeresebbek maradtak fenn. Az első tömeges kihalás az archea eonban történt. A 2,5 milliárd évvel ezelőtti nagy oxigenizáció biztosan sok baktériumot elpusztított, amelyek számára az oxigén mérgező volt. Valójában ez lehetett a legnagyobb tömeges kihalás. A proterozoikum végén, a hógolyó Föld időszakaiban is számos fajcsoport kihalt, mint ahogy azt is tudjuk, hogy sok faj eltűnt az ediakara időszak végén. Azóta legalább öt tömeges kihalásról tudunk, amelyek során az összes létező faj több mint felének nyoma veszett... A kambriumi robbanás a kihalások mintegy 485 millió évvel ezelőtt kezdődött sorozatával ért véget. A trilobiták sok faja teljesen eltűnt. Ugyancsak kihalt sok idegen kambriumi faj is, amelyek fosszíliáit a Kanadában a Burgess-palában és Kínában (Jünnan tartomány) a Csingcsiangformációban találták.9 Az ordovícium időszak ugyancsak tömeges kihalási eseménnyel ért véget, 450 millió évvel ezelőtt, amikor az összes nemzetség (genus) 60 százaléka megsemmisült. A tömeges kihalások közül a legnagyobb a perm időszak végén, 248 millió évvel ezelőtt történt. Akkor az összes nemzetség több mint 80 százaléka eltűnt, beleértve az utolsó trilobitákat is. A tömeges kihalás pontos okai bizonytalanok. Lehet, hogy az emelkedő magma hatalmas vulkánkitörések formájában tört át a kérgen, és így annyi vulkáni hamu került a levegőbe, hogy az teljesen blokkolta a fotoszintézist. Ennek a szupervulkán-kitörésnek a modern bizonyítékát Szibériában, egy nagy vulkáni régióban találjuk, az úgynevezett Szibériai-platóbazaltban (Szibériai-trapp, szibériai bazalt, szibériai bazaltkiömlés). A kitörések során nagy mennyiségű szén-dioxid jutott a légkörbe, így amikor a por leülepedett, a szén-dioxid-szint megugrott, az óceánok pedig felmelegedtek. Amikor a Föld böffentett egyet, az egész

bioszféra beleremegett. Egyes becslések szerint az óceánok akár 38 Celsiusfokig is felmelegedhettek, ami elég meleg ahhoz, hogy megölje a legtöbb tengeri élőlényt és szinte minden fotoszintézist megállítson a tengerekben. A melegebb tengervíz kevesebb oxigént tud elnyelni, ezért kevesebb életet tarthat fenn. Mélyen a felszín alatt megolvadtak a fagyott metán klatrátoknak nevezett nagy tömbjei, ezért hatalmas metánbuborékok törtek elő. Ezt a tömeges kihalást tehát az üvegházhatás okozta; vagyis nem a fagy, hanem a hőség következtében pusztultak el az élőlények.10 A szélsőséges üvegházhatású világban csak nagy testű szervezetek maradtak életben, azok is csak a hűvösebb, poláris környezetekben, a Pangea hatalmas szuperkontinensének messzi északi és déli vidékein.

A Föld kizöldül, és több oxigén kerül a légkörbe A korai fanerozoikum vad változásai közepette felépült egy új bioszféra. A növények, a gombák és az állatok elterjedtek a szárazföldeken, ami átalakította a Föld felszínét. Különösen fontos volt a fotoszintetizáló növények elterjedése a szárazföldeken, mert ezek hatalmas mennyiségű széndioxidot felhasználva, rengeteg oxigént bocsátottak ki. Ez helyreállította a bioszféra termosztátját, és új éghajlati rendszert hozott létre, amelyet minden korábbinál magasabb oxigénszint és alacsonyabb szén-dioxid-szint jellemzett. Leglényegesebb tulajdonságait tekintve ez az éghajlati rendszer maradt fenn mindmáig. A Föld betelepítése rendkívül nehéz volt, egy kicsit olyan, mint egy idegen bolygó gyarmatosítása. Az élet hárommilliárd évig a vízben fejlődött és virágzott. Minden sejt sós vízfürdőben fejlődött ki. A vízben lebegő szervezetek kivonták a vízből a gázokat és azokat a vegyületeket, amelyekre szükségük volt, és a vízből szerezték meg az élelmüket. A víztől eltávolodva, olyan bonyolult támogató rendszerekre volt szükségük, mint amilyen ma egy űrruha. Kellett a kemény bőr, ami a vizet benntartva megakadályozta, hogy testük kiszáradjon. De a bőrnek egyúttal átjárhatónak kellett lennie ahhoz, hogy átengedje a szén-dioxidot és az oxigént. Itt egy trükkös egyensúly

alakult ki. A levelek úgy kezelik ezeket az ellentétes igényeket, hogy kisméretű pórusokat, úgynevezett gázcserenyílásokat alakítottak ki, amelyek lehetővé teszik a szén-dioxid be- és a víz kijutását. A gázcserenyílások mérete és száma a környezet hőmérsékletétől, a páratartalomtól és a széndioxid szintjétől függ. Hogyan voltak képesek a szervezetek a vízből kilépve szaporodni? Hogyan tudták megvédeni petéiket vagy utódaikat a kiszáradás szörnyű sorsától? A víz felhajtóerőt is biztosított, ám a szárazföldön nem volt jelentős felhajtóerő. Az apró rovarok, mint a bolhák számára ez nem volt akadály. Túl könnyűek ahhoz, hogy aggódniuk kellene a gravitáció miatt, ezért a bolha boldogan ugrik le egy szikláról. A nagy szervezetek esetében azonban problémát jelentett a gravitáció. Szükségük volt a csontok vagy a fa támasztóerejére, ha állva akartak maradni. Amikor már álltak, bonyolultak csővezetékekre volt szükség, amelyen keresztül testük minden sejtjéhez eljuttathatták a szükséges folyadékokat. A növények gyökereiken és belső csatornákon keresztül keringették a folyadékokat, kihasználva a víznek azt a képességét (a kapillaritást), miszerint szűk csövekben felfelé is áramolhat. Az állatok speciális szivattyúkat (más néven szívet) fejlesztettek ki folyadékok és tápanyagok keringetésére, és a mérgező anyagok eltávolítására. A szárazföldek komoly birtokba vételét csak az eumetazoák kezdték el, az ordovícium végén történt kipusztulás után, 450 millió évvel ezelőtt. Akkor fordult elő először, hogy növények és állatok néhány elszánt csoportja óvatosan kimerészkedett az óceánokból a szárazföldre, amire talán a légköri oxigén növekvő szintje következtében megszerezhető többletenergia is ösztönözte őket. Az első edényes növények (szövetes növények, magasabb rendű növények), amelyekben a folyadékot és a tápanyagok keringetését végző szövetek alakultak ki, mintegy 430 millió évvel ezelőtt jelentek meg a szárazföldön. Hamarosan követték őket a gombák és az állatok. Egyszerű, skorpiószerű ízeltlábúak már az edényes növényekkel egy időben elterjedhettek a szárazföldön. Az első kétéltűek 400 millió évvel ezelőtt már biztosan megjelentek a szárazföldön, ennyi idősek azok a kétéltűszerű állatoktól származó, fosszilis lábnyomok, amelyeket Írországban és

Lengyelországban találtak. A kétéltűek azokból a halakból alakultak ki, amelyek a vízből kimászva is tudtak lélegezni, és a mai tüdőshalakhoz hasonlóan a kiszáradó tavak és folyók sekély részein járkáltak. De minden kétéltűnek a víz közelében kellett maradnia, mert petéiket a vízbe rakták. Az első kétéltűek voltak az első nagy testű, szárazföldi gerincesek. Néhányan olyan nagyok voltak, mint egy mai ember. A szárazföldet meghódító növények különösen nagy hatással voltak a légkörre, mivel belélegzik a szén-dioxidot és oxigént a légeznek ki. A légköri oxigén szintje az ordovícium után gyorsan emelkedett, körülbelül 5–10%-ról a mainál jóval magasabb szintre, talán 35%-ig, mielőtt stabilizálódott. Körülbelül 370 millió évvel ezelőtt óta a légkörben az oxigén szintje többnyire 17% és 30% között maradt.11 Ezt azért tudjuk biztosan, mert ebben a teljes időszakban látják a kutatók a spontán tüzek nyomait, viszont a spontán tüzek nem gyulladhatnak fel, ha az oxigén szintje jóval 17% alatt marad. Az oxigén szintje valószínűleg a perm időszakban érte el a csúcsot (300–250 millió évvel ezelőtt). Az emelkedő oxigénszintet jelezte többek közt, hogy megjelentek a hatalmas mennyiségű oxigént igénylő korallzátonyok. Az első nagy korallzátonyok az ordovíciumban tűntek fel. A korallok tulajdonképpen kicsiny, genetikailag azonos, gerinctelen állatok szimbiotikus kolóniái. Összességében hatalmas, hosszan elnyúló képződményeknek tekinthetjük őket, amelyeknek kemény, de kissé alaktalan vázuk van. Minden korall fotoszintetizáló egysejtűek telepeinek ad otthont, amely szervezetek energiával látják el a korallt. A korallzátonyok kényelmes szállást kínáltak sok nagyobb szervezetnek, köztük trilobitáknak, szivacsoknak és puhatestűeknek. A növekvő oxigénszint a mintegy 370 millió évvel ezelőtt kezdődött devon időszakban a szárazföldet gyarmatosító eumetazoák második hullámát táplálta. Az első fás vázú növények, amelyek a gravitáció ellenében állva tudtak maradni, mintegy 375 millió évvel ezelőtt jelentek meg, majd hamarosan az első erdők is kialakultak. Ezek a fotoszintézis révén hatalmas mennyiségű szenet kötöttek meg, így miközben a Föld kizöldült, a széndioxid szintje a korábbinak talán az egytizedére esett vissza.12 Az első erdők

hatása azért volt különösen jelentős, mert még nem voltak olyan szervezetek, amelyek képesek lettek volna lebontani a fát alkotó lignint. Éppen ezért a karbon időszakban (360–300 millió évvel ezelőtt) az erdők elpusztult fáit többnyire betemette a talaj, a légkörből kivont szénnel együtt. Idővel fosszilizálódtak, így létrejöttek azok a széntelepek, amelyek később az ipari forradalomhoz szolgáltatták az energiát. A mai széntelepek mintegy 90%-a a magas oxigénszint időszakában temetődött be, körülbelül 330–260 millió évvel ezelőtt. Mivel a légkör bővelkedett oxigénben, villámcsapások nyomán könnyen keletkeztek erdőtüzek. Így a karbon és a korai perm időszakában, bár hűvös volt az éghajlat, a levegőt valószínűleg betöltötte az erdőtüzek füstjének fanyar illata. Ez az a szag, amelyet Naprendszerünk más bolygóin senki nem érezhet, mert hiányzik a magas oxigénszint és a tűz terjedéséhez szükséges fás tüzelőanyag. A karbon kori erdők valószínűleg megkétszerezték a fotoszintézis mennyiségét, ami hatékonyan megduplázta a bioszféra teljes energiaháztartását, lehetővé téve sok más szervezet létrehozását.13 A növények a Föld geológiai termosztátját is áthangolták, mert felgyorsították a kőzetek erózióját, mert aprították és belekeverték a talajba azokat, így kőzetekbe beépült szén könnyebben bemosódott az óceánokba; onnan pedig a szén egy része a szubdukció révén mélyre, a köpenybe került. Az eltemetett szén nem tudott az oxigénnel reagálva szén-dioxidot képezni, így az oxigénszint emelkedett. Ezért a szabad oxigén mennyisége nagyjából attól függ, mennyi szén került szubdukció útján a köpenybe, így a légkörben az oxigén és a szén-dioxid szintje ellentétes irányban változik. Az emelkedő oxigénszint új kémiai reakciókat tett lehetővé a kéregben, amelyek a Földön ma megtalálható négyezer különböző ásvány közül nagyon sokat létrehoztak.14 450–300 millió évvel ezelőtt, az ordovícium időszak végétől a perm kezdetéig az erdők és a szárazföldi eumetazoák átalakították a Föld felszínét, kizöldítették a kontinenseket, helyreállították a bioszféra termosztátjait, és létrehozták a késői fanerozoikum légköri rendszerét, amelyet a magas oxigéntartalom és az alacsony szén-dioxid-szint jellemzett.

Hosszú távú trendek: nagyobb testek és nagyobb agyak Mint a komplexitás történetét általában, a Nagy Élet történetét is a véletlen és a szükségszerűség alakította. A tömeges kihalások érzékeltetik a véletlen drámai szerepét. Nélkülük a mai bioszféra nagyon más lenne. Az evolúció azonban soha nem volt kizárólag véletlen kérdése. Néhány változás valószínűbb, mint mások. Bár a Nagy Élet történetének alakításában jelentős szerepe volt a véletlen fordulatoknak, a nagy tendenciák a zűrzavart okozó események, így a kisbolygók becsapódása, a vulkánkitörések és a tömeges kihalások ellenére is fennálltak. A hosszú távú trendek számunkra éppoly fontosak, mint a hirtelen katasztrófák. Az egyik ilyen hosszú távú tendencia a nagy méretek felé törekvés. Ez a tendencia elsőként az eumetazoákat hozta létre. Ösztönözte az egyre nagyobb és nagyobb eumetazoák kifejlődését, mert a nagy méret evolúciós szempontból gyakran előnyös volt. Végül is, a nagyobb szervezetekre kevesebb ragadozó vadászik. Próbáljuk csak meg belemélyeszteni a fogainkat egy kékbálna testébe! A nagyméretű szervezeteknek egységnyi testtömegre vonatkoztatva kevesebb élelemre van szükségük, és általában könnyebb elkerülni a katasztrofális kiszáradást.15 Emellett a magas oxigéntartalmú légköri rendszer, amely a fanerozoikum eon korai szakaszában alakult ki, biztosította a megaméretű eumetazoák táplálkozásához szükséges extra energiát. Valószínűnek tűnik, hogy a nagyon nagy szervezetek akkor élték virágkorukat, amikor az oxigénszint a legmagasabb volt, ami általában az alacsony szén-dioxid-szint és a hűvösebb éghajlat idején következett be. Ez az óceánokra és a szárazföldre egyaránt igaz volt, mert a hideg víz több oxigént képes magában tartani, mint a meleg. Ahogy az oxigénszint emelkedett, számos különböző evolúciós vonal kísérletezett nagyobb testekkel. A karbon és a perm időszakokban megaméretű rovarok és gerincesek jelentek meg. Abban az időben a szitakötők szárnyának fesztávolsága elérte az ötven centimétert, a kilencven centiméter hosszú, skorpiószerű teremtmények tömege 20 kilogramm lehetett. Az első hüllők a karbon időszakban jelentek meg, amely körülbelül

320 millió évvel ezelőtt kezdődött. Ezek az állatok egy új csoportját alkották, a magzatburkosokat, amely csoportba a hüllők, a madarak és az emlősök tartoznak. A kétéltűekkel ellentétben a magzatburkosok képesek a víztől távol is szaporodni, mert utódaik védett tojásokban, tasakokban, vagy anyaméhben fejlődnek. Végül a hüllők között találjuk a legnagyobb állatokat, amelyek valaha is sétáltak, vándoroltak, lebzseltek vagy vágtáztak a Földön. A perm végén bekövetkezett tömeges kihalást újabb alkalmazkodó szétterjedés követte a triász időszakban (250–200 millió évvel ezelőtt). Ekkor tűnnek fel az első nagy dinoszauruszok. (Nem minden dinoszaurusz nagy!) A triász időszak későbbi részében azonban az oxigén szintje ismét csökkenni kezdett, az éghajlat melegedett, ezért az élet egyre keményebbé vált a nagy testű eumetazoák számára. A triász kétszázmillió évvel ezelőtt hirtelen véget ért, amikor az üvegházhatás tömeges kihalást okozott. A dinoszauruszok azon családjai, amelyek életben maradtak, rendkívül hatékony mechanizmusokat fejlesztettek ki, hogy az oxigénben szegény világban lélegezni tudjanak. Ezek a mechanizmusok ösztönözhették a két lábra állást (kétlábúságot, bipedalizmust) (gondoljunk csak a T. rexre és a ma élő madarakra), mert a két lábon járó hüllőknél a mellkas nyitottabb és a légzést nem befolyásolja a mozgás úgy, ahogy a négy lábon járó hüllők kacsázó mozgásánál. A jura időszakban (körülbelül 200–150 millió évvel ezelőtt) az oxigénszint ismét emelkedett, míg végül megközelítette a mai szintjét. Ekkor a dinoszauruszok újra nagyobbak lettek. A legnagyobbak a jura végén és kréta időszakban rohangáltak a Földön, 160–65 millió évvel ezelőtt. Tüdejük hatékonyabb volt, mint triászbeli őseiké, így az oxigénben gazdag légkörben rendelkezésre álló nagy mennyiségű energiát használták hatalmas testük ellátására. Az első igazi madarak a késői jura időszakban fejlődtek ki. Ezek létezését is a légköri oxigén magas szintje tette lehetővé, mivel minden pilóta tudja, hogy a repülés sok energiát igényel. Az Archaeopteryx az egyik legkorábbi madárszerű teremtmény, 1861-ben Németországban felfedezett fosszíliáit mindössze két évvel Darwin munkája, A fajok eredete megjelenése után találták meg. Körülbelül 150 millió évvel ezelőtt élt, és körülbelül varjú nagyságú volt. Darwin számára a felfedezés komoly bizonyítékot szolgáltatott a természetes szelekción alapuló evolúció elmélete mellett, mert

bizonyította a hüllők és a madarak közötti átmeneti fajok létezését. Az Archaeopteryxnek sok a madarakra jellemző tulajdonsága volt, de a hüllők több jellegzetességét is megőrizte, mint például a karmokat, a csontos farkakat és a fogakat. A közelmúltban talált leletek azt mutatták, hogy a fogakkal rendelkező madarak sok faja a kréta idején alakult ki, és ezek együtt éltek a repülő dinoszauruszokkal. Az emlősök, akárcsak a többi magzatburkosok (Amnioták) (a hüllők és a madarak) a perm tömeges kihalása után jelentek meg. Az emlősök végül néhány óriást is létrehoztak, de ezek nem éltek csaknem kétszázmillió évig. Ezt megelőzően a dinoszauruszok uralta világban a dinoszauruszok árnyékában, többnyire a háttérbe húzódva éltek. A triász, a jura és a kréta során (250–65 millió évvel ezelőtt) a legtöbb emlős kisméretű, föld alatt élő lény volt, kicsit olyanok, mint a mai rágcsálók. Az emlősök a melegvérű állatok olyan osztálya, amelyek a többi magzatburkos osztály, a hüllők és a madarak rokonai. Az emlősök azonban döntően különböznek a hüllőktől és a madaraktól. Az emlősök agyában jelen van az agykéreg legfejlettebb része, az új agykéreg (neocortex), amely az emlősöket kiváló adatfeldolgozó képességgel ruházza fel. Az emlősök szőrösek (igen, még az ember is szőrös, bár kevésbé, mint az emlősök többsége), és többnyire jobban törődnek utódaikkal. Carl Linné (Linnaeus), a modern rendszertan (taxonómia) megalapítója, egy másik jellegzetességük alapján elsőként nevezte a velünk azonos osztályba tartozó állatokat emlősöknek: minden emlős a tejmirigyeik termelte tejjel táplálja az utódait. A paleontológusok számára az emlősök fosszíliáinak legszembeötlőbb sajátossága a fogak megléte. Már a legkorábbi emlősök fogainak is rágófelszínük van, így a felső és az alsó fogak egymással összeilleszthetők, lehetővé téve számukra, hogy harapva és rágva újabb fajta élelmiszereket fogyasszanak, és a táplálékot hatékonyabban őröljék, mint a legtöbb hüllő. Az emlősök egy másik erőteljes evolúciós irányt is mutatnak, a bonyolultabb információfeldolgozás kifejlődésének képességét. Ez az egész fanerozoikumra jellemző, de különösen az állatokra, és azon belül legfeltűnőbben az emlősök körében. Láttuk, hogy minden élő szervezet információfogyasztó. Információt

gyűjtenek, azt feldolgozzák, és ennek megfelelően cselekszenek. A legegyszerűbb szervezetekben, köztük a prokariótákban, a második (feldolgozási) szakasz kezdetleges, gyakran alig több, mint egyfajta ki/be kapcsoló, például: „Itt túl meleg van, ezért forgasd meg az ostort az óramutató irányában, és gyorsan húzz el innen.” A fájdalom és az öröm egyszerű reflexei még az egyszerű metazoákban is hatékony információfeldolgozást igényelnek. Amint azonban a szervezetek egyre nagyobbá és összetettebbé váltak, több információra volt szükségük a környezetükről. A természetes szelekció rákényszerítette a nagy szervezeteket, hogy minél több információt igényeljenek, mert a megfelelő információ elengedhetetlen volt a sikerhez. Ezért van az, hogy amikor az ember megfejt egy rejtvényt, az agyat ugyanolyan ingerek érik, mint az ételektől és a szextől.16 A természetes szelekció a nagy szervezeteknek több és több típusú érzékelőt is adott: ezek a hangok, a nyomás, a savasság és a fény érzékelésére alkalmasak. Egyidejűleg a természetes szelekció a lehetséges válaszok egyre szélesebb repertoárját alakította ki. Ahogy nőtt a bemenő és kimenő információk mennyisége, és szélesedett azok köre, úgy vált egyre bonyolultabbá a feldolgozás szakasza, így egyre több idegsejtet szenteltek ezeknek a feladatoknak az elvégzésére. Az állatokban az idegsejtek csomópontokba, idegdúcokba (ganglionokba) és agyakba rendeződtek, ezáltal tranzisztorokra emlékeztető kapcsolók olyan hálózatait alkották, amelyek neuronok százait, millióit vagy milliárdjait kapcsolták össze, amelyek párhuzamosan képesek működni. Ez lehetővé tette, hogy modellezzék a külső világ fontos jellemzőit, sőt a lehetséges jövőket is. Egyetlen értelmes lény sem (még az ember sem) áll közvetlen kapcsolatban a környezetével. Ehelyett mindannyian az agyunk által felépített, gazdag, virtuális valóságban élünk. Agyunk generálja és folyamatosan frissíti testünk és környezetünk legfontosabb jellemzőinek térképét, ahogyan az éghajlatkutatók ma a változó környezetet modellezik.17 Ezek a térképek lehetővé teszik a homeosztázis fenntartását (a belső környezet állandóságát). Segítenek abban, hogy többnyire megfelelően reagáljunk a körülöttünk zajló változások végtelen örvénylésére. A gondolkodó teremtményekben különböző szinteken működik a

döntéshozatal. Néhány döntést gyorsan meg kell hozni, ha nincs elég idő a gondos megfontolásra. Más döntéshozatali mechanizmusok lassabbak és töprengőbbek, ugyanakkor több lehetőséget kínálnak. A fájdalomérzékelők egyszerű be- és kikapcsolói még a legösszetettebb metazoákban is a viselkedés számos jellegzetességét vezérlik. Ha kezünket a lángba nyújtjuk, azonnal elrántjuk, még mielőtt végiggondolnánk, mi történik. A limbikus rendszer irányította érzelmek gyors döntést tesznek lehetővé azáltal, hogy olyan prediszpozíciókat (előkészültségeket) és preferenciákat hoznak létre, amelyek sok fontos döntést irányítanak, amely döntések többnyire gyorsak, mégis helyesek. Charles Darwin megértette: az érzelmek olyan döntéshozó tényezők, amelyeket a természetes szelekció fejlesztett ki, hogy segítse a szervezeteket a túlélésben. Nem valószínű, hogy az az antilop, amely meg akarja ölelni az oroszlánokat, átadná génjeit bármely utódnak. A legalapvetőbb érzelmek, amelyek a legkevésbé állnak a tudat ellenőrzése alatt, úgy tűnik, kontrollálatlanul törnek elő belőlünk. Ezek közé tartozik a félelem és a harag, a meglepetés és az undor, és talán az örömérzet is. Ezek bizonyos mértékig hajlamossá tesznek bennünket arra, hogy reagáljunk, és elküldjük azokat a kémiai jelzéseket, amelyek testünket felkészítik a futásra vagy a fokozott figyelemre, a támadásra vagy az ölelésre.18 Az érzelmek fontos döntéseket hoznak minden olyan állatban, amelyeknek nagy agyuk van, és néhány érzelem, mint például a félelem, valószínűleg minden gerincesben és talán egyes gerinctelen állatokban is jelen van, különösen az legintelligensebbekben, például a polipoknál. Az egyes események alakulására és bizonyos viselkedésekre az érzelmek kialakította preferenciák ott állnak az emberi értelem és az etika hátterében. Amit gyakran értelemnek vagy észnek tekintünk, csak egyike a sok biológiai döntéshozó lehetőségnek. Fontos határozatokat hoz, ha az agy elég nagy, ha elég idő áll rendelkezésre, és ha más rendszerek holtpontra jutottak, és nem tudnak egyértelmű választ kialakítani. Tényleg el kell pazarolnom ezt a sok energiát, ha nem is egy igazi oroszlán áll velem szemben? Vajon a riválisom hamisan fenyeget vagy reagálnom kell? Az érzékelések, az érzelmek és a gondolkodás együtt teremtik meg azt a belső, szubjektív világot, amelyet minden ember, és valószínűleg sok más

nagy testű faj egyedei megélnek. Úgy tűnik, hogy a tudatosságként leírt állapot nem más, mint élesen összpontosított figyelem, amelyet az agy hívott elő, mintha bírósághoz fordulna, amikor új, nehéz és fontos döntéseket kell hozni. Ez arra utal, hogy a tudatosság bizonyos mértékig sok szervezetben jelen van, amelyeknek az agya elég nagy ahhoz, hogy elegendő munkaterületet biztosítson a valóban komplex döntések kialakításához.19 A rutinszerű döntések esetében viszont minderre nincs szükség. Ha ezeket a döntéshozatali rendszereket memóriával egészítjük ki, akkor máris lefektetjük a komplex tanulás alapjait, a korábbi döntések eredményeinek rögzítését, amely feljegyzéseket arra használjuk, hogy a jövőben jobb döntéseket hozzunk. Például a tisztogatóhal néven ismert hal olyan halak fogait tisztítja, amelyek könnyen meg tudnák enni őket. Meg kell azonban tanulniuk, mely ügyfelek nem fogják megenni őket, amiért cserébe ingyen lakomához jutnak a fogaik között. A memória tudatosan tárolhatja a döntések eredményeit, és azokat felhasználhatja a későbbi gyors, automatikus válaszokhoz. Miután megtanultuk, hogyan kell autót vezetni, akkor nem kell végiggondolni a hosszú feladatlistát, ha észrevesszük a jelzőlámpa piros fényét. A testünk gondolkodás nélkül megbirkózik a feladattal. Észre sem vesszük, és a lábunk máris a féket nyomja. Ezek a bonyolult döntéshozatali és modellezési rendszerek a fanerozoikum eon során alakultak ki. Fejlődésük az állatoknál volt a leglátványosabb, mert az állatoknak sokkal több döntést kell hozniuk, mint a növényeknek. A legtöbb gerinctelenben a neurális hálózatok megmaradtak a testben elosztva, bár gyakran bizonyos csomópontokba vagy idegdúcokba koncentrálódtak. Egyes gerinctelen állatok, mint például a polipok az ilyen hálózatokból hatékony információfeldolgozó rendszereket építettek ki; a polipok legtöbb neuronja a karjaikban található. A gerinceseknél is sok idegsejt nyúlik be a testbe, ahol kapcsolatba kerülnek az érzékelősejtekkel és a döntéseket végrehajtó mozgatósejtekkel. Mivel azonban az érzékelők száma megnőtt, a feldolgozás pedig kritikusabbá vált, egyre több idegsejt gyűlt össze az agyban, ahol az információ feldolgozására specializálódtak. Az információfeldolgozás különösen fontos volt a madarak és az emlősök komplex, energiafaló fejlődési vonalaiban, bár ezek a nagyon különböző

típusú szervezetek eltérő alrendszereket alakítottak ki a nagy mennyiségű adat kezelésére.20 Az információfeldolgozás növekvő jelentősége segít megmagyarázni az emlősöknél az agykéreg (cortex), az agy szürke, külső rétegeinek fejlődését és növekedését. A kéreg sok helyet biztosít az információ feldolgozásához, így jelentősen megnövelte az információfeldolgozó képességet, ami lehetővé tette a jobb problémamegoldást az ismeretlen helyzetekben, vagy amikor más döntéshozatali rendszerek holtpontra jutottak. Végül, a legnagyobb agyú emlősök olyan általános információfeldolgozó és problémamegoldó rendszereket alakítanak ki, amelyek úgy viszonyultak a baktériumok világában megfigyelhetőhöz, mint az internet az abakuszhoz. A fejlettebb problémamegoldó és információfeldolgozó rendszerek kialakulása végül elvezetett a saját, figyelemre méltó fajunk által megindított információs robbanáshoz.

Egy kisbolygó Földet ér – szerencsés törés az emlősök számára Hosszú ideig úgy tűnt, hogy a dinoszauruszok izomereje többet ér az emlősök agyánál. Azután, hatvanötmillió évvel ezelőtt, egyetlen villanással minden megváltozott. A dinoszauruszok világa mindössze néhány óra leforgása alatt eltűnt, amikor egy tíz-tizenöt kilométeres átmérőjű aszteroida ütközött a Földbe.21 A becsapódás jelentős kihalási eseményt okozott, amelynek során a nemzetségek mintegy fele eltűnt. A geológusok ezt gyakran K/T eseménynek nevezik, mert a kréta időszak (gyakori rövidítése K, a német kréta, azaz Kreide kezdőbetűje alapján) és a hatvanötmillió évvel ezelőtt kezdődött kainozoikum (régebbi nevén harmadidőszak, idegen szóval tercier, ebből ered a T rövidítés) határán történt. Amikor a kisbolygó megérkezett, harminc kilométert tett meg másodpercenként (körülbelül százezer kilométert óránként), így mindössze néhány másodperc alatt átszáguldott a Föld légkörén. Ma már pontosan

tudjuk, hová esett: a becsapódás nyomán jött létre a Chicxulub-kráter (ejtsd: „csiksulub”), a mai Mexikó területén fekvő Yucatán-félszigeten. Az aszteroida elgőzölgött, miközben átfúrta a Föld kérgét, majdnem kétszáz kilométer átmérőjű krátert hagyva maga mögött. A megolvadt kőzet a levegőbe repült, ahol anyagukból porfelhők képződtek, amelyek több hónapig a levegőben lebegtek, megakadályozva, hogy a napfény elérje a felszínt. A mészkő elpárolgott, szén-dioxidot szórva a légkörbe. A becsapódás helye körül több száz kilométer kiterjedésű területen minden élőlény elpusztult. Több száz kilométerrel távolabb, az erdőket hatalmas tűzvihar égette fel. A tengeren szökőár (cunami) képződött, amelynek vízfala lecsapott a Mexikói-öböl partjára, és több száz kilométeres körzetben elpusztította a halakat és a dinoszauruszokat. Az Egyesült Államok Montana és Wyoming államaiban elterülő Hell Creek formációban olyan halak fosszíliáit találták meg, amelyek kopoltyúja tele van a kisbolygó becsapódása nyomán megüvegesedett kőzetszemcsékkel.22 Távolabb az azonnali hatás kevésbé volt durva. Néhány héten belül azonban az egész bioszféra megváltozott. A levegőben lebegő koromszemcsék blokkolták a napfényt, aminek következtében olyan körülmények alakultak ki, amit ma nukleáris télnek nevezünk. Az égből salétromsav eső esett, ami a legtöbb szervezetet elpusztította, amelyekkel csak érintkezett. A Föld felszínén egy vagy két évig teljes sötétség uralkodott, így megszűnt a fotoszintézis, az útvonal, amelyen keresztül a Nap az életet fenntartotta. Amikor a por elvékonyodott, és a fény kezdett átderengeni a ködön, a Föld gyorsan felmelegedett, mert a légkörbe rengeteg szén-dioxid és metán került. Néhány évvel az ütközés után a megnyomorított túlélők újra fotoszintetizálni és lélegezni kezdhettek, de egy forró üvegházban. Több ezer évbe telt, mire a bioszféra visszatért a megszokott kerékvágásba. Időközben a korábban meglévő növények és állatok nemzetségeinek talán a fele eltűnt. Amint az ilyen válságokra jellemző, a nagy testű fajok különösen megsínylették a helyzetet, mert nekik több energiára van szükségük, populációjuk kevésbé népes, és lassabban szaporodnak, mint a kisebb testű élőlények. Ezért haltak ki a nagy testű dinoszauruszok. A ma élő madarak azonban a kisebb dinoszauruszok

leszármazottai, amelyek közül néhánynak sikerült életben maradnia. A kisebb szervezetek, például a rágcsálószerű emlősök, valamivel jobban alkalmazkodtak, ezért végül ezek közül néhányan a mi őseink lettek. A kisbolygó-becsapódás hatásainak első bizonyítékát a geológus Walter Alvarez és munkatársai Olaszországban találták meg, ottani kőzetekben. A geológusok akkor már tudták, hogy a kréta időszak végét jelző határvonal előtt és után szembetűnő különbségek mutatkoztak a kőzetrétegekben. A likacsosházúak (Foraminifera) néven ismert plankton fosszíliái gyakoriak a régebbi rétegekben, még közvetlenül az említett időpont előtt is, de akkor egy csapásra eltűntek. Az viszont nem volt világos, hogy a változás több tízezer évig, vagy csak egy-két évig tartott-e. 1977-ben az olaszországi Gubbio közelében Alvarez és munkatársai egy ritka elem, az irídium nagyon magas koncentrációját találták a kréta végéből származó rétegben. Ez furcsa volt, mert az irídium ritka a Földön, bár a kisbolygókban gyakori. Alvarez és munkatársai ugyanolyan magas irídiumszintet találtak Olaszország számos más lelőhelyén, sőt most már legalább száz hasonló területet ismerünk a világ minden táján. Egyre inkább úgy látszott, mintha az irídiumot egy kisbolygó hozta volna a Földre. Ez katasztrófaeseményre utalt. Abban az időben a legtöbb geológus azon felfogás mellett kötelezte el magát, miszerint minden geológiai változás fokozatosan történt, így kevesen fogadták kedvezően az ötletet. A többség közvetlen bizonyítékot akart, egy geológiai forró nyomot. Ezt 1990-ben találták meg, amikor bebizonyosodott, hogy a Chicxulub-kráter nemcsak megfelelő méretű volt, hanem a megfelelő időpontban is jött létre. Azóta a legtöbb geológus nemcsak azt ismerte el, hogy a kisbolygó becsapódásának hatása elpusztította a dinoszauruszokat, hanem azt is, hogy az ilyen katasztrofális események valószínűleg többször is előfordultak a Föld történetében. Igaz, amellett is meggyőző bizonyítékok szólnak, hogy a K/T határ környékét intenzív vulkáni tevékenység jellemezte, ami esetleg megroppantotta a bioszféra egészségét, de ma már nem kétséges, hogy a végzetes csapást egy aszteroida jelentette. A Chicxulub utáni világ volt az, amelyben az emlősök ősei, vagyis a mi őseink kifejlődtek. Ez a kainozoikum világa, a Föld történetének elmúlt hatvanötmillió éve.

A becsapódás után: az emlősök alkalmazkodó szétterjedése Mint minden emlős fajnak, nekünk, embereknek is génkészletünk 90%-a azonos más emlősökével, a patkányoktól a mosómedvéig, ami a DNS-ünk esetében mintegy hárommilliárd bázispárt jelent. Valahol a DNS további 10%-a tartalmazza azokat a géneket, amelyek megkülönböztetnek minket. Mint minden emlős, mi is melegvérűek vagyunk, ami azt jelenti, hogy több energiára van szükségünk, mint a legtöbb hüllőnek, hogy állandó szinten tartsuk testhőmérsékletünket, és agyunk működni tudjon. Agyunknak nagy teljesítményűnek kell lennie, mert sok ökológiai trükkre van szüksége, hogy fenntartsa a táplálék és az energia intenzív áramlásait. Bár a legkorábbi emlősszerű teremtmények nem voltak nagyobbak, mint az egerek, valószínűleg már ezek is gondoskodtak utódaikról, amint azt a mai emlősök is teszik, és szokatlanul nagy agyuk volt a testméretükhöz képest. Az alapvető szétválás az erszényesek (azon emlősök, amelyek utódainak különleges védelemre és táplálásra van szükségük, amit gyakran erszényekben biztosítanak) és a méhlepényesek (azon emlősök, amelyek utódaikat a placentán keresztül az anyaméhben táplálják) között legalább 170 millió évvel ezelőtt történt. A jura és kréta időszak közötti hosszú, mintegy 150 millió évben a legtöbb emlősfaj kicsi maradt, és a holdfényes aljnövényzetben szaladgált.23 Közben számos különböző formájuk fejlődött ki. Néhány közülük kutyaszerű volt, mint például a Repenomamus, amely elég nagy volt ahhoz, hogy kisebb dinoszauruszokkal és azok kicsinyeivel táplálkozzék. Néhányuk úszni tudott, ezek visszatértek az óceánokba. Egyesek denevérszerűek voltak, némelyek rovarokat ettek, mások fára másztak. Körülbelül 150 millió évvel ezelőtt az emlősök világát megváltoztatta azoknak az új típusú növényeknek a kifejlődése, amelyek a növényvilágot addig domináló tűlevelűek és páfrányok riválisai lettek. Ezek a zárvatermők voltak, a virágzó és gyümölcsöket termő növények, vagyis azok a fajok, amelyek ma az

erdőkben, a parkokban és kertjeinkben dominálnak. A virágos növények bőséges táplálékot biztosítottak azoknak az emlősöknek, amelyek fogai a gyümölcsök fogyasztására és a magvak feltörésére vált alkalmassá, vagy azon rovarok számára, amelyek virágos növényekkel táplálkoztak, vagy a beporzást segítették. A dinoszauruszokat kipusztulásra kárhoztató kisbolygó-becsapódás hatása valószínűleg az összes létező emlős faj háromnegyedét is megölte. A legtöbb emlős azonban még mindig kicsi volt, így néhányan átsurrantak az evolúciós válságon. Miután a bolygón visszatértek a viszonylag normális körülmények, a Chicxulub aszteroida túlélői egy furcsa, új világban találták magukat. A dinoszauruszok eltűnésével új lehetőségek nyíltak számukra. Az újabb alkalmazkodó szétterjedésben diverzifikálódtak az emlősök – ilyen helyzetbe kerülnének ma a kisvállalkozások, ha minden nagyvállalat egyik napról a másikra csődöt jelentene. Sok emlősfaj egyedeinek testmérete megnőtt. Félmillió éven belül megjelentek a tehén méretű, növényevő emlősök és a hasonlóan nagy testű ragadozó emlősök. Feltűntek a főemlősök is, amelyek a fán lakó, gyümölcsevő emlősök rendjébe tartoztak, és amelyektől mi is származunk. Bár az első főemlősök már a dinoszauruszok világában is léteztek, csak akkor indultak virágzásnak, amikor a dinoszauruszok leléptek a színről. Még egy válságot túl kellett élniük, mielőtt az emlősök átvehették az uralmat a Földön. Ez a paleocén-eocén hőmérsékleti maximum volt (PETM, a rövidítések kedvelőnek legnagyobb örömére), egy rövid, hirtelen hősokk az üvegházgázok okozta felmelegedés hatására a paleocén és az eocén korok határán, mintegy 56 millió évvel ezelőtt. A hirtelen felmelegedés elég pusztító volt ahhoz, hogy sok faj kihaljon. A PETM ma azért érdekes, mert ez volt a Föld történetében a legutóbbi olyan időszak, amikor a gyors felmelegedést az üvegházgázok okozták, így segíthet megérteni napjaink éghajlatváltozását. A párhuzam kísérteties. A PETM idején hasonló mennyiségű szén-dioxid jutott a légkörbe, mint ma, a fosszilis tüzelőanyagok elégetése következtében. Ennek következtében 56 millió évvel ezelőtt az átlagos globális hőmérséklet 5–9 Celsius-fokkal emelkedett.24 Mi okozta a hirtelen felmelegedést? A vulkáni tevékenység szokatlanul

intenzív volt 58–56 millió évvel ezelőtt, a vulkánokból származó gáz pedig megnövelte a légköri szén-dioxid szintjét. Akkor azonban valami nagyon gyorsan történt, talán csak tízezer év alatt, ami nagyjából az emberi történelemben a mezőgazdaság megjelenése óta eltelt időnek felel meg. Ezen időszak végére sok növény- és állatfaj, valamint tengeri élőlény eltűnt. A jelenleg legelfogadottabb elképzelés szerint a poláris óceánok addig a pontig melegedtek, ahol a metánklatrátok (fagyott metángolyók, amelyek jégnek látszanak, ám egy szál gyufával lángra lobbanthatók) hirtelen megolvadtak, nagy mennyiségű metánt bocsátva ki, márpedig a metán még hatékonyabb üvegházgáz, mint a szén-dioxid. Ennek következtében a Föld nagyon gyorsan felmelegedett volna. Ha ez valóban így történt, akkor vigyázó szemünket a mai sarki óceánokban található metánklatrátokra kell vetnünk. Az éghajlat talán kétszázezer évig tartó hirtelen emelkedése után a globális hőmérséklet hosszú, lassú csökkenésnek indult, néhány rövid visszafordulással. A szén-dioxid szintje ismét csökkenni kezdett, míg az oxigénszint emelkedett. Az egyenlítő és a sarkvidékek közötti hőmérsékletkülönbség nőtt, az Északi-sarkvidéken és az Antarktiszon kiterjedt a jég, gleccserekbe zárva a vizet, ezért az óceánok vízszintje csökkent. A hűlést részben a Föld pályájának ciklikus változásai és a Föld tengelyferdesége okozták. Ezeket a változásokat Milanković-ciklusnak nevezzük, a jelenséget először leíró tudós nyomán. Amint a Föld pályája és tengelyferdesége megváltozott, bonyolult összefüggések szerint eltolódott a Napból a Földre jutó energia mennyisége. A tektonikus folyamatok is közrejátszhattak, amint az Atlanti-óceán kiszélesedett, és Gondwana (Gondvana, Gondvána, Gondvánaföld) ősi szuperkontinense feldarabolódott a mai, különálló kontinensekre. Az Antarktisz a Déli-sark fölött jutott nyugvópontra, stabil alapot biztosítva a vastag jégtakaró felépüléséhez, míg az északi kontinensek körbevették a sarki óceánt, elszigetelve az Északisarkvidéket a meleg, egyenlítői tengeráramlásoktól. Eközben az indiai lemez nekiütközött Ázsiának, magasba tolva a Himaláját, ami felgyorsította az eróziót, fokozva a szén levegőből a tengerbe és a kéregbe kerülésének tempóját. Az élő szervezetek is hozzájárulhattak a bioszféra kihűléséhez. Az előző

harmincmillió évben, amikor a szén-dioxid szintje csökkent, új típusú növények alakultak ki, beleértve a mai szavannákat és a külvárosi gyepeket borító füvet. Ezek a fotoszintézis új formáját használták – a C4 (C4) fotoszintézist –, amely jobb hatásfokkal működik, mint a C3 (C3) fotoszintézis, amelyet a fák és cserjék használnak. Mivel hatékonyabb volt, ezért több szenet vont ki a légkörből.25 Bármi legyen is a pontos oka, a körülbelül ötvenmillió évvel ezelőtt kezdődött hűlés a mai napig folytatódott. Körülbelül 2,6 millió évvel ezelőtt, a pleisztocén kor elején, a világ belépett a rendszeresen bekövetkező jégkorszakok jelenlegi szakaszába. A világ az előző 250 millió évben, mióta a Pangea szétdarabolódott a perm végén, soha nem volt ilyen hideg. Ötvenmillió évvel ezelőtt, ebben a dinoszauruszok és a PETM utáni, hideg és szabálytalan éghajlatváltozásokat mutató világban kifejlődtek főemlős őseink.

III. RÉSZ

MI

7. FEJEZET

EMBEREK: A HATODIK KÜSZÖB A közös nyelv egy információmegosztó hálózatba kapcsolja az embereket, mely félelmetes kollektív hatalmat jelenthet. – STEVEN PINKER, A NYELVI ÖSZTÖN (Bocz András fordítása) Az emberiség egészének olyan közösségi tudata van, amelyet a történészek szeretnének éppoly határozottan megérteni, mint amennyire azt megértik, ami a kisebb csoportokat egyesíti. – WILLIAM H. MCNEILL, „MYTHISTORY”

Az emberek megjelenése eredettörténetünkben fontos esemény. Csak néhány százezer évvel ezelőtt léptünk színre, de ma már kezdjük átalakítani a bioszférát. A múltban szervezetek egész csoportjai (például a cianobaktériumok) változtatták meg a bioszférát, de ugyanerre egyetlen faj még soha nem volt képes. Mi valami mást teszünk, ami merőben új. Mivel mi, emberek megoszthatjuk egymással környezetünk egyedi térképeit, ezért fel tudtuk építeni a tér és az idő gazdag, kollektív tudásunkon alapuló képét, ami ott áll minden eredettörténetünk hátterében. Ez az eredmény, amely nyilvánvalóan egyedül a mi fajunk jellemzője, azt jelenti, hogy ma az univerzum egy apró tényezője kezdi megérteni önmagát. Az emberi történelemről alkotott beszámolónk alig fogja érinteni azokat a témákat, amelyeket a történészek általában oly előszeretettel tárgyalnak: a háborúkat és a vezetőket, az államokat és a birodalmakat, vagy a különböző művészi, vallási és filozófiai irányzatok fejlődését. Ehelyett hűek maradunk modern eredettörténetünk legfőbb témáihoz. Megfigyeljük a komplexitás

olyan új formáinak felbukkanását, amelyeket ezúttal egy új faj hozott létre, amelyik újszerűen használta fel az információkat, hogy az energia egyre nagyobb és nagyobb áramait legyen képes megcsapolni. Látni fogjuk, miként kapcsolódnak össze az emberek először helyi közösségekké, de végül az egész világra kiterjedően, aminek következtében elkezdték átalakítani a bioszférát, kezdetben csak lassan, majd egyre gyorsabban, míg végül mára az egész bolygót megváltoztatni képes fajjá váltunk. Egyelőre tisztázatlan, hogyan fogjuk használni mi, emberek ezt a hatalmat. Azt azonban már tudjuk, hogy az emberi világ, sőt tulajdonképpen az egész bioszféra a mély és talán mindent felforgató változások küszöbén áll.1 Hogyan jutottunk el idáig? Modern eredettörténetünk segíthet nekünk ennek megértésében, ha az emberiség történetét beillesztjük a Föld és a Világegyetem egészének sokkal nagyobb szabású történetébe. A kilátás a hegy tetejéről segíthet észrevenni, mi tesz bennünket különbözővé.

A főemlősök evolúciója egy hűlő világban Mi, emberek, kulturálisan meglepően változatosak vagyunk, és ez erőnk része. Genetikailag azonban homogénebbek vagyunk, mint a legközelebbi élő rokonaink, a csimpánzok, a gorillák és az orangutánok. Egyszerűen nem létezünk elég régóta ahhoz, hogy változatosabbakká válhattunk volna. Emellett kifejezetten társas lények vagyunk, és szeretünk utazni, így az emberi gének nagyon szabadon adódhatnak át csoportról csoportra. Az emlősök osztályán belül a főemlősök rendjébe tartozunk, a makifélékkel (lemurokkal), a majmokkal és az emberszabású majmokkal együtt. Sok közös tulajdonságunk van főemlős rokonainkkal. A legkorábbi főemlősök szinte biztosan fán éltek, ugyanakkor az emberek gyerekei (mint ahogy én magam is gyerekkoromban) imádnak fára mászni, és jól érzik magukat odafent. A fára mászáshoz fogásra alkalmas kezek és ujjak vagy lábak és lábujjak kellenek. Ha ágról ágra szeretnénk ugrálni, jó hasznát vesszük a sztereoszkopikus látásnak, mert így megítélhetjük a távolságokat. Ez azt jelenti, hogy két szemünk van, amelyek arcunk elülső oldalán

helyezkednek el, átfedő látótérrel. (Ne próbáljanak meg átugrani egyik ágról a másikra, egyik szemüket becsukva!) Tehát minden főemlősnek fogásra alkalmas kezei és lábai vannak, arcuk pedig nagyjából sík, előretekintő szemekkel. A főemlősök kivételesen intelligensek. Egyrészt agyuk szokatlanul nagy a testükhöz viszonyítva, másrészt óriási méretű az új agykéreg (neocortex). A legtöbb emlős fajnál az agykéreg az agy méretének 10–40%-át teszi ki. A főemlősöknél ez több mint 50%, az embernél 80%.2 Az ember pusztán az agykérget alkotó (kortikális) neuronok számát tekintve is kivételes. Körülbelül tizenötmilliárd ilyen neuronunk van, vagyis több mint kétszer annyi, mint a csimpánzoknak (körülbelül hatmilliárd).3 Az agykérget alkotó neuronok számát tekintve az emberek után a bálnák és az elefántok következnek, körülbelül tízmilliárd agykérgi neuronnal, de nekik a testük méretéhez viszonyítva kisebb az agyuk. A nagyméretű agy azt jelenti, hogy a főemlősök a környezetükre vonatkozó információk megszerzésének, tárolásának és használatának nagymesterei. Miért ilyen nagy a főemlősök agya? Ez magától értetődőnek tűnhet. De vajon egyértelműen előnyös-e az agy megléte? Nem szükségszerűen azért, mert rengeteg energiát fogyaszt. Akár hússzor annyi energiára is szüksége lehet, mint ugyanannyi izomszövetnek. Az emberi testben az agy a rendelkezésre álló energia 16%-át használja fel, jóllehet tömege a test tömegének mindössze 2%-át teszi ki. Ezért van az, hogy amikor az izom és az agy között kell választani, akkor az evolúció általában a több izmot és kevesebb agyat választja. Ezért olyan kevés az intelligens faj. Néhány faj annyira fölöslegesnek tartja az agyat, hogy azt csak feláldozható luxusnak tekintik. A zsákállatkáknak vannak olyan fajai, amelyeknek fiatalkorukban miniatűr agyuk van. Addig használják az agyukat, amíg a tengerben mászva megfelelő leshelyet találnak maguknak, ahonnan élelmet szerezhetnek. Ha viszont egyszer már megtalálták a leshelyüket, akkor fölösleges fenntartani egy ilyen drága berendezést, … ezért egyszerűen megeszik a saját agyukat. (Néhányan azt a durva viccet is megengedték maguknak, hogy ez kicsit olyan viselkedés, mint az élethossziglan taggá választott akadémikusoké.4) Úgy tűnik azonban, hogy a főemlősök számára megéri fenntartani az

agyat. Szükségük van rá ahhoz, hogy kezelni tudják ügyes kezeiket és lábaikat. A nagyon vizuális fajoknál a látottak értelmezéséhez is szükség van az agyra (észreveszi-e az érett szilvát három fával odébb?), mert a képek feldolgozása az agyban jelentős kapacitást igényel, éppúgy, ahogyan a számítógépekben. Még fontosabb, hogy a főemlősök társas hajlamúak, mert a csoportokban élés védelmet és támogatást kínál. A nyílt és védetlen terepen, például a PETM utáni, hűlő világ füves és fás síkságain egyre fokozódott a nyomás, hogy nagyobb csoportokban éljenek. Ahhoz, hogy sikeresen éljünk együtt fajunk többi tagjával, nyomon kell követni a folyamatosan változó kapcsolatokat a családtagok, a barátok és az ellenségek között. Ki erősödik, és ki gyengül? Ki a barátunk és ki nem? Ki tartozik nekünk, és kinek vagyunk mi az adósai? Ezek olyan számítási feladatok, amelyek bonyolultsága exponenciálisan nő, amikor a csoport nagyobbá válik. Ha csak három másik társunk van, valószínűleg megbirkózunk a feladattal. Ha ötvenvagy száztagú a csoport, akkor a számítások sokkal bonyolultabbak. Ahhoz, hogy csoportokban élhessünk, bizonyos mértékig bele kell látnunk mások agyába. Mások gondolatainak és érzéseinek ösztönös felfogása talán fontos lépés lehetett a tudatosság felé vezető úton, vagyis annak egyre pontosabb megismerése felé, mi történik saját elménkben.5 A főemlősök társadalmainak alapos megfigyelése azt mutatja, hogy ha ezekben a társadalmi számításokban hibázunk, akkor valószínűleg kevésbé jó ételekhez jutunk, kevésbé védenek meg, gyakrabban megvernek, és csökkennek az esélyeink, hogy egészségesek legyünk és egészséges gyerekeink szülessenek.6 Ezért úgy tűnik, hogy az agy teljesítménye a főemlősök történetében együtt fejlődött a társas léttel és az együttműködés képességével. Valójában úgy tűnik, hozzávetőleges korreláció áll fenn a főemlősök csoportjainak nagysága és az agyuk mérete között. Nyilvánvaló, hogy főemlősök sok családja hajlandó egy további entrópiaadót, az „agyadót” is megfizetni, ha ennek fejében nagyobb létszámú csoportokban élhetnek. Az első főemlősök valószínűleg a dinoszauruszok kihalása előtt fejlődtek ki, de a legkorábbi fennmaradt főemlős fosszíliák csak több millió évvel a Chicxulub esemény utánról származnak. Mi, az emberszabásúak nagy testű, farok nélküli emberszabásúaknak (emberszerűeknek) nevezett öregcsaládjába

tartozunk. A nagy emberszabásúak mintegy harmincmillió évvel ezelőtt fejlődtek ki, majd húszmillió évvel ezelőtt Afrikában és Eurázsiában élték virágkorukat és diverzifikálódtak. Egyik családjuk az emberfélék (vagy hominidák), ezek közé ma az orangutánok, a gorillák és csimpánzok, valamint az emberek tartoznak. Az emberfélék ősei a PETM után, a széndioxid csökkenő szintje, valamint a hidegebb és kevésbé kiszámítható éghajlat mellett alakultak ki. Az éghajlati instabilitás erős gyorsító hatást gyakorolt az evolúcióra, sok különböző fajt kényszerítve a gyors és gyakori alkalmazkodásra. Körülbelül tízmillió évvel ezelőtt az éghajlat szárazabbá és hidegebbé vált azon a területen, ahol az emberszabásúak és tőlük leszármazott emberfélék éltek, ezért addigi életterük, az erdőségek helyét a füves puszták vették át. Őseink ennek az evolúció kikényszerítette menetelésnek lettek a túlélői. Az 1970-es évek előtt a legtöbb paleontológus a fosszilis bizonyítékok alapján meg volt győződve arról, hogy az emberek fejlődési vonala legalább húszmillió évvel ezelőtt ágazott el a többi emberszabásúakétól. 1968-ban azonban két genetikus, Vincent Sarich és Allan Wilson megmutatták, hogy ha két, ma élő faj DNS-ét összehasonlítjuk, akkor megbecsülhetjük, mikor vált el egymástól a két faj fejlődése. Ez azért lehetséges, mert a nagy DNSszakaszok, különösen azok a részek, amelyek nem kódolnak géneket, véletlenszerűen, de viszonylag állandó ütemben változnak. Az e felismerés alapján végzett genetikai összehasonlítások azt mutatják, hogy körülbelül 8 millió évvel ezelőttig az embereknek, a csimpánzoknak és a gorilláknak közös ősük volt, de akkor a mai gorillák ősei úgy döntöttek, hogy attól kezdve saját útjukat járják. Az embereknek és a csimpánzoknak körülbelül hat- vagy hétmillió évvel ezelőttig maradt meg a közös ősük. Más szavakkal, hat- vagy hétmillió évvel ezelőtt valahol Afrikában létezett egy lény, amelyből a mai emberek és a mai csimpánzok is származnak. Ennek a teremtménynek eddig még nem sikerült a fosszilis maradványait megtalálni, de a modern genetika azt állítja, hogy valóban akkor és ott élt. A ma élő csimpánzok és az emberek genomja közötti egyezés még mindig meghaladja a 96%-ot. Mivel mindkét faj génkészletét körülbelül hárommilliárd bázispár alkotja, ez azt jelenti, hogy körülbelül

harmincötmillió genetikai betű, vagyis bázispár eltérő. Ezek között az eltérő genetikai betűk között rejlik annak a nyoma, miért tér el egymástól gyökeresen az emberek és a csimpánzok története, különösen az elmúlt évezredekben. Miért csökkent legközelebbi hozzátartozóink populációja néhány százezer példányra, miközben több mint hétmilliárd ember él a Földön, és mi uraljuk a bioszférát?

A korai emberfélék története: mikor jelentek meg az első emberek? Az embereket és a csimpánzokat elválasztó evolúciós határvonal ember felé eső oldalán minden fajt az emberfélék nemzetségébe sorolunk. Az elmúlt ötven évben a paleontológusok olyan fosszilis maradványokat találtak (igaz, néha csak egy ujjcsontot vagy néhány fogat), amelyek talán az emberfélék nemzetségének harminc vagy több fajából származnak. Azért teszem hozzá, hogy talán, mert annak eldöntése, hogy mi számít külön fajnak, attól függ, melyik paleontológust kérdezzük. Néhányan a feldarabolás hívei, ők az emberfélék nemzetségén belül sokféle fajt különböztetnek meg. A többiek az „összevonók”; ők kevesebb fajt látnak, de náluk minden faj nagyon sok változatot tartalmaz. Ma mi, emberek vagyunk az emberfélék nemzetség egyetlen élő faja. Ez szokatlan, mert még húsz-harmincezer évvel ezelőtt is az emberfélék számos különböző faja kószált egyidejűleg Afrika és Eurázsia szavannáin. Az emberfélék többi fajának geológiai értelemben vett közelmúltbeli eltűnése, amint mi, emberek egyre nagyobb területet vettünk igénybe és egyre több erőforrást használtunk, azt jelzi, mennyire veszélyesek vagyunk. Az elmúlt ötven évben a paleontológusok sok olyan, az igazságügyi orvos szakértői gyakorlatban használt módszert és trükköt ismertek meg, amelyek sokat segítettek az emberfélék története részleteinek összeillesztésében. Különösen a fosszilizált fogak rejtettek értékes információkat. Ez azért jó, mert gyakran a fogak az egyetlen megtalálható maradvány. Ahogy a fogorvos meg tudja mondani, pattogatott kukoricát, csokoládét vagy fagylaltot ettünk-

e, a jó paleontológiai „fogász” is megmondja, hogy őseink húst ettek vagy növényeket. A fog alakja elárulja, hogy tulajdonosa az étel harapására vagy rágására használta, és ez nagyon fontos információ. A termések elfogyasztásához őrlőfogakra van szükség, mint amilyenek a zápfogak, míg a húst a fogakkal el kell tépni, erre szolgálnak például a szemfogak. A csontokban és a fogakban található kémiai jelzések is sokat elárulnak a táplálkozásról és életmódról. Például a C4 típusú fotoszintézist folytató növények, például a füvek és a nádfélék valamivel többet nyelnek el a kicsit nehezebb szénizotópból, a szén–13-ból, mint a leggyakoribb szén–12-ből. Az Australopithecus africanus mintegy 2,5 millió évvel ezelőttről fennmaradt fogainak elemzése a vártnál magasabb szén–13 arányt mutat, és mivel biztosan nem füvet fogyasztottak (egyetlen emberszabású sem eszik füvet), ez azt sugallja, hogy a füvet fogyasztó állatok húsával táplálkoztak. A húsevés viszont azt jelenti, hogy vagy állati tetemeket ettek, vagy vadásztak, és talán kőszerszámokat is használtak. A csontokban található stronciumizotópok kémiai elemzése még azt is elárulja, mekkora területet járnak be az egyének.7 A korai emberfélék egy australopithecine-ként ismert csoportja csontjait elemezve kimutatták, hogy a nők többet jártak, mint a férfiak, ami azt sugallja, hogy inkább a nők csatlakoztak a férfiak csoportjához, mintsem fordítva. Más szavakkal, közösségeik patrilokálisak voltak, akárcsak a mai csimpánzoké, ami sokat elárul társadalmi berendezkedésükről. Ezek tehát hatékony szerszámok a nyomozásban. Ugyanakkor sajnos, gyakran több kérdést vetnek fel, mint ahányra választ adnak, emlékeztetve arra, milyen bonyolult valójában az emberi evolúció története. Az emberfélék fosszíliái ma már sokkal nagyobb bőségben állnak rendelkezésre, mint korábban. 1900-ban az antropológusok csak két ősi embertípus fosszilis maradványait ismerték: a neandervölgyiekét, amelyek közül az elsőt Németországban találták meg 1848-ban, és a Homo erectusét, amelynek maradványaira elsőként Eugène Dubois holland paleoantropológus 1891-ben, Jáva szigetén bukkant rá. Ezek a leletek azt sugallták, hogy az ember valószínűleg Európában vagy Ázsiában fejlődhetett ki. 1924-ben azonban a Dél-Afrikában dolgozó Raymond Dart ausztrál anatómiaprofesszor

felfedezte az első fontos afrikai emberféle fosszíliát. A sok más fosszília társaságában talált lelet egy gyermek koponyája volt, aki a ma Australopithecus africanus néven ismert fajhoz tartozott, amely faj először mintegy ötmillió évvel ezelőtt jelent meg, és egy nagyobb csoportot alkotott az australopithecine fajokon belül. A felfedezés után egyre több emberféle fosszíliát találtak Afrikában, ezért ma már a legtöbb paleoantropológus úgy véli, hogy fajunk valahol Afrikában fejlődött ki. Az 1930-as évektől kezdve Louis és Mary Leakey egyre több emberféle fosszíliát és tárgyi leletet kezdtek találni az afrikai Nagy-hasadékvölgyben, ahol a köpenyből felnyomuló magma elkezdte széthasítani azt a tektonikus lemezt, amelyen Afrika nagy része fekszik. Végül itt egy új tenger jelenik majd meg. Addig is az Afrikai-lemez repedései bepillantást nyújtanak a fosszíliákra vadászó szakembereknek fajunk távoli múltjába. 1974-ben Etiópiában Donald Johanson egy másik australopithecine faj, az Australopithecus afarensis egyik egyede csontvázának 40 százalékát fedezte fel. A csontvázat Lucynak nevezte el, korát pedig 3,2 millió évesnek határozta meg. Más australopithecine fajok maradványait is megtalálták, amelyek közel négymillió évesek. Azóta Afrika különböző területein korábbi emberféle fajok maradványait is feltárták, amelyek kora négy- és ötmillió év közötti (Ardipithecus), vagy akár hatmillió év (Orrorin tugenensis), sőt esetleg talán hétmillió év (Sahelanthropus tchadensis), ami meglehetősen közel van ahhoz a feltételezett időponthoz, amikor az összes emberfélék utolsó közös őse élt. Egyelőre olyan kevés nagyon korai emberféle fosszília van a birtokunkban, hogy akár egyetlen új felfedezés is gyökeresen megváltoztathatja a történetet. Még az sem biztos, hogy a legrégebbi fosszíliák valóban emberfélék maradványai, mint ahogy az sem mindig világos, hogy az egyes fosszilis maradványok különböző fajokhoz tartoznake vagy sem. Vajon a méretben nagyon különböző agyú Homo habilis és Homo erectus fajokat különböző nemzetségekhez tartozóknak kell tekintenünk, vagy a Homo habilist inkább a késői australopithecinek közé kellene sorolni? A emberfélék történetét továbbra is csak vázlatosan ismerjük, de a történet egyes részletei kezdenek világosabban kirajzolódni.

Úgy tűnik, hogy már a legkorábbi emberfélék is két lábon jártak, legalábbis időnként. Ez nagyon különbözik a csimpánzoktól és a gorilláktól, amelyek csuklójukra támaszkodva járnak. A csontok alapján megállapítható, ha egy faj rendszeresen két lábon jár. A két lábon járó fajok egyedei a nagy lábujjat már nem használják fogásra, így az szorosabban hozzásimul a többi lábujjhoz, míg a gerinc a koponyába alulról lép be, nem pedig hátulról (álljunk négykézlábra, és azonnal megértjük, miért). A két lábon járáshoz át kell rendezni a hátat, a csípőt, de még a koponyát is. Előnyösebb volt a szűkebb csípő, amely viszont nehezebbé és veszélyesebbé tette a gyermek kihordását, ezért valószínűleg azt is jelentette, hogy az emberfélék, akárcsak a mai emberek, olyan csecsemőknek adtak életet, akik segítség nélkül még nem voltak életképesek. Ez azt jelentette volna, hogy az újszülötteknek több szülői gondoskodásra volt szükségük, amely elősegítette a társas kapcsolatok fejlődését, és az apákat egyre jobban bevonta a gyermeknevelésbe. A kétlábúságnak sok közvetett hatása volt, mégsem tudjuk biztosan, hogy az emberfélék pontosan miért lettek két lábon járók. Talán a bipedalizmus lehetővé tette, hogy őseink messzebbre elgyalogoljanak vagy elfussanak a füves szavannában, amely az elmúlt harmincmillió év hűvösebbé váló világában egyre jobban kiterjedt. Ezenkívül felszabadította az emberi kezet, hogy az különböző feladatok elvégzésére szakosodjék, beleértve végül az eszközök készítését. Nincsenek arra utaló jelek, hogy a legkorábbi emberfélék a többi főemlőshöz viszonyítva kivételesen értelmesek lettek volna. A koponyájukban a miénknél sokkal kisebb agy helyezkedett el, amely körülbelül 300–450 köbcentiméteres térfogatával inkább a csimpánz agyához volt hasonló. A mai ember agya ezzel szemben átlagosan mintegy 1350 köbcentiméter térfogatú. A szervezetek bizonyos csoportjában az abszolút méretnél sokkal fontosabb, hogy adott testtömeg esetén az agy mérete mennyire tér el a várható agymérettől. Ez az úgynevezett enkefalizációs hányados (EQ), amelyet azonban nem könnyű kiszámítani. A csimpánzok EQ-értéke körülbelül 2 (más emlősökhöz képest), míg a modern emberek EQ-ja rendkívül magas: 5,8. Az australopithecinek EQ-ja 2,4 és 3,1 között mozgott.8 Nem az extrém intelligencia volt a emberfélék legfontosabb

megkülönböztető jellemzője. A kétlábúság viszont igen. Az első fosszíliák, amelyek jelenleg saját Homo nemzetségünkbe sorolhatók, a Homo habilis néven ismert fajhoz tartoznak, amely 2,5–1,5 millió évvel ezelőtt Afrikában élt. Az e fajra vonatkozó első bizonyítékot, amely csak egy állkapocsból és néhány kézcsontból állt, 1960-ban találta Mary Leakey és fia, Jonathan az afrikai Nagy-hasadékvölgyben lévő Olduvai-szurdokban. A kőszerszámokkal talált szoros kapcsolat meggyőzte a Leakey-éket, hogy a leletet új fajként mint a Homo nemzetség egy formáját osztályozzák. Paleontológusként úgy gondolkoztak, hogy: „Ezek valóban emberek lehettek, mert eszközöket készítettek.” De vajon hozzánk hasonlók voltak-e? Ez volt az a pillanat, amikor az emberi történelem megkezdődött? Ma a legtöbb kutató szkeptikus a különálló Homo nemzetség meghatározását illetően, amely magában foglalna minket és a Homo habilist egyaránt. Végül is a Homo habilis agya csak alig valamivel volt nagyobb, mint az australopithecineké, 500–700 köbcentiméter között lehetett, 3-nál éppen csak nagyobb enkefalizációs hányadossal. A kőeszközeik inkább összetört sziklák voltak, amelyek törmelékét használták. Tekintettel arra, hogy egyes australopithecine fajok valószínűleg készítettek kőszerszámokat, sőt a csimpánzok is készíthetnek eszközöket (bár nem kőszerszámokat), úgy tűnik, hogy a Homo habilis eléggé hasonló az australopithecinekhez, ezért egyazon osztályba kell sorolni őket. A szerszámhasználat nem teszi őket emberré, mert ma már tudjuk, hogy az eszközkészítés nem az ember egyedi jellemzője.

Az emberfélék későbbi története: az elmúlt kétmillió év Kétmillió évvel ezelőtt, a pleisztocén korszak elején az emberféle fajok már magasabbak voltak, és nagyobb volt az agyuk is, fejlettebb kőeszközöket készítettek, és a környezet adta lehetőségek szélesebb körét használták ki. Valószínűleg nem véletlen, hogy akkor jelentek meg, amikor az éghajlat egyre hidegebb és szárazabb lett. Ezeket a fajokat általában Homo

erectusként vagy Homo ergasterként osztályozzák, de a továbbiakban a Homo erectus megjelölést fogom használni az egész csoportra. A Homo erectus nagy agya megdöbbentő, mert mint láttuk, az agy költségesen működtethető evolúciós gépezet. Valójában, az emberfélék testükhöz viszonyított agyméretének növekedési üteme gyorsabb volt, mint a fajok bármely más csoportjában az evolúció történetében.9 Előfordulhat, hogy ennek a fő oka a társadalmi kapcsolatok fejlődése volt. A társadalmi számítások fontossága egyértelműen megmutatkozik az emberi agy struktúrájában, amely kiemelkedően sok idegrendszeri útvonalat szentel a társadalmi számításokhoz. Talán a több neuron több barátot jelent, ezzel együtt több élelmiszert, jobb egészséget és jobb reprodukciós esélyt. Természetesen a nagyobb agy lehetővé tette az emberfélék számára, hogy nagyobb csoportokban és hálózatokban éljenek.10 A legtöbb főemlős, beleértve a csimpánzokat és a babuin páviánokat is, kevesebb mint ötven egyedet számláló csoportokban élt, és nagyjából érvényes volt rájuk az összefüggés, miszerint minél kisebb az agy, annál kisebb a csoport. De mivel az agy mérete az előző kétmillió évben megnőtt, az emberféle csoportok is növekedtek. A Homo erectus volt valószínűleg az első olyan emberféle faj, amely több mint ötven egyedet számláló csoportokban élt. Az első Homo erectus maradványokat 1891-ben találta meg Jáván Eugène Dubois. Azért Indonéziában kutatott, mert sejtése szerint az ember nem az afrikai csimpánzoktól származik (ahogy Darwin gondolta), hanem az ázsiai orangutánoktól. Ebben azonban tévedett. Ám az általa talált maradványok agytérfogata közel 900 köbcentiméter volt, vagyis a korábbi leletekhez képest sokkal közelebb esett a modern ember átlagosan körülbelül 1350 köbcentiméteres agyához. Ezenkívül EQ-juk 3 és 4 közé esett. Az a tény, hogy a maradványokat Jáván találta, azt is bizonyította, hogy a Homo erectus birtokában volt azoknak a technológiáknak és készségeknek, amelyeknek köszönhetően Afrikából végigvándorolt Eurázsia déli részén. Ezen azonban nem szabad különösebben elámulni. Sok más faj, például az oroszlánok, a tigrisek, az elefántok és még közeli rokonaink, az orangutánok is hasonló távolságokat jártak be vándorlásaik során, ami azért volt lehetséges, mert Eurázsia déli részének jelentős területein a környezet nem túlságosan

különbözött az afrikai környezettől. Valójában a legújabb bizonyítékok arról tanúskodnak, hogy a Homo habilisszel közeli rokonságban álló fajok is eljuthattak Indonéziáig, ahol a Homo floriensis (másként hobbitok) néven ismert, apró termetű emberfélék ősei lettek, amelyek még hatvanezer évvel ezelőtt is a Flores-szigeten éltek.11 A Homo erectus magasabb volt, mint a Homo habilis, egyes egyedeinek magassága elérte a modern emberét. Emellett bonyolultabb kőeszközöket készítettek, mint a Homo habilis. Ezek a gondosan megtervezett és szépen kivitelezett, acheuli kőbaltaként ismert eszközök. A jobb kőeszközöknek köszönhetően a Homo erectus valószínűleg több húshoz jutott hozzá, ami fontos, energiában gazdag táplálék volt, amire egyre növekedő agyuk ellátásához szükségük volt. Talán megismerték a tűzgyújtás módját, a tűz kordában tartását és használatát, ami lehetővé tette számukra, hogy hatalmas, új energiaforrást csapoljanak meg. Richard Wrangham, a főemlősők egyik kutatója azt állította, hogy a Homo erectus tüzet használt a hús és egyéb ételek elkészítéshez (más szóval megkönnyítették a táplálék emésztését és méregtelenítették az ételt). Ez megnövelte azoknak az ételeknek a körét, amelyeket meg tudtak enni, mert sok étel főzés nélkül nem emészthető vagy mérgező. A főzésnek köszönhetően csökkent az az idő, amit az ételük rágására és megemésztésére kellett fordítaniuk. A tűz használatának egyéb fontos következményei is lehettek. Például a főzés csökkentette a bélben az emésztéshez szükséges munkát, így a belek összezsugorodtak (és ezt a fosszilis bizonyítékok valóban alátámasztják), így több, az anyagcseréből származó energia szabadult fel a nagyobb agy működtetésére. Ezt az érdekes hipotézist eddig még nem sikerült bizonyítani, mert a tűz rendszeres használatára csak körülbelül nyolcszázezer évvel ezelőttről vannak szilárd bizonyítékaink, de csak körülbelül négyszázezer évvel ezelőtt vált meglehetősen széles körben elterjedtté.12 Azt is tudjuk, hogy a Homo erectus kőmegmunkálási technológiái egymillió év alatt alig változtak, ezért úgy tűnik, Homo erectusból még hiányzott a fajunkra jellemző technológiai készség és kreativitás. Az elmúlt egymillió évben az emberfélék evolúciója felgyorsult. Körülbelül hatszázezer évvel ezelőtt a fosszíliák tanúsága szerint új fajok

jelennek meg, amelyek agya és teste egyre inkább hasonlított a modern emberére. Nem meglepő az sem, hogy nyilvánvalóan nagyobb csoportokban éltek, amelyekbe akár 150 egyed is tartozhatott. Úgy tűnik, ez lehetett emberféle őseink csoportméretének felső határa.13 Bonyolult viták folynak arról is, hány különböző faj tartozhatott félmillió évvel ezelőtt az emberfélék közé. Tudjuk, hogy sok ilyen faj lehetett. Sokkal fontosabb azonban az átfogó tendencia: abban az időben az emberfélék megjelentek a jégkorszaki Európában és Észak-Ázsiában, amely környezet lényegesen különbözött az afrikai szavannától, ezért új készségeket és technológiákat igényelt. Nem meglepő tehát, hogy eszközeik kifinomultabbak, változatosabbak és sokkal specializáltabbak voltak, mint a Homo erectusé. Az emberfélék voltak az elsők, akik a fából készült lándzsára kőhegyet erősítettek. A németországi Schöningenben a régészek négyszázezer éves, fából készült, precízen és kifinomultan megmunkált lándzsákat találtak. Néhány antropológus a művészi és rituális tevékenységre is bizonyítékot talált. Eugène Dubois leletei között ötszázezer évvel ezelőtti, díszített kagylóhéjak is találhatók, amelyek gyanúsan emlékeztetnek a kezdetleges művészi alkotásokra. Mindamellett ... egyik fejlemény sem volt forradalmi jelentőségű. Az igazán látványos változások csak két- vagy háromszázezer évvel ezelőtt kezdődtek, miután megjelent saját fajunk, a Homo sapiens.

Mi különböztet meg minket tőlük? Átlépünk a hatodik küszöbön Képzeljük el földönkívüli tudósok csapatát, akik egy sok millió évig tartó, hosszú távú kutatási projekt keretében bolygónk körül keringve a földi életformákat tanulmányozzák, és az intelligens élet jeleit keresik. Kétszázezer évvel ezelőtt őseinkkel kapcsolatban semmi szokatlant sem vettek volna észre. Afrikában, Európa egyes részein és Ázsiában, talán a nagy testű, két lábon járó főemlősök több faját is megtalálták volna, beleértve az általunk Homo neanderthalensisnek és Homo heidelbergensisnek nevezett fajokat.

Esetleg még olyan egyedeket is láttak, akiket egy modern emberi paleontológus Homo sapiensként írna le, mert a legrégebbi koponya, amelyet általában fajunkhoz tartozónak tekintenek, közel kétszázezer éves. Ezt a leletet az afrikai Nagy-hasadékvölgyhöz tartozó etiópiai Omo-völgyben találták. (A 2017 júniusában Marokkóban talált emberi maradványok korát háromszázezer évesnek becsülték, de ezek pontos kapcsolata mai fajunkkal bizonytalan.) Ezek a korai emberek azonban nem sokban különböztek sok más, nagy vagy közepes termetű főemlős és emlős fajtól. Kis, szétszórt, nomád közösségekben éltek, amelyek teljes létszáma legfeljebb néhány százezer fő lehetett. A nagy testű állatokhoz hasonlóan, ők is gyűjtögetéssel vagy vadászattal szerezték meg környezetükből a létfenntartásukhoz szükséges táplálékot és energiát. Ma, két- vagy háromszázezer évvel később (ami említésre sem méltóan rövid idő egy paleontológus számára), a Föld körül keringve az intelligens élet jeleit kereső idegenek elég jelentős változásokat tapasztalnának ennek a kiszemelt fajnak a viselkedésben ahhoz, hogy igazoltnak lássák néhány tudományos felfedezésüket. Megfigyelték volna, hogy az emberek elterjedtek az egész világon. Ezután, az utolsó jégkorszak végétől kezdve (ami tízezer évvel ezelőtt volt) észrevették volna, hogy az emberek száma gyorsan nő. Azt is látták volna, ahogyan az emberek megváltoztatják környezetüket, hogy az jobban megfeleljen az igényeiknek, így felégetik az erdőket, elterelik a folyókat, felszántják földjeiket és városokat építenek. Az elmúlt kétszáz évben az emberek lélekszáma meghaladta a hétmilliárdot, és fajunk elkezdte átalakítani az óceánokat, a szárazföldeket és a levegőt. Emberek építette utak, csatornák és vasutak szelik át a kontinenseket, összekapcsolva egymással az emberi építésű, több millió lakosú városok ezreit. Az óceánokat hatalmas hajók járják, az árukat és az embereket pedig repülőgépek szállítják a kontinensek között. Mindössze száz évvel ezelőtt, fénylő szálak és foltok formájában a Föld éjszakánként is kivilágosodott. Az idegenek műszerei azt is kimutatták volna, hogy az óceánok egyre savasabbak, a légkör melegszik, a korallzátonyok pusztulnak, a sarkvidéki jégsapkák pedig zsugorodnak. A biológiai sokféleség olyan gyors csökkenésnek indult, hogy néhány földönkívüli biológus azon kezdett tűnődni, talán egy újabb tömeges kihalás

kezdetét látják. Paleontológiai időskálán nézve ezek a gyors változások robbanásszerűek. Anélkül, hogy terveztük volna, a bolygónk egészét megváltoztató fajjá váltunk. Még arra is képesek lennénk, ha elég őrültek vagyunk, hogy néhány óra alatt elpusztítsuk a bioszféra nagy részét, ha elindítunk néhányat az ezernyolcszáz nukleáris rakéta közül, amelyek ma is riadókészültségben állnak. A bioszféra négymilliárd éves történetében egyetlen faj sem volt még ilyen hatalom birtokában. Nyilvánvaló, hogy átléptünk egy újabb küszöböt. Idegen tudósaink biztosan feltennék maguknak a kérdést, mi a helyzet ezzel a furcsa fajjal. Történészek, antropológusok, filozófusok és sok más terület tudósai hosszan és keményen küzdöttek ugyanezzel a problémával. Néhányan úgy érzik, a kérdés túl bonyolult, túlterhelt, és túlságosan sokrétű ahhoz, hogy tudományos választ adhassunk rá. De furcsa módon, amikor az emberi történelmet a bioszféra és az univerzum átfogó története részeként szemléljük, fajunk megkülönböztető sajátosságai sokkal egyértelműbbek. Ma úgy tűnik, hogy sok különböző szakterület tudósai egymáshoz egyre hasonlóbb válaszokat fogalmaznak meg arra a kérdésre, mi különböztet meg minket más fajoktól. Amikor ehhez hasonló, hirtelen és gyors változásokat látunk, akkor olyan apró változásokat érdemes keresni, amelyeknek óriási következményei vannak. A komplexitáselmélet és a káoszelmélet kapcsolódó területei tele vannak ilyen változásokkal. Ezeket gyakran pillangóhatásnak nevezik. A metafora Edward Lorenz meteorológustól származik, aki rámutatott arra, hogy az időjárási rendszerekben az apró eseményeket (talán éppen egy pillangó szárnyának libbenését?) a pozitív visszacsatolási ciklusok felerősíthetik, ami olyan kaszkádot generál, amely akár több ezer kilométer távolságban is tornádókat válthat ki. De vajon milyen apró változások indították el az emberi történelem tornádóját? Emberi mivoltunkat sok különböző jellemző összessége jelenti, az ügyes kezektől a nagy agyakig és a társas kapcsolatok képességéig. Ami azonban radikálisan különbözővé tesz bennünket, az a környezetünkre vonatkozó információ kollektív ellenőrzése. Más fajokkal ellentétben mi nem csak

gyűjtjük az információt. Úgy tűnik, gazdálkodunk vele és a magunk javára fordítjuk, mint a gazdák a termesztett növényeket. Egyre több információt generálunk és osztunk meg, amit arra használunk, hogy az energia és az erőforrások egyre bőségesebb áramlását csapoljuk meg. Az új információk tökéletesített lándzsákat, íjakat és nyilakat adtak az emberek kezébe, amelyek lehetővé tették számukra, hogy biztonságosan vadászhassanak a nagyobb állatokra is. Jobb hajókat készíthettek, amelyekkel újabb területeken halászhattak és új szárazföldeket hódíthattak meg, új botanikai ismeretekre tettek szert, ami lehetővé tette számukra, hogy kiszűrjék a mérgeket a potenciálisan ehető növényekből, például a maniókából. A modern időkben a technológiák mögött álló új információk segítségével megcsapoljuk a fosszilis üzemanyagok energiáját és olyan elektronikus hálózatokat építünk, amelyek egyetlen világrendszerré kapcsolnak össze bennünket. Az ilyen léptékű információkezelés nem az egyének eredménye. Ez azon múlik, ahogyan több generáción keresztül több millió egyed megosztja egymással és felhalmozza az információkat. Végül, közösségről közösségre haladva, ez a megosztás létrehozta azt, amit az orosz geológus Vlagyimir Vernadszkij nooszférának (a globális tudat szférájának) nevezett. Ez az egyetlen elme és kultúra, a közös gondolatok és ötletek globális birodalma. Erről Michael Tomasello így ír: „Csak egyetlen ismert biológiai mechanizmus létezik, amelyik a viselkedés és a megismerés ilyen jellegű változásait ilyen rövid idő alatt előidézi. ... Ez a biológiai mechanizmus a társadalmi vagy kulturális átadás, amely sok nagyságrenddel gyorsabb, mint a szerves fejlődés hasonló folyamatai.” Ez a folyamat, amelyet Tomasello „kumulatív kulturális evolúciónak” nevez, fajunk egyedülálló jellemzője.14 Az apró változás, amely lehetővé tette az emberek számára, hogy megosszák és felhalmozzák az információt, a nyelv kialakulása volt. Sok fajra jellemző valamilyen nyelv használata; a madarak és a babuinok például figyelmeztethetik fajtársaikat a ragadozók közeledésére. Az állati nyelvek azonban csak a legegyszerűbb képzetek megosztására alkalmasak, amelyek szinte mindegyike közvetlen kapcsolatban áll a ténylegesen jelen lévő dolgokkal, kicsit olyan, mint a pantomim (képzeljük el a biokémia tanítását vagy a borkészítés művészetének átadását pantomim útján). Több kutató is

megpróbálta megtanítani a csimpánzokat beszélni, és a csimpánzok valóban képesek egy-kétszáz szó elsajátítására, és ennek a szókészletnek a használatára; sőt még a szavakat páronként új mintákká is össze tudják kapcsolni. Szókincsük mégis szegényes, és nem alkotnak mondatokat, nem használják a nyelvtani szabályokat, vagyis azokat az eszközöket, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy kevés verbális téglából a változatos jelentések hatalmas tárházát hozzuk létre. Úgy tűnik, hogy a csimpánzok nyelvi képessége soha nem haladja meg a két- vagy hároméves kisgyermekekét, ami nem elég mai világunk létrehozásához. Ez volt az a pillanat, amikor a pillangó meglibbentette a szárnyait. Az emberi nyelv átlépett egy nehezen megfogható nyelvi küszöböt, ami merőben új típusú kommunikációt tett lehetővé. Mindenekelőtt az emberi nyelv segítségével meg tudjuk osztani az elvont fogalmakkal kapcsolatos információkat, vagy az olyan dolgokra vagy lehetőségekre vonatkozó információkat, amelyek nincsenek közvetlenül jelen, vagy a képzeletünkön kívül nem is léteznek. Ráadásul a nyelvnek köszönhetően ezt gyorsan és hatékonyan tudjuk megtenni. A méhek kivételével, amelyek táncukkal közlik más méhekkel, hol találnak mézet, egyetlen más állatfajt sem ismerünk, amelyek pontos információt tudnának átadni arról, ami nincs közvetlenül az orruk előtt. Egyik állat sem tud történeteket mesélni a jövőről vagy a múltról, vagy figyelmeztetni társait a tíz kilométerrel északabbra kószáló oroszlánfalkára, mint ahogy istenekről vagy démonokról sem tudnak mesélni. Lehet, hogy képesek ilyen dolgokra gondolni, de nem tudnak beszélni róluk. Talán ez az oka annak, hogy nehéz bármilyen bizonyítékot találni más fajoknál a tanításra, még a legközelebbi rokonaink, a majmok és az emberszabásúak között is.15 Ez a nyelvi fejlődés lehetővé tette, hogy az emberek pontosan és egyértelműen osszák meg egymással az információkat, így a tudás generációról generációra halmozódni kezdett. Az állati nyelvek túlságosan korlátozottak és pontatlanok ahhoz, hogy lehetővé tegyék az ilyen felhalmozódást. Ha bármely korábbi faj képes lett volna ugyanerre, akkor annak biztosan maradt volna valamilyen nyoma, beleértve elterjedésüket nagyobb területeken és a környezetre gyakorolt egyre nagyobb hatást.

Ténylegesen olyan bizonyítékokat találnánk, amilyeneket az emberi történelem esetében. Az emberi nyelv elég erőteljes ahhoz, hogy (rögzíteni tudja egy generáció ötleteit, és megőrizni azokat a következő generáció számára, amely viszont gazdagítani tudja az ismereteket.16 Ezt a mechanizmust kollektív tanulásnak nevezem. A kollektív tanulás a változás új mozgatóereje, amely ugyanolyan erőteljesen képes változást előidézni, mint a természetes kiválasztás. Ám, mivel lehetővé teszi az azonnali információcserét, sokkal gyorsabban működik. Továbbra is tisztázatlan azonban, hogyan és miért szerezte meg fajunk a változások hatalmas, új mozgatórugójául szolgáló nyelvi erőt. Arról lehetett szó, amint Terrence Deacon amerikai neuroantropológus véli, hogy kialakult egy új képességünk, amellyel nagy mennyiségű információ szimbólumokba tömörítésére lettünk képesek (a megtévesztően egyszerű szavak szimbólumokként hatalmas információtömeget jelentenek)? Vagy az emberi agyban új, nyelvtani áramkörök fejlődtek ki, és ez segített abban, hogy a szavakat pontos szabályok szerint rendezzük, és ezáltal sokféle különböző jelentést közvetítsünk, ahogyan a nyelvész Noam Chomsky felvetette? Ez csábító ötlet, mert egy másik nyelvész, Steven Pinker megfogalmazása szerint az igazán nehéz trükk az volt, hogy „meg kellett tervezni azt az eljárást, amely a fogalmak kavalkádját szavak lineáris sorozatává rendezi”, és ezt olyan hatékonyan teszi, hogy a hallgató képes a lineáris sorozatból gyorsan újra előállítani a fogalmak kavalkádját.17 Vagy talán az tette lehetővé az emberi nyelv kialakulását, hogy a megnövekedett agykéregben nagyobb tér jutott a gondolkodásra, és így elég bonyolult gondolatokat tartalmazhatott a szintaktikailag összetett mondatok létrehozásához, vagy biztosította, hogy az egyén több ezer szó jelentésére emlékezzék?18 Vagy a tökéletesebb nyelvformák gyökerei a társas kapcsolatokban és az együttműködési hajlandóságban keresendők, amely képességek fajunk esetében különösen fejlettek?19 Vagy talán kialakult mindezen hatások szinergiája? Bármi is történt, úgy tűnik, fajunk volt az első, amely átlépte a nyelvi küszöböt, amelyen túl az információk a közösségeken belül összegyűlhetnek és a generációk között továbbadódhatnak. A kollektív tanulás kincsesbányaként bővelkedett a legkülönfélébb információkban a

növényekről és az állatokról, a talajról, a tűzről és a vegyi anyagokról, valamint az irodalomról, a művészetről, a vallásról és más emberekről. Bár minden generáció elveszített némi információt, hosszú távon, az emberiség által felhalmozott és tárolt információ egyre gyarapodott, az emberi történelem során növekvő tudásmennyiség pedig lehetővé tette, hogy az emberek egyre bőségesebb energiaforrásokhoz férjenek hozzá, és egyre növekvő hatalmat gyakoroljanak környezetük fölött. Ezt a mechanizmust a memória tanulmányozásának egyik úttörője, a Nobel-díjas Eric Kandel így írja le: Bár az emberi agy mérete és felépítése nem változott, mióta a Homo sapiens először megjelent Kelet-Afrikában ... az egyes emberek tanulási képessége, és a kollektív tanulásnak – azaz a kultúra átadásának – köszönhetően a történelmi emlékezet az évszázadok során nőtt. A kulturális evolúció, az alkalmazkodás nembiológiai módja, a biológiai evolúcióval párhuzamosan működik, mint a múltra és az adaptív viselkedésre vonatkozó tudás generációkon keresztüli továbbításának eszköze. Minden emberi teljesítmény, az ókortól a modern időkig, az évszázadok során felhalmozott közös emlékezet terméke.20 A tekintélyes világtörténész, W. H. McNeill ugyanerre az elgondolásra építette The Rise of the West (A Nyugat felemelkedése) című, klasszikus világtörténetét: „A történelmi szempontból jelentős társadalmi változást előmozdító fő tényező a kapcsolatteremtés az új és ismeretlen képességek birtokában lévő idegenekkel.”21

Élet a paleolitikumban Az emberi történelem tehát kollektív tanulással kezdődik. De mikor kezdődött a kollektív tanulás? Még idegen tudósaink is alig vették volna észre a kollektív tanulás első

villanásait, amikor kétszázezer évvel ezelőtt a Föld körül köröztek. A kollektív tanulás valamilyen formája talán a Homo erectus közösségeiben már működhetett, de következményei még nem voltak forradalmiak. A gyorsabb technológiai változásokra utaló jelek az afrikai régészeti leletekben legalább háromszázezer évvel ezelőtt egyre kifinomultabb kőszerszámok formájában jelennek meg, amelyek közül egyeseknek nyele is van.22 Nemcsak a Homo sapiens mutatja az efféle kreativitás jeleit, hanem a neandervölgyiek és a Homo heidelbergensis néven ismert emberfélék is. Talán ezek a fajok már birtokában voltak a nyelvi készségek tökéletesebb formáinak, ami szívfájdítóan közel juttatta őket a hatodik küszöbhöz. Különösen fontosak a rituális, szimbolikus vagy művészi tevékenység korai bizonyítékai, mert azt sugallják, hogy ezek a fajok képesek voltak a szimbolikus gondolkodásra, vagy képzeletbeli lényekről mesélni, ami a nyelv modern formáinak megjelenését jelezheti. Talán csak egy faj számára lehetett hely ahhoz, hogy átlépje a kollektív tanulás küszöbét. Ismert a kompetitív kizárás (versengéses kiszorítás) néven ismert evolúciós mechanizmus, amely megmagyarázza, miért nem osztozhat két faj tartósan pontosan ugyanazon az ökológiai résen. Végeredményben az egyik ki fogja szorítani riválisát, ha legalább egy kicsit jobban ki tudja használni az azonos élettér adta lehetőségeket. Elképzelhetjük tehát, hogy több faj gyűlt össze a kollektív tanulás evolúciós küszöbe közelében, de aztán az egyik átlépett a küszöbön, és olyan hatékonyan aknázta ki új környezetét, hogy létszáma nőtt, és elég gyorsan szaporodott ahhoz, hogy kirekessze riválisaikat.23 Ez segíthet megmagyarázni, miért tűntek el legközelebbi emberféle rokonaink, például a neandervölgyiek, miközben legközelebbi túlélő rokonaink, a csimpánzok és a gorillák a kihalás szélére sodródtak. A százezer évvel ezelőtti technológiai és kulturális változások bizonyítékai ködösek és nehezen értelmezhetők. Őseink legalább kétszázezer évvel ezelőtt Afrikában kezdtek elterjedni, ami a kollektív tanulás előnyeire enged következtetni.24 De a kis, szétszórt közösségek világában, amelyek többsége alig nagyobb egy népesebb családnál, a változás lassú, szabálytalan és könnyen megfordítható volt. Akár teljes csoportok is hirtelen meghalhattak, és velük együtt sírba szálltak az évszázadok során felépített technológiák,

történetek és hagyományok. A legnagyobb ilyen katasztrófa körülbelül hetvenezer évvel ezelőtt történt. A genetikai bizonyítékok tanúsága szerint az emberek lélekszáma hirtelen néhány tízezerre esett vissza, ami csak ahhoz elég, hogy egy mai, közepes méretű sportstadiont megtöltsenek. Fajunk közel került a kihaláshoz. A katasztrófát valószínűleg az indonéziai Toba-vulkán hatalmas kitörése okozta. Ennek során koromfelhők lövelltek a légkörbe, amelyek hónapokig vagy évekig blokkolták a fotoszintézist, és számos nagy testű állatfaj létét veszélybe sodorták. Később azonban az emberek száma ismét növekedni kezdett; őseink szélesebb körben elterjedtek, és a kollektív tanulás gépezete ismét működésbe lendült. Bepillantást nyerhettünk abba, hogyan éltek az őseink az elmúlt százezer évben, és megtaláltuk a kollektív tanulás egyértelmű bizonyítékait. Mint minden nagy testű állat, őseink is összegyűjtötték a környezetükből származó erőforrásokat, többek közt nagyvadakra vadásztak. Volt azonban egy döntő különbség az állatok és az akkori emberek között. Míg más fajok olyan készségeket és információkat használva vadásztak és gyűjtögettek, amelyek nemzedékeken át alig változtak, addig az emberek egyre jobban megértették környezetüket, mivel összegyűjtötték és megosztották egymással a növényekkel, állatokkal, évszakokkal és tájakkal kapcsolatos információkat. A kollektív tanulás azt jelentette, hogy a generációk során, az emberi közösségek egyre ügyesebben és hatékonyabban vadásztak és gyűjtögettek. Egyes lelőhelyeken részletesen bepillanthatunk őseink életébe. Dél-Afrika indiai-óceáni partján, a Blombos-barlangban a régész Christopher Henshilwood és kollégái 90–60 ezer évvel ezelőtti lelőhelyeket tártak fel. A Blombos-barlang lakói rákféléket, halakat és más tengeri állatokat, valamint szárazföldi emlősöket és hüllőket ettek. Az ételeket a szépen gondozott családi tűzhelyen főzték meg.25 Kőből finoman megmunkált késeket, csontból pedig hegyes szerszámokat készítettek, amelyeket valószínűleg speciálisan elkészített enyvvel fanyélhez ragasztották. Emellett művészek is voltak. A régészek okkerszínű köveket találtak, geometriai formákat mutató karcolásokkal, amelyek akár valamilyen szimbólumok vagy írásjelek is lehetnek. Különböző színű festékeket, a strucctojás héjából pedig gyöngyöket készítettek. Izgalmas látni azokat a bizonyítékokat, amelyek szerint a

Blombos közösségei értékelték a kollektív tanulást, az információ megőrzését és továbbítását, ami bizonyára azt is jelenti, hogy megőrizték és továbbadták a közösségük tudását összegző történeteiket. Nehéz nem észrevenni a hasonlóságokat a mai gyűjtögető közösségekkel. Ha ezek a hasonlóságok nem vezetnek félre, akkor elképzelhetjük, hogy sok olyan csoport létezett, mint a Blombos-barlang lakói, akik a generációk hosszú során sokféle különböző gyűjtögetési és vadászati technikát alakítottak ki. Elképzelhetjük, amint az otthont adó, ismerős területeken együtt vándorolnak azok, akiket a családi kapcsolatok, a közös nyelv és hagyományok tartanak össze. Bizonyára táncoltak és énekeltek is, elmesélték eredettörténeteiket, és szinte biztosan kialakult a közösségükben az, amit mi, mai emberek legszívesebben vallásnak nevezünk. Az ausztráliai Mungo-tónál lévő lelőhelyen meggyőző a vallás létezésének bizonyítéka. A mintegy negyvenezer évvel ezelőtti hamvasztás és temetés, illetve más emberi maradványok szétszórása a gazdag rituális hagyományokat bizonyítják. A lelőhelyen egyéb bizonyítékok arra emlékeztetnek, hogy a paleolit társadalmak, akárcsak a modern emberi társadalmak, mélyreható megrázkódtatásokon mentek keresztül, amelyek közül sokat a legutóbbi jégkorszak előre nem látható éghajlatváltozásai okoztak. Rendszeresen előfordultak aszályos időszakok is, amikor az emberek talán ötvenezer évvel ezelőtt először érkeztek meg a Willandratóvidékre. Körülbelül negyvenezer évvel ezelőtt egyre szárazabbá vált az éghajlat, ezért a tórendszer zsugorodni kezdett. Húszezer évvel később, a jégkorszak leghidegebb szakaszában, a mai Ukrajna sztyeppéin tundrára emlékeztető környezetben éltek közösségek. Olyan lelőhelyeken, mint Mezsirics környékén, az emberek a mamutcsontokból készített állványon bőrt átvetve hatalmas sátrakat építettek, a belsejükben tűzhelyet alakítottak ki, azzal fűtöttek. Mamutokra és más nagy állatokra vadásztak, a húst hideg gödrökben tárolták a hosszú hideg télre. Prémes állatokra vadásztak, és csontból faragott fejekkel díszített, tűszerű tárgyakkal meleg ruhákat varrtak. A hosszú jégkorszaki telek idején akár harminc ember is együtt élhetett Mezsiricsben. Hasonló lelőhelyeket találtak Mezsirics közelében is. Ez arra utal, hogy a szomszédos csoportok között

rendszeres kapcsolat állt fenn, valamiféle hálózatokat alakítottak ki, amelyen keresztül információt cserélhettek az új technológiákról, a változó éghajlatról, az állatok mozgásáról és más erőforrásokról, valamint történeteket mesélhettek egymásnak. Maguk az emberek is mozogtak a szomszédos csoportok között. A paleolit közösségek idejéből fennmaradt leletek durva szemcsés pillanatfelvételt mutatnak társadalmukról. Mégis minden pillanatfelvétel egy egész kulturális világot képvisel, történetekkel, legendákkal, hősökkel és gazemberekkel, tudományos és földrajzi ismeretekkel, valamint hagyományokkal és rituálékkal, amelyek megőrizték és továbbadták az ősi készségeket. Az ötleteknek, hagyományoknak és információknak ez a felhalmozódása lehetővé tette paleolitkori őseink számára, hogy megtalálják azokat az energiaforrásokat és erőforrásokat, amelyekre szükségük volt a túléléshez, gyarapodáshoz, és ahhoz, hogy egyre messzebbre és messzebbre vándoroljanak egy vad, jégkorszaki világban. A jégmagokból származó bizonyítékok segítségével nagyon pontosan követni tudjuk a globális hőmérséklet több százezer éven keresztüli változásait. A pleisztocén korban, amely magában foglalja a Homo erectus kifejlődése óta eltelt kétmillió évet, több jégkorszak volt. Általában százezer évig vagy még hosszabb ideig tartottak, köztük rövidebb, meleg időszakokkal, az úgynevezett interglaciálisokkal. Az az időszak, amelyben most élünk, egy meleg interglaciális, amely tízezer évvel ezelőtt, a holocén korszak elején kezdődött. Az előző interglaciális körülbelül százezer évvel ezelőtt volt, és legalább húszezer évig tartott. Miután véget ért, a globális éghajlat folyamatosan egyre hidegebb és szárazabb lett, bár ez az általános tendencia gyakran átmenetileg megfordult, és helyi változások is előfordultak. Az utolsó jégkorszak leghidegebb szakasza körülbelül 22–18 ezer évvel ezelőtt volt. Ahogy az éghajlat hűlt, el kellett hagyni a több száz vagy több ezer évig lakott területeket. Az Észak-Európában mintegy negyvenezer évvel ezelőtt benépesült területeket több ezer évre elhagyták. Még Ausztrália melegebb éghajlatú északi részén is csak egy hajszálon múlt, hogy az emberek életben maradtak.26 Queensland távoli északnyugati részén a Lawn Hill folyó mély

szurdokot vágott a vastag mészkőrétegbe és az ott élőknek jó megélhetést biztosított, halat, tengeri állatokat és a környező felföldön szárazföldi állatokat. A leghidegebb időszakokban azonban az emberek teljesen elhagyták a jeges felföldeket, és visszahúzódtak a szurdok védett környezetébe.

A bioszféra stabilizálódása: az emberek benépesítik az egész Földet Miközben a technológiai és ökológiai ismeretek egyre halmozódtak, számos közösség az éghajlatváltozás, a szomszédokkal kirobbant konfliktusok, vagy talán a túlnépesedés következtében új környezetbe költözött. Az évezredek során az apró lépésekben végrehajtott vándorlások eredményeképpen végül fajunk kilométerről kilométerre haladva az Antarktisz kivételével minden kontinensre eljutott. Manapság nyomon követhetjük ezeknek a vándorlásoknak az útvonalát, ha követjük a régészeti maradványok elterjedését a világon, és összehasonlítjuk a különböző mai populációk génkészletét.27 Százezer évvel ezelőtt, az utolsó interglaciális időszakban szinte minden ember Afrikában élt, bár csekély számban már útnak indultak a Közel-Kelet felé. Olyan helyszíneken, mint a mai Izraelben lévő Szkhul és Kafzeh (Skhul, Quafzeh) barlangjai, találkozhattak, és alkalmanként kereszteződtek a neandervölgyiekkel. (Ezt azért tudjuk, mert ma az Afrikán kívül élő emberek legtöbbjének van néhány neandervölgyi génje.) Úgy tűnik, hogy később, amikor az éghajlat hűlt, őseink átengedték a Közel-Keletet a neandervölgyieknek, akiknek a teste jobban alkalmazkodott a hidegebb éghajlathoz, ők pedig csak körülbelül hatvanezer évvel ezelőtt tértek vissza. Néhány ember azonban valószínűleg kelet felé vette az irányt, és eljutottak Közép- és Dél-Ázsiába. Többek közt azért gondolhatjuk ezt, mert az emberek 50–60 ezer évvel ezelőtt elérték a Szahul őskontinenst (a Szahul-földet), vagyis azt a jégkorszaki kontinenst, amelybe Ausztrália, Pápua Új-Guinea és Tasmania tartozott. Az Afrikából hatvanezer évvel ezelőtt elvándorló

embereknek ehhez rendkívül gyorsan kellett volna haladniuk, ezért valószínűbbnek tűnik, hogy Ausztrália első lakói Ázsiából érkeztek, az ott régebben letelepedett közösségekből.28 Ausztrália benépesítése az emberi történelem jelentős eseménye volt. Nem tudjuk, mi késztette elvándorlásra az első telepeseket – valószínűleg a népesedési nyomás, vagy konfliktusaik a jelenlegi Indonézia déli részén lévő közösségekkel. Azt viszont biztosan tudjuk, hogy az átkeléshez fejlett tengerészeti ismeretekre és gyakorlatra volt szükség, továbbá a betelepülőknek képeseknek kellett lenniük arra, hogy gyorsan alkalmazkodjanak egy teljesen új növény- és állatvilághoz. Egyetlen más faj sem kelt át a tengeren. (A dingók az elmúlt évezredekben érkeztek oda, de szinte biztosan emberi segítséggel.) A Szibériába és Észak-Európába irányuló legkorábbi vándorlások valószínűleg rövid ideig tartó, felderítőutak lehettek a kurta, meleg időszakokban. Az olyan lelőhelyek azonban, mint Mezsirics, azt mutatják, hogy húszezer évvel ezelőtt őseink már képesek voltak megbirkózni a rendkívül hideg környezettel. Néhányan talán már negyvenezer évvel ezelőtt állandó telepeket hoztak létre Szibériában. Húszezer évvel később, az utolsó jégkorszak leghidegebb időszakában, néhány szibériai keletre vándorolt a Bering-földhídon (Beringia) keresztül, amely átjárhatóvá vált, mert olyan sok víz fagyott a sarkvidéki gleccserekbe, hogy az óceán szintje alacsonyabb volt, mint ma. A Bering-földhíd térségéből az emberek elterjedtek Észak- és DélAmerikában, akár Alaszkán keresztülvándorolva, akár kis hajóikkal ÉszakAmerika északnyugati partja mentén utazva. Innen néhányan továbbmentek Dél-Amerikába, és valószínűleg két- vagy háromezer éven belül elérték a Tűzföldet. Jelenleg a legkorábbi szilárd bizonyíték az emberek jelenlétéről Észak-Amerikában körülbelül tizenötezer évvel ezelőttről származik. A paleolitikumban valószínűleg a migráció volt a leggyakoribb válasz az innovációra vagy a népesedési nyomásra. A kivándorlás vékonyan csörgedező patakja azt jelentette, hogy minden emberi közösség mindaddig ugyanolyan nagyságú maradhatott, miközben fajunk az egész világon elterjedt, ami viszont azt jelentette, hogy a közösségek számos hagyományos társadalmi szabályukat megőrizhették. Ezért van kevés bizonyítékunk arra, hogy a paleolitikumban nagy települések jöttek volna létre, miközben sok

bizonyítékunk van arra, hogy a közösségek száma, valamint ezzel párhuzamosan az emberek száma is nőtt. Robin Dunbar angol antropológus érvelése szerint 150 ember képviseli azt a legnagyobb csoportméretet, amelyet az emberi agy általában képes kezelni, ezért elképzelhető, hogy a közösségek spontán módon feldarabolódnak, mielőtt ennél nagyobbra nőnének. Dunbar azzal érvelt, hogy még ma is a legtöbb ember olyan intim hálózatokba ágyazódik be, amelyek nem nagyobbak 150 fősnél, jóllehet átmenetileg sokkal több más emberrel is kapcsolatba kerülnek. A modern közösségek hatalmasak, de csak azért, mert különleges, új társadalmi struktúrák jöttek létre, amelyek összetartják őket. Bármi volt is az oka, a legtöbb paleolit közösség elég kicsi maradt ahhoz, hogy a családi és rokoni kapcsolatok mentén szervezze magát, ahogyan a legtöbb mai vadászó és gyűjtögető közösség. Ezért érdemesebb a paleolit közösségeket családoknak, nem pedig társadalmaknak tekinteni. Ha a mai vadászó és gyűjtögető közösségek bármilyen támpontot jelentenek, akkor valószínűleg a család fogalmát nagyon átfogó értelemben kell használnunk, amely túlterjed az emberek világán, mert nemcsak más fajokat, hanem még a táj jellegzetességeit is magában foglalja, például a hegyeket és a folyókat. A paleolit társadalmak ökológiailag és kulturálisan oly mértékig beágyazódtak a környezetükbe, hogy azt a modern városlakó ember nehezen érti meg.

Növekvő komplexitás a paleolitikumban Bár a paleolit közösségek kicsik voltak, mégis birtokában voltak annak az egyetemes emberi tudásnak, amelyre az új ötletek, felismerések és tudás felhalmozásához szükségük volt. Így, még ha nem is tudjuk részletesen követni történelmüket, azt mindenesetre tudjuk, hogy ugyanolyan kulturális és technológiai dinamizmust mutattak, mint a későbbi emberi közösségek, még ha kisebb léptékben is. A modern vadászó-gyűjtögető közösségekhez hasonlóan, paleolit őseinknek biztosan alapos és pontos ismereteik voltak a vadászott állatok és rovarok szokásairól és életmódjáról, valamint az ételekként, ruházat céljára és

felszerelések készítéséhez használt növényekről. A laza hálózatok, amelyeken keresztül az emberek, a történetek, a rituálék és az információk cserélődtek, nagy területeken kapcsolták össze a közösségeket. A régészeti és antropológiai bizonyítékokból arra lehet következtetni, hogy a családi alapú csoportok az idő legnagyobb részében külön-külön éltek, de az olimpiai játékok paleolit kori megfelelői alkalmából rendszeresen összegyűltek olyan helyeken, ahol elegendő mennyiségű élelmet lehetett találni az összegyűlt több száz személy átmeneti ellátására. A délkelet-ausztráliai Snowy-folyó környékén például sok csoport jött össze, amikor a bogong bagolylepkék milliói kikeltek, elegendő élelmet biztosítva a bennszülöttek a mai napig korrobori néven ismert táncos-énekes összejöveteleihez. Ezeken a találkozókon történeteket meséltek egymásnak, szertartásokat mutattak be és ajándékokat cserélték, táncokkal és szertartásokkal erősítették az összetartozást kifejező kapcsolatokat, és a házastársak (vagy az örök elégedetlenkedők) átköltöztek egy másik csoportba. Franciaország déli részén tizenötezer évvel ezelőtt hasonló összejöveteleket tartottak a lovak, a szarvasok és a szarvasmarhák csapatait követő és azokra vadászó közösségek, miközben időszakos rituáléik során gyönyörű sziklarajzokat és más művészi alkotásokat hoztak létre. Például a lascaux-i barlangban és a dordogne-i La Madeleine sziklás menedékben készített festmények és szobrok, valamint az Ausztrália számos részén megtalálható, még régebbi kőfaragványok a modern szem számára ugyanolyan szépek és kifinomultak, mint bármely más, ember alkotta műalkotás. Segítenek megvilágítani paleolitkori őseink gazdag intellektuális és lelki világát. Amint a vadászat és a gyűjtögetés módszerei kifinomultabbá váltak, őseink új módon kezdték alakítani környezetüket. A világ egyes részein megváltoztatták a környezetükben élő fajok összetételét. Az Ausztráliába elsőként megérkező emberek számos nagy állatfajt, azaz megafaunát találtak. Egyes állatok olyan nagyok voltak, mint a ma élő orrszarvúk, elefántok és zsiráfok Dél-Afrikában, a világ egyetlen részén, amelyben a megafauna fajai még ma is élnek. Ausztráliában óriás kenguruk és wombatok éltek, valamint hatalmas, röpképtelen madarak, mint például a Genyornis newtoni. Azután, meglehetősen hirtelen, az ausztrál megafauna legnagyobb része eltűnt, majd

végül Szibériából és az amerikai kontinensről is eltűntek a nagy testű állatok. Talán azért tűntek el, mert megváltozott az éghajlat. De ezek a fajok túlélték a korábbi jégkorszakokat, ezért nehéz nem arra gondolni, hogy az egyre kifinomultabb vadászati módszereik révén az emberek keze is benne van a dologban. A kronológiai vizsgálatok alátámasztják ezt a magyarázatot. Ausztráliában, Szibériában és Észak-Amerikában a megafauna nem sokkal az emberek megérkezése után tűnt el. Talán, mint a mauritiusi dodo, a megafauna állatai nem féltek az őseinktől, ellentétben az afrikai megafaunával, amelynek példányai az emberekkel együtt éltek, ezért tudták, milyen veszélyesek lehetünk. Mindenesetre a megafauna, mint minden nagy testű állat (beleértve a dinoszauruszokat is), különösen érzékeny a hirtelen változásokra. Számos modern példát ismerünk a megafaunába tartozó fajok kihalására, ilyen volt például a moáknak (moaféléknek) nevezett, nagy újzélandi madarak eltűnése az emberek megérkezése után néhány évszázadon belül. Szibériában és Amerikában még közvetlen bizonyítékaink is vannak a gyilkos helyekről, így például tudjuk, hogy az emberek vadásztak a megafauna állataira, például a mamutokra. A megafauna eltávolítása megváltoztatta a tájat. A nagy növényevők rengeteg növényt képesek felfalni. Kipusztulásuk megnövelte a tüzek gyakoriságát, mivel a növényi maradványok a területen maradtak. Ausztráliában körülbelül negyvenezer évvel ezelőtt számos térségben megnőtt a tüzek száma. Ezek jelentős hányadát villámcsapások okozták. De tudjuk, hogy itt, akárcsak a paleolit világ sok más részén, az emberek rendszeresen a földek megtermékenyítésére használták a tüzet. A régészek megtalálták azoknak a tűzgyújtó botoknak a maradványait, amelyekkel Ausztrália őslakosai valaha felgyújtották az erdőket, ezért ezt a technológiát égetéses gazdálkodásnak nevezik. A tüzet szisztematikusan nemcsak főzéshez vagy önmaguk védelme érdekében, hanem környezetük átalakítása céljából is használták fajunk növekvő ökológiai erejének egyik első jeleként. Miután kialakultak a tűz kezeléséhez szükséges készségek, a föld rendszeres felégetése sok előnnyel jár. Ha felégettek egy gyepterületet, majd egy-két nap múlva visszatértek, akkor az első dolog, amit ott találtak, a növények és állatok megsült maradványai voltak. Néhány héttel később frissen kihajtott

növényeket találtak, mert a tűz szétszórta a földet megtermékenyítő hamut, és elősegítette a növényi és állati maradványok bomlását. A fűfélék és más növények kihajtanak, és hamarabb betakaríthatók. A frissen kihajtó növények általában odavonzzák a növényevőket és a kisebb hüllőket, így a vadászat könnyebbé és produktívabbá válik. Röviden, az égetéses gazdálkodás növeli a földek termelékenységét. A késői paleolitikumban a világ számos részén alkalmaztak hasonló technikákat. Bár szigorú értelemben ez nem tekinthető a földművelés egy fajtájának, a módszer mégis jó volt arra, hogy megnöveljék a hasznos növények és állatok termelését egy adott földterületen. Más szavakkal, az égetés az intenzifikáció egyik formája volt. Az égetéses gazdálkodás előrevetíti az élelmiszereknek, az erőforrásoknak és az energiának azt a bőségét, amelyet később a mezőgazdálkodás szabadít fel.

Az emberi történelem legkorábbi időszaka Ahogy az emberek megosztották egymással az információkat, ötleteiket és megfigyeléseiket, valamint vicceket, pletykákat és történeteket meséltek egymásnak, sok generáció alatt és a szomszédos közösségek között régiónként lassanként felhalmozódott egy olyan információtömeg, amelyet – hajlok arra –, hogy tudományosnak nevezzek. A paleolitikum tudománya magában foglalta a felhasználható erőforrások ismeretét, akár vadászattal, akár gyűjtögetéssel lehetett azokhoz hozzájutni az evés, a ruházkodás vagy a gyógyulás érdekében. Tartalmazta a technikai tudást, legyen szó akár tájékozódásról, vadászatról vagy a növények gyökerének kiásásáról; a csillagászati tudást; és a társadalmi ismereteket arról, hogyan kell megközelíteni a véneket vagy az idegeneket, hogyan kell beszélni velük, és hogyan tehetik emlékezetessé az egyének életének fontos eseményeit. Ez a tudás értékes volt, mert a túléléshez volt rá szükség, így fenntartása és átadása nagyon komoly ügy volt. A tudást sok elmén szűrték át, miáltal ellenőrizték annak hitelességét, pontosságát és hasznosságát, majd végül beépítették azokat az oktatás középpontjában álló eredettörténetekbe. A meglévő

információknak ez a lassú gyarapodása, és az a tény, hogy ez a felhalmozott információ megadta fajunknak az irányítás lehetőségét a természeti világ és a bioszférában folyó energiaáramlás fölött, az emberi történelem változásainak elsődleges mozgatórugójává vált. Ahogy az emberek elterjedtek a Földön, úgy terjedt szét a tudás is. Bár a tudás még mindig széttagolt volt, mert az egyes közösségekhez kötődött, mégis elképzelhetjük, amint bolygónk történelmében először, lassanként megjelent a közös tudás új birodalma, a nooszféra. A paleolit időszakban a nooszféra kiterjedt Afrikára, Eurázsiára és Ausztrálázsiára, majd az emberiség lélekszámának növekedésével Amerikára is. Amikor az emberi közösségek még csak Afrikán belül terjedtek el, a népesség néhány tízezer, vagy több százezerre lehetett, bár a lélekszám valószínűleg helyi ingadozásokat mutatott. Amint láttuk, az emberiség létszáma hetvenezer évvel ezelőtt mindössze néhány tízezerre esett vissza. Az olasz demográfus, Massimo Livi-Bacci becslése szerint harmincezer évvel ezelőtt ötszázezer ember élhetett a Földön, ami a holocén mindössze tízezer évvel ezelőtti elejére, öt- vagy hatmillióra nőhetett.29 Ha csak ezt az utolsó két számot nézzük, akkor azok azt sugallják, hogy az emberi populáció mintegy tizenkétszeresére nőtt a paleolit időszak utolsó húszezer évében (vagyis ezer évenként átlagosan negyedmillióval). Azzal az észszerű feltételezéssel élve, miszerint az egyes emberek nem használnak kevesebb energiát, mint korábban, ez azt sugallja, hogy a teljes emberi energiafogyasztás is körülbelül tizenkétszeresére nőtt. A kollektív tanulás több mint százezer év alatt jelentősen megnövelte a világ különböző részein az emberi ellenőrzést az energia és az erőforrások áramlása fölött. Ennek a növekvő energiaáramlásnak nagyobb része a népesség növekedését segítette. Nem sok energiát fordítottak helyi szinten a fokozódó komplexitásra; amint láttuk, az emberi közösségek kicsik voltak és közvetlen kapcsolatokon alapultak. A faj szintjén azonban nem kétséges, hogy az emberek elterjedése az egész világon a komplexitás növekedését jelentette, mert tízezer évvel ezelőttre az emberek a technológiák és az információ sokkal szélesebb és változatosabb körének voltak a birtokában, mint bármely más faj a Földön, és ezeket az ismereteket bolygónk nagy részére eljuttatták.

Nincs bizonyítékunk arra, hogy a több energia megnövelné a gazdagságot. Lehet, hogy egyes vadászó-gyűjtögető közösségek meglehetősen jól éltek. Sőt az antropológus Marshall Sahlins azzal érvelt, hogy bizonyos környezetekben a paleolit közösségeknek változatos volt az étrendje, egészségesek voltak és sok szabadidejük maradt, amit történetek mesélésére, alvásra vagy pihenésre, valamint maratoni táncokra fordíthattak, amelyek nyilvánvalóan összetartották a legtöbb kis közösséget.30 Ugyanakkor a gazdagságot tekintve nem alakulhattak ki jelentős különbségek, mert a gyűjtögető és vadászó életmódot folytató közösségeknek nem volt okuk arra, hogy felhalmozzák a javakat, hiszen a környezetükből szinte mindent meg tudtak szerezni, amire csak szükségük lehetett. Emellett, ha valaki rendszeresen vándorol, úton van, akkor csak a legértékesebb és könnyen hordozható javakat akarja birtokolni. A legutóbbi jégkorszak alig több, mint húszezer évvel ezelőtti, leghidegebb periódusát, több ezer évig tartó, szabálytalanul ingadozva melegedő időszak követte, míg végül tizenkét ezer évvel ezelőtt, a globális hőmérséklet abban a melegebb és stabilabb rendszerben stabilizálódott, amely a holocén korszakban kijelölte az emberi történelem környezeti kereteit. Az utolsó jégkorszak végén földönkívüli tudósaink már nagyon izgatottan figyelték a Föld bolygón lejátszódó, furcsa eseményeket. Ahogy az éghajlat melegedett, az emberek viselkedése még meglepőbbé vált. Elég hirtelen (paleontológiai léptékkel mérve) az emberek a mezőgazdaság révén sokkal jelentősebb energiaáramlásokhoz fértek hozzá, és ezek az új energiaáramlások hatalmas ugrást tettek lehetővé az emberi társadalmak komplexitásának, sokszínűségének, méretének és bonyolultságának terén.

8. FEJEZET

MEZŐGAZDASÁG: A HETEDIK KÜSZÖB „Míg Ádám szántott, Éva font, ki volt a báróúrfi, mondd?” Kezdetben minden ember egyformának teremtetett, a mi leigázottságunk vagy szolgaságunk csak a rosszindulatú emberek igazságtalan elnyomása okán jött létre. Mert ha Isten már kezdetben urat és szolgát teremtett volna, akkor azt is eldöntötte volna, ki legyen szolga, és ki szabad. – JOHN BALL PRÉDIKÁCIÓJA AZ ANGLIAI PARASZTFELKELÉS IDEJÉN

Őseink történelmünk első kétszázezer évében vadászó és gyűjtögető életmódot folytattak. A folyamatosan megjelenő, de csak apró lépéseket jelentő innovációk gondoskodtak arról, hogy növekvő hatékonysággal és egyre sokfélébb környezetben gyűjtögessenek, míg végül tízezer évvel ezelőttre, az utolsó jégkorszak végére az emberek a világ legnagyobb részét benépesítették. Az elmúlt tízezer évben viszont az emberi életmódot az innovációknak az az áradata alakította át, amelyet földművelésnek vagy mezőgazdaságnak nevezünk. A földművelés megjelenése megainnováció volt, kicsit olyan, mint a fotoszintézis vagy a többsejtűség. Kialakulása új és a korábbinál dinamikusabb fejlődési útvonalra állította az emberi történelmet, mert ennek köszönhetően őseink erőforrások és energiák egyre nagyobb áramlását tudták megcsapolni, ami lehetővé tette számukra, hogy több mindennel foglalkozzanak és a vagyon új formáit hozzák létre. Mint az aranyláz esetében történt, az energia megnyíló kincsesbányája őrült tempójú változásokat tett lehetővé. Végső soron megváltozott az emberek kapcsolata a bioszférával, mert ahogy a földművelő társadalmak növekedtek, sokkal

nagyobb népességet tudtak eltartani, és sokoldalúbbá váltak, mint a gyűjtögető közösségek. A több energia, a bőségesebb erőforrások és a nagyobb népesség, valamint a közösségek közötti sokrétűbb kapcsolatok pozitív visszacsatolási ciklusokat generáltak, amelyek felgyorsították a változást. Mindezen okok miatt a mezőgazdaságot tekinthetjük a növekvő összetettség hetedik küszöbének. A jelentős átalakulásokhoz vezető innovációk lehetősége már azóta létezett, mióta a kollektív tanulás először megjelent, de most három lényeges Goldilocks-feltétel együttes fennállásának köszönhetően elkezdődött a lehetőségek tényleges megvalósulása. E három feltétel a következő volt: az új technológiák (és a környezet egyre jobb megértése kollektív tanulás révén), a növekvő népesedési nyomás és a holocén korszak melegebb éghajlata.

Mi a mezőgazdaság? Ahogy az emberi közösségek egyre eredményesebben gyűjtötték és kezelték a környezetükre vonatkozó információkat, egyre nagyobb hozzáértéssel és ügyességgel gyűjtögettek és vadásztak, valamint egyre nagyobb hatással voltak a környezetüket alkotó növényekre, állatokra és tájakra. Az égetéses földművelés például hatalmas területeket alakított át, miközben megnövelte az emberek számára hasznos növények és állatok termelését. Amikor Cook kapitány és legénysége 1770-ben Ausztrália keleti partjai mentén észak felé hajózott, nem a vadont látták. Ehelyett a távolban magasba szálló füstoszlopokat láttak, amint az ausztrálok felégették a földet, és a táj ugyanúgy az emberi tevékenység nyomait mutatta, mint hazájuk, Anglia kertjei. Ausztrália megafaunája már régen eltűnt. A tűznek jól ellenálló eukaliptusz, amely ma az ausztrál táj jelentős részét uralja, az elmúlt több ezer év égetéses mezőgazdaságának nyomait őrzi. A földművesek, akárcsak a vadászó és gyűjtögető közösségek tagjai, felhasználták az évezredek során felhalmozott információkat. De új módszerekkel használták azokat, ami minőségileg új szintre emelte az ember környezetátalakító tevékenységét.

A gazdálkodás alapelve az egyszerűség. A földművesek a környezetükre vonatkozó ismereteiket használják fel, hogy növeljék azoknak a növényeknek és állatoknak a termelését, amelyeket a leghasznosabbnak tartanak, egyúttal csökkentsék azoknak a termésmennyiségét, amelyeket semmire sem tudnak használni. A gazdák gyomláltak és öntöztek, hogy elősegítsék a kívánt növények, mint például a búza és a rizs gyarapodását, a hasznosnak tartott állatokat, például a juhokat és a kecskéket kerítéssel védték, valamint eltávolították a gyomokat, és elkergették vagy megölték azokat az állatokat, amelyeket nem szerettek, mint például a kígyókat és a patkányokat. Ezzel a tevékenységükkel megváltoztatták az egész tájat, a növények és az állatok viszont reagáltak ezekre az új környezetekre, mint ahogy az evolúció során minden környezeti változásra genetikai alkalmazkodással reagálnak. Ez az oka annak, hogy a növények és állatok új fajtái kezdtek megjelenni, miután a gazdák megváltoztatták a környezetüket. A legjobban azok a fajok fejlődtek, amelyeket az emberek kedveltek, mert azokkal a fajokkal törődtek a legtöbbet. Több tápláló növény fejlődött ki, például a háziasított búza és a rizs, mint ahogy az embert jobban segítő állatfajok is kialakultak, például a háziasított kutyák, lovak, szarvasmarhák és juhok. A háziasított állatok segítették a vadászokat, szállították az embereket és árukat, vagy gyapjút és tejet adtak. Amikor az állatot levágták, húsukat, bőrüket, csontjaikat és az inakat egyaránt hasznosították. A gazdák tisztában voltak vele, hogy környezetük átalakítása kemény munka. A favágásért, szántásért, gyomlálásért, vízelvezetésért és kerítésépítésért cserébe azonban sokkal több energiát és erőforrást kaptak a környező földektől, folyóktól és erdőktől, mert az általuk értékesnek tartott fajok látványosan fejlődtek. Ez lehetővé tette, hogy az első földművesek a korábbinál sokkal nagyobb mértékben csapolják meg a bioszférán átáramló, a fotoszintézisből származó energiát. A fotoszintézisből eredő teljes energiamennyiség természetesen nem feltétlenül növekedett. Talán még csökkent is, mivel a gazdák eltávolították a nagy termelékenységű növényeket, például a fákat. A földművesek számára azonban az volt a fontos, hogy a meglévő energiaáramlás minél nagyobb részét tudják megcsapolni.

A gazdálkodás többet adott a földművesnek, mint az élelem, a fa és a növényi rostok. Közvetett hozzáférést biztosított számukra az energia újfajta áramlásához. Az emberek például nem esznek füvet, de a lovak és az ökrök igen, így azok a gazdák, akik a füves pusztákon a lovakat és az ökröket legeltették, majd lovaglásra, fuvarozásra használták az állatokat, vagy megölték őket és megették a húsukat, mindeközben fotoszintézisből származó, bőséges energiaforrásokat csapoltak meg. Ez lényeges különbséget jelent. Egy ember legfeljebb 75 watt körüli teljesítményt tud kifejteni, míg egy ló vagy ökör akár tízszer ekkora teljesítményre is képes. Ezt az extra energiát fel lehet használni a föld szántására, mélyebben, mint kézi ekével, vagy áruk és emberek szállítására. A gazdálkodók azoknak a növényeknek a termelését is növelhették, amelyeket nem élelmiszerként, hanem más célra használtak, például a lenét és a gyapotét, amelyekből textíliákat készítettek. Megtehették, hogy fákat ültetnek és a fát házak, gazdasági épületek, csűrök és kerítések építésére használják, vagy elégetik, hogy megfőzzék az ételüket és melegítsék a házaikat. Egyszerűen fogalmazva a mezőgazdaság az energia és erőforrások megszerzését jelenti, amit egyetlen, nagyon életrevaló faj talált fel, felhasználva a környezet kiaknázására vonatkozó, egyre jobban gyarapodó információikat. A varázslatos kollektív tanulás révén az emberek felfedezték, hogyan növeljék részesedésüket a bioszférán átáramló energiából és erőforrásokból azáltal, hogy egyre több ilyen áramlást az emberi felhasználás céljára térítenek el, éppúgy, ahogyan az emberek végül a nagy folyókat is saját földjeik felé és saját városaikba terelik. Egy biológus a mezőgazdaságot a szimbiózis egy fajtájának látja: vagyis bensőséges és kölcsönösen előnyös kapcsolatnak tekinti a különböző fajok között. A vadászó és gyűjtögető közösségek a növények, az állatok, köztük a rovarok több száz különböző faját használták és ismerték, ezzel szemben a gazdálkodók csak a kevés, de általuk különösen kedvelt fajokkal foglalkoztak, így kivételesen bensőséges kapcsolatot alakítottak ki azokkal. Az intenzív szimbiotikus kapcsolat gyakran a viselkedés és a genetikai állomány változásához vezet. A ma élő mézgyűjtő hangyák „háziasították” a levéltetveket. A hangyák védik a levéltetveket, ellátják őket táplálékkal, és

segítenek nekik a szaporodásban. Mostanra a levéltetvek annyira megváltoztak, hogy önmagukban már nem képesek fennmaradni. Az élelemért és a védelemért azzal fizetnek a hangyáknak, hogy mézzel látják el őket, amikor a hangyák óvatosan megnyomogatják vagy megütögetik őket. Közismert és számunkra fontosabb a növények és a méhek közötti kapcsolat. A méhek nektárt kapnak, a virágok pedig megbízhatóbban szaporodnak, mert a méhek virágról virágra hordozzák a pollenszemcséket. Ha túl sok méhet pusztítunk el, súlyos válságba kerülnek a ma emberek milliárdjait tápláló haszonnövények. A kedvelt (háziasított) fajok életminősége csak kevéssé javult, noha a gazdák sok munkát fektettek gondozásukba. Demográfiai szempontból azonban jól teljesítettek. A számuk megugrott, míg a vadon élő állatok (vagyis azok az állatok, amelyek érdektelenek voltak a gazdák számára) száma zuhant. 2000-ben a vadon élő, szárazföldi emlősök összesen körülbelül huszonnégyszer kevesebb élő tömeget tettek ki, mint a háziasított szárazföldi emlősök.1 A szimbiózis az együttélés során az összes érintett fajt megváltoztatja. Hasonlítsuk össze a mai kukorica csövét a vadon élt ősének tekintett, teozinte nevű fűféle termésével. Vagy hasonlítsuk össze a vadon élő muflonokat mai, háziasított rokonukkal, a juhokkal. A háziasított állat szinte olyan, mintha az emberek kedvére fejlődött volna. Engedelmes (egyesek rosszindulatúan úgy tartják, hogy ostobább vadon élő unokatestvéreinél), több gyapjút növeszt, mint amennyire szüksége van, húsa ízletes az emberek számára, és emberi védelem nélkül nem képes életben maradni. Demográfiai szempontból ez meglepően sikeres evolúciós stratégia. Ma több mint egymilliárd háziasított juh él a világon, miközben a muflonoknak csak néhány kisebb populációja maradt fenn. Az emberek is megváltoztak, de másképpen. A legtöbb változásuk inkább kulturális, mintsem genetikai jellegű volt. Mindamellett a mezőgazdálkodás következtében néha az embereknél is felléptek genetikai változások. Aki például olyan ősöktől származik, akik egykor marhacsordákat hajtottak, és így tehén- vagy kancatejet fogyasztottak, ma élő utóduk valószínűleg még felnőttként is képes lesz a tejet megemészteni, mert szervezetükben

folyamatosan termelődik a laktáz, a laktóz (tejcukor) emésztését végző enzim. A vadászó-gyűjtögető életmódot folytató őseink ezzel szemben csak anyatej formájában fogyasztottak tejet, körülbelül négyéves korukig, ezért a gyermekkoruk után nem volt szükségük a laktáz termelésére. Ahol viszont a tehén- vagy a kancatej fontos táplálékká vált, az emberek elkezdtek felnőttkorukban is laktázt termelni – vagyis genetikai mutáció lépett fel. A legtöbb esetben azonban az emberek nem genetikai változásokkal, hanem új viselkedési formákkal alkalmazkodtak a mezőgazdálkodás teremtette szimbiotikus kapcsolatokhoz: kollektív tanulás révén új technológiai, társadalmi és kulturális innovációk halmozódtak fel. Új módszereket fejlesztettek ki a földek megművelésére, az erdők és a folyók kezelésére. Ezzel együtt el kellett sajátítaniuk az együttműködés és az együttélés új formáit. A kulturális változás sokkal gyorsabb, mint a genetikai, ami magyarázza, miért alakította át az emberek életét a földművelés mindössze néhány generáció leforgása alatt.

A korai mezőgazdaság története és földrajza Egy-kétszázezer évbe telt, mire az emberek gyűjtögető és vadászati módszereiket hozzá tudták igazítani a Föld bolygón előforduló sok különböző környezethez. Ezzel szemben a mezőgazdaság kevesebb mint tízezer év alatt terjedt el az egész világon, miközben a gazdálkodók a földművelés módját adaptálták a különböző fajokhoz, talajokhoz és éghajlatokhoz. Ma ugyanúgy nyomon követhetjük a földművelés elterjedését, mint ahogyan a különböző fertőzési gócokból kiinduló betegségek terjedését követjük. A mezőgazdálkodás nem bővült sem egyenletesen, sem zökkenőmentesen. Egyes régiókban gyorsan elterjedt, másokban lassan, alig, vagy egyáltalán nem, és ezek a különbségek később nagy hatást gyakoroltak az emberi történelem földrajzára. Mire a földművelés kialakult, az emberek annyira szétszóródtak, hogy a világ egyik részén történt események csak kevés hatást fejtettek ki másutt. A jelentős változások az egyes közösségeken belül történtek, és eleinte csak a helyi hálózatokon keresztül terjedtek el. Az idő

múlásával az ismeretek nagyobb távolságokra is eljutottak, de egészen ötszáz évvel ezelőttig néhány alapvető akadály gátolta az emberek, a tudás és a technológiák mozgását, beleértve a földműveléssel kapcsolatos információkat is. Az utolsó jégkorszak vége után a tengerszint emelkedése elvágta egymástól Eurázsiát és Amerikát, és alig volt kommunikáció Eurázsia és Ausztrália között, vagy a Csendes-óceán nyugati medencéjének szigeteivel, amelyek közül néhányat már harmincezer évvel ezelőtt benépesítettek. Valójában az emberek több, egymástól elszigetelt világban éltek. Ezeken a zónákon belül az emberi történelem a többiekétől majdnem olyan függetlenül alakult, mintha lakóik különböző bolygókon éltek volna. A legnagyobb és legrégebbi világzóna Afro-Eurázsia volt. Ez az a térség, ahol az ember kifejlődött, és mivel Afrika és Eurázsia között létezett szárazföldi összeköttetés, az ismeretek, az emberek és az áruk közvetítők segítségével nagy távolságokra is eljuthattak. A következő legrégebbi világzóna Ausztrália volt, ahol először körülbelül hatvanezer évvel ezelőtt telepedtek le az emberek. Az ausztrál-ázsiai világzóna az utolsó jégkorszakban összeköttetésben állt Pápua Új-Guineával és Tasmaniával, de Eurázsia felé gyengébb volt a kapcsolatuk. A harmadik legnagyobb világzónában, Amerikában legalább tizenötezer évvel ezelőtt terjedtek el az emberek, de ez a térség lényegében elszakadt Eurázsiától, amikor az utolsó jégkorszak végén a tenger elárasztotta a Bering-földhidat. Az elmúlt évezredekben egy negyedik zóna jött létre a Csendes-óceán területén. A nyugati szigetek, mint például a Salamon-szigetek, talán negyvenezer évvel ezelőtt népesülhettek be, de a keleti és déli irányban messzebb fekvő szigeteket (beleértve Új-Zélandot, Hawaiit és a Húsvét-szigetet) csak azon figyelemre méltó tengeri vándorlássorozat eredményeképpen érték el az emberek, amely mintegy harmincöt évszázaddal ezelőtt kezdődött. A különböző világzónák létrejötte lenyűgöző természetes kísérletet indított el, mert visszatekintve megfigyelhetjük, hogyan alakult az emberi történelem a különböző helyszíneken.2 A világzónák történetében fontos hasonlóságok tapasztalhatók. A kollektív tanulás mindenütt új technológiákat hozott létre, új társadalmi kapcsolatokat és új kulturális hagyományokat alakított ki. Ez azonban az egyes régiókban különböző sebességgel történt, ami azt jelentette,

hogy a földművelés egymástól függetlenül fejlődött az egyes régiókban, nagyon különböző regionális történelmeket teremtve. Ezek a különbségek rendkívül fontosnak bizonyultak, amikor 1500 után a világzónák újra összekapcsolódtak egymással. A mezőgazdaság először az afro-eurázsiai világzónában jelent meg, ebben a térségben jutott el legmesszebbre és itt fejtette ki a legnagyobb hatást. Ugyancsak viszonylag korán jelent meg Pápua Új-Guineában is. Végül Amerikában is felvirágzott. Máshol, noha sok közösség rájött a földművelés egyes formáira, hatása nem okozott gyökeres változásokat. Tizennégyezer évvel ezelőttre őseink a különböző világzónák mindegyikében elterjedtek, és egyesek, különösen az afro-eurázsiai világzónában, elkezdtek letelepedni és átrendezni környezetüket. Ötezer évvel később az afrikai és az eurázsiai kontinens kulcsfontosságú pontjaiban már mindenütt megtalálhatók voltak a földművelők falvai, a Nílus mentén és a Földközi-tenger keleti partvidéke ívének felföldjein, az úgynevezett „termékeny félhold” területén. Kétezer évvel később, egy egészen más régióban, Pápua Új-Guinea felföldjein is megjelentek a földművesek falvai. Négyezer évvel ezelőtt a földműves közösségek sok helyen megtalálhatók voltak Afrikában és Európában, valamint Ázsia déli, délkeleti és keleti területeinek jelentős részén és sokfelé az amerikai világzónában. Valószínű, hogy addigra már a legtöbb ember élete a földműveléstől függött, mert a mezőgazdaság nagyobb populációt tudott eltartani, mint a vadászó és gyűjtögető életmód. De a világ nagy területeit, köztük Ausztráliát, a Csendesóceán szigeteit, valamint Amerika és Afro-Eurázsia számos területét még mindig csak gyéren lakták a szétszórt, nomád, gyűjtögető közösségek, bár helyenként itt is tapasztalható, hogy néha kis lépéseket tettek a mezőgazdaság kialakulása felé. A mezőgazdaság vagy legalábbis annak kezdetleges szintje, egymástól teljesen függetlenül fejlődött ki a világ különböző részein. Nem egyszeri találmány volt tehát. Ez egy nagyon fontos felismerésre vezet: amikor az egymástól független emberi közösségek egyre több technológiai és ökológiai tudást halmoztak fel, akkor bárhol is éljenek, nagy valószínűséggel a gyűjtögető korszakukban megszerzett tudást végül a mezőgazdaság

kifejlesztésére használják fel. Ezt azonban valószínűleg csak akkor tették meg, ha szükségük volt a mezőgazdaság nyújtotta extra erőforrásokra, mert végső soron a mezőgazdaság nehéz munka volt, és azt jelentette, hogy a közösségnek egész addigi életmódját meg kellett változtatnia.

Miért kezdtek az emberek földet művelni? Átlépjük a hetedik küszöböt Az utolsó jégkorszak végén két világméretű változás következett be, amelyek egybeestek annak a néhány régiónak a létrejöttével, ahol ígéretesnek tűnt az áttérés a földművelésre. Először is, bolygónk éghajlata egyre melegebb és nedvesebb lett; másodszor, a gyűjtögető és vadászó közösségek addigra már a Föld olyan nagy területeit foglalták el, hogy egyes régiókban elkezdték érezni a túlnépesedés jeleit. Mindkét tényező a földművelés felé tereli az embereket. Mivel ezek a változások bizonyos mértékig mindegyik világzóna különböző régióiban éreztették hatásukat, ezért segítenek megmagyarázni a különös tényt, hogy a mezőgazdaság néhány ezer év különbséggel jelent meg a világ olyan részeiben, amelyek nem álltak kapcsolatban egymással. Az éghajlat mintegy húszezer évvel ezelőtt szabálytalanul bár, de melegedni kezdett, majd tizenháromezer évvel ezelőttre a Föld átlaghőmérséklete a maihoz hasonlóvá vált. Ezután a fiatalabb driász (Younger Dryas, Dryas-III) időszakban hirtelen lehűlés következett be, amely legalább ezer évig tartott, majd a hőmérséklet ismét emelkedni kezdett. Körülbelül tízezer éven át az éghajlat szokatlanul stabil maradt. A melegebb és nedvesebb éghajlat, valamint a kivételes éghajlati stabilitás életképesebbé tette a mezőgazdaságot az azt megelőző százezer évhez képest, mert Goldilocks-feltételeket biztosított az egész agrárkorszak számára. Az elmúlt hatvanezer év átlaghőmérsékletét ábrázoló grafikonon egyértelműen látható az elmúlt tízezer év figyelemre méltó éghajlati stabilitása, bár a trópusoktól távolabb nagyobbak voltak a változások. A korai holocén melegebb, nedvesebb éghajlatának köszönhetően, néhány térségben dús és változatos növényvilág alakult ki, amelyek gazdag

„édenkertek” lehettek az ott gyűjtögetésből élők számára. Néhány ilyen régióban az erőforrások annyira bőségesek voltak, hogy a gyűjtögetők állandó közösségekben vagy falvakban telepedhettek le. Nemrég kilencezer éves, kör alakú kőházakat találtak a Nyugat-Ausztrália partjainál fekvő Dampier-szigetcsoporton.3 A hasonló változásokat legalaposabban a Földközi-tenger keleti partján fekvő „termékeny félholdban” tanulmányozták. Itt alakult ki tizennégyezer évvel ezelőtt a Natúf kultúra, amelyben a közösségek több száz lakosú, állandó falvakban éltek. A szamarak állkapocscsontjába élesített kovakövet erősítve sarlót készítettek, ezt használva takarították be a vadon élő szemes takarmányt. Karámokban gazellákat tartottak. Házakat építettek, halottaikat pedig temetőkben temették el. Még nem művelték a földjeiket – az ezeken a lelőhelyeken talált pollenszemcsék a vadon élő gabonafélékből származnak –, viszont letelepedtek és falvakban éltek. A régészek az ilyen közösségeket „magas életszínvonalú gyűjtögetőknek” nevezik. Talán a népesedési nyomás is arra ösztönözhette a natúfiakat, hogy letelepedjenek. Sok natúfi települést ismerünk, ami azt sugallja, hogy a termékeny félhold területén a népesség gyorsan növekedett. Ez nem meglepő, mert a termékeny félhold az Afrika és Eurázsia közötti fő vándorlási útvonalak kereszteződésénél fekszik, ami oda terelhette az újonnan érkezőket. A letelepedés többféleképpen is ösztönözte a népesség további növekedését. A vadászó-gyűjtögető életmódot folytató közösségek, akik pontosan tudták, hány embert képesek a földjeik eltartani, gyakran korlátozni próbálták a népesség növekedését. A falvakban azonban a csecsemőket már nem kellett magukkal cipelni, sőt később munkába állíthatták őket. Ez megváltoztatta a hozzáállásukat a családhoz, a gyermekekhez és a nemi szerepekhez. A falvakban a sok gyermek sok munkaerőt biztosított a háztartásban, valamint megvédték és gondozták az időseket. Ezért a letelepedett közösségek többségében a nőktől azt várták el, hogy minél több gyereket szüljenek, részben azért is, mert tudták, hogy talán a gyerekek fele is meghal, még mielőtt elérnék a felnőttkort. Ez a hozzáállás növelte a nemi szerepek közötti különbségeket, és biztosította, hogy az emberi történelem agrárkorszakában a nők életük legnagyobb részét a gyermekek szülésének és

felnevelésének szenteljék. Ugyanezek a szabályok adnak magyarázatot arra is, miért szembesültek a magas életszínvonalú gyűjtögetők néhány generáción belül, sok gazdag faluban a túlnépesedés kihívásával.4 Ahogy nőtt a népesség, a natúfiaknak egyre több erőforrást kellett kinyerniük a termőföldből. Ez azt jelentette, hogy gondosabban művelték a földjeiket, míg végül áttértek a mezőgazdasági művelés valamilyen formájára. A natúfiak azonban a jólét csapdájába estek. Első falvaikat ökológiai paradicsomnak látszó helyeken építették fel, de néhány generáció múlva újabb népesedési válsággal szembesültek. Minthogy azonban a szomszédos közösségek is gyorsan növekedtek, ezért nem tudták egyszerűen a megművelt földterület megnövelésével kielégíteni a nagyobb igényeket. Ehelyett valamilyen trükköt kellett használniuk, hogy annak a földnek a termelékenységét fokozzák, amely már az övék volt. Ez a nyomás valószínűleg rákényszerítette őket a földművesek nehéz életére, bár eleinte vonakodtak ettől, de miután megtanulták a földművelés minden csínjátbínját, elfelejtették, milyen volt a vadászó-gyűjtögető életmód. Mint mindig, a kollektív tanulás, az új ismeretek felhalmozódása ezúttal is elhomályosította az ősi tudást és intuíciót. A népesség növekedése folytán hasonló nyomás alakította át a vadászó-gyűjtögető közösségeket a világ különböző részein.5 A magas életszínvonalú gyűjtögető közösségek földművelővé válására a legjobb bizonyítékok a mai Szíria területén, az Eufrátesz völgye közelében fekvő Abu Hureyrából származnak. A lelőhelyet az 1970-es évek elején fedezték fel, és mindössze két ásatási időszak alatt feltárták, még mielőtt egy duzzasztógát építése következtében a víz elárasztotta a területet. A legkorábbi szinteket kerek házak egy csoportja alkotta, ami a tizenháromezer évvel ezelőtti, vadászó-gyűjtögető életmódot folytató natúfiakra jellemző. A település lakói gazellára és vadszamárra vadásztak, és a táplálékok széles választékát gyűjtötték össze, köztük dióféléket, gyümölcsöket és vadon élő gabonafélék szemeit. Amikor az éghajlat rosszabbra fordult, a fiatalabb driász időszak ezer évig tartó, hirtelen lehűlése idején, a melegebb időjárást kedvelő gyümölcsök eltűntek, ezért a falusiak egyre keményebb terméseket voltak kénytelenek gyűjteni, amelyeket azonban nehezebb volt összegyűjteni és feldolgozni. Végül be kellett érniük a hideghez alkalmazkodott rozs

különböző háziasított változatainak szemeivel, ezért úgy tűnik, hogy legalábbis Abu Hureyrában az éghajlatváltozás hatására váltak a gyűjtögetők földművesekké. A hideg időszak vége felé a helyszínt évszázadokra elhagyták; de később, csaknem tizenegyezer évvel ezelőtt újra elfoglalták. Akkor egy jelentős falu alakult ki, több száz téglalap alakú, vályogtéglából épült házzal és több ezer lakossal, akik háziasított gabonát termesztettek, emellett vadgazellákra és vadjuhokra vadásztak. Azután elég gyorsan megnövekedett a juhok csontjainak száma, ami annak a biztos jele, hogy a juhokat addigra teljes mértékben háziasították. Az emberi maradványok azt is megmutatják, milyen kemény lehetett az első földművesek élete. Mindegyiküknek erősen kopottak a fogaik, mert étrendjükben a gabonaszemek domináltak, bár a fogak kopása csökken a fazekasság megjelenésével, attól kezdve ugyanis a gabonaszemeket kásává tudták feldolgozni. A női csontmaradványok egyértelműen a kopás jeleit mutatják, amit a hosszú órákon át térdelve oda-vissza hajlongás okozott, ahogyan a szemeket őrölték.6 Meglehetősen biztosak lehetünk abban, hogy az első gazdák csak vonakodva tértek át a földművelésre, mert úgy tűnik, hogy korai agrárfalvakban csökkent az életszínvonal. A termékeny félhold korai földművelő falvaiban található csontvázak általában rövidebbek, mint a szomszédos vadászó-gyűjtögető települések lakóié, ami arra utal, hogy a földművelők étrendje kevésbé volt változatos. Bár a földművesek több élelmet tudtak előállítani, mégis nagyobb valószínűséggel éheztek, mert ellentétben a vadászó-gyűjtögetőkkel, ők kisszámú főterményre voltak ráutalva, és ha ezekből gyenge volt a termés, akkor komoly bajba kerültek. A korai földművesek csontjai azt is bizonyítják, hogy vitaminhiányban szenvedtek, ami valószínűleg a betakarítások között rendszeresen előforduló éhezéses időszakok miatt alakult ki. Megmutatkoznak a stressz jelei is, ami talán azzal az intenzív munkával függ össze, amit a szántás, a termés betakarítása, a favágás, az épületek és kerítések karbantartása, és a gabona őrlése jelentett. A falvakban hulladék is termelődött, ami odavonzotta az élősdieket, a falvak népessége pedig elég nagy volt ahhoz, hogy az élősdiek olyan betegségeket terjesszenek, amelyek a kisebb, nomád, vadászó-

gyűjtögető közösségekben nem tudtak elterjedni. Az egészségi állapot hanyatlását mutató mindezen bizonyítékok azt sugallják, hogy az első földművesek belekényszerültek az egyre bonyolultabbá váló mezőgazdasági életmódba, nem pedig annak előnyeit élvezendő, önként választották azt. Honnan tudták, hogyan lehet több termést betakarítani ugyanarról a földterületről? Honnan tudták egyáltalán azt, miként kell a földet megművelni? Ez az, ahol a legnyilvánvalóbb a kollektív tanulás ereje. A legtöbb más, hasonló ökológiai válságokkal szembesülő faj beleütközne egy demográfiai kőfalba. Ez a fal magyarázza a népesség növekedését leíró, jól ismert S-alakú görbét a szervezetek legtöbb típusánál: egy új faj mindaddig szaporodik, amíg az ökológiai fülkéjükben rendelkezésre álló összes táplálék energiáját kinyerik, ami után az egyedek éheznek, a termékenység csökken, a népesség növekedése pedig megáll. Az embereknek több lehetőségük volt, mert több információ volt a birtokukban. Ezen információk nagy részére korábban nem volt szükségük. Ez potenciális tudás volt, olyan, mint a helyzeti (potenciális) energia – elraktározott tudás, amely szükség esetén aktiválható. A modern vadászó-gyűjtögető közösségeknek sok, válsághelyzetben aktiválható potenciális tudás van a birtokukban, és bizonyára a natúfiaknak is voltak hasonló tudásformáik. Tudták, hogy azok a növények, amelyeket kedveltek, jobban nőttek, ha öntözték őket, a versenytársaikat pedig kigyomlálták. Ausztráliában az elmúlt évszázadokban a vadászó-gyűjtögető közösségek intenzívebb technológiákat fejlesztettek ki, például a szemek betakarítására (sarlók használata kőből készült pengével, állatbőrrel borított nyéllel, Észak-Ausztráliában), a magok megőrlésére vagy angolnák tenyésztésére kis csatornákban speciálisan kiépített rendszerekben.7 A vadászó-gyűjtögető közösségek azonban a legtöbb esetben nem bajlódnak ezekkel a technológiákkal, mert nincs szükségük rá, és egyébként is, alkalmazásuk sok extra munkát igényel. Azokban a régiókban, mint a termékeny félhold, a korai holocén éghajlati és demográfiai változásai nemcsak a lehetőséget teremtették meg, ezeknek az elraktározott technológiáknak a használatára, hanem motivációt is jelentettek a többékevésbé folyamatos alkalmazásukra. Ez az, aminek hatására a vadászógyűjtögető közösségek földművesekké lettek.

Összefoglalva, a melegebb éghajlat néhány kedvező területen lehetővé tette a falusi életet és a gazdálkodást, a népesedési nyomás viszont néha szükségessé tette ezt. Az első földművesek számára az induló tudást az az elraktározott tudás jelentette, amelyet a vadászó-gyűjtögető közösségek sok ezer év alatt felhalmoztak. A korai mezőgazdaság földrajzát a lemeztektonika véletlen eseményei és a bizonyos régiókban élő növények és állatok típusai alakították. Néhány növény- és állatfaj meglehetősen könnyen háziasítható, mások viszont nem. A vadászó-gyűjtögető közösségeket az olyan területek vonzották, mint a termékeny félhold, ahol a növények és állatok érettek voltak a háziasításra.8 A vadászó-gyűjtögető közösségek biztosan sok különböző fajt kipróbáltak potenciális háziállatként. A háziasítás szempontjából legvonzóbb növények közé azok tartoztak, amelyek magjaikban bőségesen raktároztak el tápanyagokat, például a gyümölcsfák. Még megfelelőbbek voltak azok a szezonális növények, amelyek gumóikban vagy olajos magvaikban tárolták a fontos tápanyagokat, így segítve az embereket a száraz időszakok átvészelésében. A búza és a rizs, ha a legmegfelelőbb időben takarították be őket, olyan koncentrált táplálékforrást jelentettek, hogy megérte azokat a hatalmas erőfeszítéseket, amelyekre a növények ültetéséhez, védelméhez, öntözéséhez, betakarításhoz és tárolásához volt szükség.9 Az állatok is különböző mértékben voltak hasznosak. A zebrák túl nehezen kezelhetők voltak ahhoz, hogy háziasítani lehessen őket. Az oroszlánok és a tigrisek túl veszélyesek voltak, és húsuk sem különösebben ízletes. De az olyan csoportban élő állatok, mint a kecskék, a szarvasmarhák és a lovak, könnyebben irányíthatók, különösen, ha az emberek személyesen is részt vettek a nyájak és csordák őrzésében és gondozásában. A fűevő állatok a füvet hússá, tejjé, rosttá és energiává alakítják, lehetővé téve az emberek számára, hogy kiaknázzák a világ hatalmas füves pusztáinak energiáját. Ezeknek az állatoknak általában ízletes és tápláló a húsuk. Mire azonban a mezőgazdaság kezdett elterjedni, nagy testű, háziasítható növényevők már csak Afrika és Eurázsia területén fordultak elő. Ahogy láttuk, Ausztráliában és a két Amerikában a legtöbb, a megafaunát alkotó faj (a dél-amerikai tevefélék, például a lámák részleges kivételével) valószínűleg az emberek

megérkezését követően kipusztult. Ez segíthet megmagyarázni, miért virágzott fel korábban és terjedt el szélesebb körben a mezőgazdaság az afrikai és eurázsiai világzónákban, mint a többiben.

A korai agrárkorszak: a mezőgazdaság a világ minden táján elterjed Miután a mezőgazdasággal foglalkozó falvak több centrális zónában is megjelentek, sokasodtak és elterjedtek, a földművesek tökéletesítették a készségeiket, elsajátították a hozamok növelésének új módjait, és új területeket vontak be a gazdálkodásba. A jelentős folyók, amelyek több ezer éven át termékeny öntéstalajt raktak le partjaikon, mint például a Tigris és az Eufrátesz, a Sárga-folyó és a Jangce Kínában, valamint az Indus és a Gangesz az indiai szubkontinensen, egyre több földművest vonzottak a térségükbe. A termékeny félholdban és a Nílus völgyében talán tizenegyezer évvel ezelőtt megjelentek az első mezőgazdasági falvak, majd egy vagy két évezreddel később a Jangce és a Sárga-folyó mentén is. Hat- vagy hétezer évvel ezelőtt már Pápua Új-Guinea felföldjein is termesztettek tápláléknövényeket, például tarót (tárót). Négyötezer évvel ezelőtt az Indus völgyében és Nyugat-Afrikában is feltűntek a földművelő falvak. Addigra az amerikai világzónában is jelen voltak a földművesek: a Mississippi mentén, a mai Mexikó és Közép-Amerika egyes részein, valamint az Andokban, amelyek hegyei nemcsak sokféle és változatos környezetet biztosítottak, hanem a potenciálisan háziasítható állatok széles választékát is kínálták. A mezőgazdaság elterjedt ugyan a főbb régiókból, ahol először megjelent, de a folyamat egyetlen lépése sem ment automatikusan. Például nem terjedt át Pápua Új-Guinea hegyvidékeiről a tengerparti alföldekre, ahol a hegyvidéki növények, mint a taró és a jam (jamsz, jamgyökér) nem tenyésztek ugyanolyan jól. Mivel a népesedési nyomás új környezetbe kényszerítette az elvándorlókat, módosítaniuk kellett a földművelési módszereiket, sőt néha azt

is meg kellett várniuk, amíg a háziasított fajok új változatai kifejlődnek. A földművelés a termékeny félholdból kiindulva 8–4 ezer évvel ezelőtt elterjedt Közép-Ázsiában, Törökországban, majd a Balkánon, Kelet-Európában és Nyugat-Európában. Ahogy a mezőgazdaság elterjedt a hűvösebb, erdősebb Európa különböző talajú területein, ahol mások voltak a tenyészidőszakok és a kártevők, mind a gazdálkodóknak, mind a növényeknek alkalmazkodniuk kellett az új környezethez. Közép- és Észak-Európában a gazdálkodók új gabonafajtákat fejlesztettek ki. Az erdős területeken talajváltó gazdálkodást folytattak, ami egyfajta nomád földművelés. A talajváltó művelést folytató gazdák felégették az erdőt és kivágták a fákat, majd a fatuskók között a hamuval trágyázott talajon gazdálkodtak. Néhány év múlva, amikor csökkent a talaj termékenysége, továbbálltak. Az Indus völgyében négyezer évvel ezelőtt virágzott a mezőgazdaság, azután visszaesett a termelés, majd körülbelül háromezer évvel ezelőtt újra fellendült az Indus és a Gangesz mentén és az indiai szubkontinens más részein is. Afrikában, a Szaharában ezer évvel ezelőtt, és talán sokkal korábban is virágzott szarvasmarhapásztorkodás (a terület annak idején nedvesebb és termékenyebb volt, mint ma). Háromezer évvel ezelőttre a mezőgazdálkodás biztos alapokon nyugodott Nyugat-Afrikában, onnan terjedt el Közép- és Dél-Afrikában. A gazdálkodóknak Amerikában is alkalmazkodniuk kellett az új körülményekhez; például a kukorica különféle fajtái alakultak ki KözépAmerikában és a Mississippi folyó mentén. A gazdálkodó közösségek sokasodásával a változás üteme felgyorsult, mert a földművelés és az azzal együtt járó sok változás gyorsabban terjedt, mint a vadászó-gyűjtögető életmód. Első pillantásra nem nyilvánvaló, miért fejlődött és terjedt a földművelés ilyen gyorsan, hiszen a földművelők élete nehéz volt, éppen ezért a vadászó-gyűjtögető közösségek még több ezer évig is fennmaradtak, és gyakran a földműves közösségek mellett éltek. Egyes régiókban, például Szibériában és Ausztráliában, a mezőgazdaság hátrányai meghaladják az előnyeit, ezért a vadászó-gyűjtögető közösségek egészen a modern időkig virágzottak. Mindazonáltal, a földművelésre alkalmas vagy alkalmassá tehető területeken, továbbá azokban a régiókban, ahol a népesség gyors növekedése miatt szűkössé váltak az addig rendelkezésre álló

erőforrások, a földművelő közösségek sok előnyt élveztek a vadászógyűjtögető életmódot fenntartó szomszédaikkal szemben. Még a talajváltó mezőgazdaság is mintegy húsz-harminc embert tudott eltartani négyzetkilométerenként. Ez körülbelül százszorosa volt a hasonló környezetben élő, vadászó-gyűjtögető közösségekre jellemző 10 népsűrűségnek. Amikor nehezebb helyzetbe kerültek, akkor ez azt jelentette, hogy a földművelő közösségek általában több embert és erőforrást mozgósíthattak, mint a vadászó-gyűjtögető életmódot folytatók. Ezért az előbbiek népesedési mutatóikat tekintve felülmúlták az utóbbiakat, és szükség esetén katonailag is legyőzték őket. Ez az oka annak, hogy talán már ötezer évvel ezelőtt a legtöbb ember életét a földművelés jelentette, így attól kezdve ezek a földművelő közösségek, valamint azok, amelyeket ők támogattak, dominálni kezdték az emberi történelmet. Ahogy a mezőgazdaság elterjedt, a földművelés átalakította a környezetet. A gazdák mindenütt csökkentették az erdők területét, falvakat építettek, felszántották a földet, elkergették a kártevőket, és kiásták a gyomokat. Természetéből adódóan a földművelés a környezet manipulálását igényelte. Míg a vadászó-gyűjtögető közösségek általában a bioszféra szerves részének tartják magukat, ezzel szemben a földművesek a környezetet olyasvalaminek tekintik, amit kezelni és művelni kell, ki kell használni, fel kell javítani, sőt el kell foglalni. És miközben a kollektív tanulás biztosította a földművesek számára a környezetük manipulálásához szükséges ismereteket, addig a földművelés megadta nekik azokat a táplálék- és energiaáramlásokat, amikre szükségük volt ahhoz, hogy szaporodjanak, valamint egyre nagyobb és nagyobb területeken, több erővel és ügyességgel alakítsák át környezetüket. A kollektív tanulás és az új energiaáramlás volt az a két tényező, amelyek az agrárkorszak turbulens történelmi dinamikájának hajtóerőivé váltak, és így számot adtak azokról a robbanásszerű változásokról, amelyek a paleolitikumban még nem voltak tapasztalhatók.

Hogyan alakította át a mezőgazdaság az emberi történelmet?

Talán ötezer évvel az utolsó jégkorszak vége után, az emberi történelem agrárkorszakában a földműveléssel foglalkozó falvak voltak a legjellemzőbb közösségek. Ezek voltak koruk megapoliszai, a Föld legösszetettebb, legnépesebb és legerősebb közösségei. A mezőgazdaság elterjedésével és a népesség növekedésével párhuzamosan a falvak addig sokasodtak, míg végül azon közösségekké váltak, amelyekben a legtöbb ember élt. Az agrárkorban élő ember, valószínűleg maga is földműves volt, vagy legalábbis egy földművelő közösségében élt. Az ilyen nagy népsűrűségű közösségek új jelenségek voltak az emberi történelemben. Mai fogalmaink szerint a földművelő falvak egyszerűnek tűnhetnek. A paleolitikum normái szerint azonban ezek társadalmi, politikai és kulturális szempontból ellenállhatatlan erejű monstrumok voltak. Nemcsak új társadalmi technológiákra volt tehát szükség, hanem új társadalmi és etikai szabályokra, az együttélésre vonatkozó új eszmékre, hogy elkerüljék a konfliktusokat és igazságosan tudják elosztani a közösség vagyonát. Ha igaza van a brit antropológusnak és evolúciós pszichológusnak, Robin Dunbarnak, miszerint az evolúció arra tette képessé az emberi agyat, hogy a legfeljebb 150 egyénből álló csoportokkal birkózzék meg, akkor ebből az következik, hogy az ennél sokkal nagyobb közösségeknek új társadalmi technológiákra volt szükségük, hogy együtt tartsák az embereket. Az emberi történelem agrárkorszakának első felében a legtöbb mezőgazdasági falu független közösség volt, amelyek csak korlátozott kapcsolatokat tartottak fenn a szomszédos falvakkal, és elég kicsik voltak ahhoz, hogy a hagyományos rokonsági szabályok együtt tartsák őket. Bár egyre fontosabbá vált az emberek, az áruk és az eszmék falvak közötti cseréje, még nem léteztek államok, birodalmak, városok vagy hadseregek. Az emberi történelem utolsó ötezer évét domináló, hatalmas, komplex társadalmak csak akkor jelentek meg, amikor a mezőgazdaság már olyan széles körben és olyan gyorsan elterjedt, hogy létrejött az emberek, az erőforrások és az új technológiák kritikus tömege. Az agrárcivilizációk gyökereit azonban a korai agrárkorszak falusi közösségeiben találhatjuk meg. Amint láttuk, a vadászó-gyűjtögető társadalmak sokféle potenciális tudást raktároztak el, beleértve az emberek nagy csoportjainak kezelésére vonatkozó

információkat. Már a korai vadászó-gyűjtögető közösségekben is jelen volt annak a lehetősége, amit az összes agrárcivilizációban megtalálhatunk, nevezetesen az, hogy képesek lehettek volna növelni a társadalmi komplexitást, nagyméretű politikai, gazdasági és katonai hálózatokat létrehozni, valamint hatalmas épületeket építeni. A dél-anatóliai Göbekli Tepe látványosan illusztrálja azt a szellemi és technológiai potenciált, amely a korai vadászó-gyűjtögető és földművelő közösségekben rejlett. Göbekli Tepe először a natúfi falvak korszakában népesült be, azután pedig 12–9 ezer évvel időszakosan többször is.11 A régészeti lelőhelyen húsz kőkör található, és mintegy kétszáz, szépen faragott kőoszlop, némelyik több mint öt méter magas, tömege pedig közel húsz tonna. Sok oszlopon furcsa domborművek láthatók, amelyek karmos vagy csőrös madarakat vagy más állatokat ábrázolnak. Nincsenek viszont lakóházak, és furcsa módon, sok oszlopot rituálisan eltemettek. A régészek a helyszínen sörfőzésre utaló nyomokat is találtak, ami szintén rituális tevékenységekre (valamint bacchanáliákra) utalhat. Eszerint Göbekli Tepe hasonló funkciót tölthetett be, mint Angliában Stonehenge, vagy ÚjMexikóban a Chaco-kanyon, vagyis a környező közösségek rituális központja volt, talán az olimpiai játékok vagy az ENSZ korabeli megfelelője. Esetleg csillagvizsgálóként is működhetett. A Göbekli Tepe kőköreinek felépítése érdekében tett óriási erőfeszítések a különböző közösségek közötti diplomáciai és technológiai kapcsolatok fontosságát sugallják a gyorsan növekvő népesség korában. Az oszlopok mérete, a faragás pontossága és szépsége, valamint az a tény, hogy a nagy kőtömbök faragására és mozgatására több száz embert munkáját kellett igénybe venni, a társadalmi szervezet új léptékét és komplexitását jelzi. Ez meglepő, mert valószínű, hogy akik a legkorábbi ilyen struktúrákat építették, még nem voltak igazi földművelők, hanem sokkal inkább olyanok voltak, mint a natúfiak, vagyis letelepedett, gazdag vadászó-gyűjtögetők. Miután maguk a falvak és azok hálózatai megnövekedtek, megkérdőjeleződtek a hagyományos rokonsági szabályok.12 Amint a korai földművelő falvak bővültek, új kapcsolatokat építettek ki a szomszédaikkal, sőt néha kisvárosokká alakultak, a hagyományos rokoni és családi

szabályokat módosítani kellett, vagy újakkal kellett kiegészíteni a tulajdonról, a jogokról, a társadalmi ranglétráról és a hatalomról. A hagyományos, egykétszáz emberből álló társadalmi egységeket nagyobb hálózatokba kellett kapcsolni, amelyek elkerülhetetlenül hierarchikusak lettek. Ahogy a földművelés elterjedt, mindenütt látni kezdjük az új és hierarchikusabb struktúrákat, amelyek magukban foglalják a hagyományos rokonsági szabályok szerint működő falusi közösségeket. Egy ezer lakósú településen az emberek kapcsolatai és rangsora nyomon követésének egyik módja a hagyományos rokonsági szabályok alkalmazása az ősöktől kezdve. Ez a következőképpen működhetett. Ha valakinek a szülei, a nagyszülei és dédszülei mindegyik generációban a legidősebb gyermekektől származtak, akkor az illető önmaga és egész családja számára igényelhette az idősebb gyermeket megillető jogokat. Az ilyen mechanizmusok lehetővé tették az egész családok és származási vonaluk rangsorolását az elsőszülötti jog alapján. Ebben a rendszerben az osztályok és kasztok kialakulásának gyökereit láthatjuk. Emellett azonban a tehetség is számított. Ahogy az emberek a nagy falvakban egymáshoz szorosabb közelségben éltek, egyre több vita robbant ki a földhöz való jog, az öröklés, a támadások, vagy a vagyoni kár okozása miatt, mint ahogy a protonok közötti ütközések is egyre gyakoribbá váltak az összesűrűsödő anyagcsomókban, amelyekből az első csillagok képződtek. Egy nagy faluban azonban egészen másképp kellett a vitákat rendezni, mint a családi veszekedéseket. A közvetítőknek vagy bíráknak érzékenységre, tapintatra, intelligenciára és tapasztalatra volt szükségük. Néha az sem ártott, ha erővel tudták kikényszeríteni akaratuk érvényesülését. A kisméretű falusi társadalmakkal foglalkozó modern kutatások eredményei megmutatják, hogyan alakulnak ki az ilyen problémák nyomán az egyszerű vezetési formák. Azokat a személyeket, akikről köztudott volt, hogy különösen nagylelkűek vagy erőteljesek, jól ismerik a hagyományokat és a törvényeket, kegyesek, vagy éppen felettébb ügyesek a csatározásokban, valamilyen tekintéllyel felruházva, rangban kismértékben a falu többi lakója fölé emelték. Ha ők a társadalmi és politikai kérdésekben jártasak voltak, akkor „nagy emberekké” („big man”) válhattak, akiket nagylelkűségükről,

valamint vezetői és szervezeti képességeikről ismertek. A származáson vagy képességeken alapuló rangok megalapozták az osztályok vagy kasztok szerinti besorolást. Az uralkodói hatalom körvonalai már az ókori falvak ünnepeiben és harcaiban is kirajzolódtak. Mivel egyre több ember vett benne részt, és egyre intenzívebbé vált az információk cseréje, ezért a kollektív tanulás gépezete mind nagyobb szinergiával és erővel működött. Számos innováció apró lépésekben fokozatos javulást eredményezett a mezőgazdaság különböző területein, néhány azonban gyökeresen új helyzetet teremtett. Két különösen fontos újítás volt a nagy állatok háziasítása és a nagyszabású öntözés kialakulása. Az állatokat valószínűleg az első növényekkel egy időben háziasították. A kutyákat talán már a vadászó-gyűjtögető közösségekben, ahol nemcsak a vadászatban segítettek, hanem az őrködésben is, a téli időszakban pedig melegen tartották az embereket. Kezdetben azonban az állatok háziasítása nem volt hatékony. Mindaddig jelentős költséggel karámokban tartották és etették, amíg le nem vágták őket, hogy hozzájussanak a húsukhoz, bőrükhöz, csontjaikhoz és inaikhoz. Hat- vagy hétezer évvel ezelőtt, elsősorban azokon a területeken, ahol a tágas, füves pusztákon nagy állatállományt lehetett tartani, a földművesek és a pásztorok új módszereket fejlesztettek ki, amelyekkel a háziasított állatokat levágásuk előtt is hasznosítani tudták. Megkezdték a tehenek, a kancák, a kecskék és a juhok fejését; a juhok és a kecskék nyírását; a lovakon lovagoltak, vagy befogták őket a szekereik elé. A régész Andrew Sherratt ezeket az új technikákat „másodlagos termék forradalomnak” nevezte, mert az emberek megtanulták hasznosítani mind a háziasított állatok elsődleges termékeit (az állatok elpusztításával megszerezhető erőforrásokat), mind a másodlagos termékeiket (az energiát és erőforrásokat, amelyeket életükben adtak). A modern időkig ezek a nagy hatású technológiák az afrikai és az eurázsiai világzónákra korlátozódtak, mert Amerikában a megafauna számos fajának kipusztítása után túl kevés háziasításra potenciálisan alkalmas állat maradt. Afrika és Eurázsia egyes területein, például Közép-Ázsiában, a Közel-Keleten és Észak-Afrikában, a másodlagos termékek bősége olyan nagy volt, hogy egész közösségek kezdtek el az állataikból élni. Legelőről legelőre követték őket, sátorban

laktak, tehát lényegében visszatértek a nomád életmódhoz. Ezeket az embereket pásztorkodó nomádoknak nevezzük. Mobilitásuknak köszönhetően, a pásztorkodó nomádok tökéletesen alkalmassá váltak arra, hogy kapcsolatot tartsanak a távoli régiók között, így végül ők lettek azok, akik elvitték az eszméket, a technológiákat, az embereket, a javakat, de még a betegségeket is mindenfelé Afrikán és Eurázsián keresztül. Így alakult ki az úgynevezett selyemút is. A nagyszabású öntözés hasonló módon idézett elő alapvető átalakulásokat. Mezopotámiában a népesedési nyomás egyre több gazdálkodót késztetett arra, hogy elhagyja a termékeny félhold csapadékban bővelkedő felföldjeit, és áttelepüljön délre, a mai Irak sivatagos középső részére, amelyen a régió két nagy folyója, a Tigris és az Eufrátesz folyik keresztül. Itt olyan kevés volt a csapadék, hogy a föld megműveléséhez a vizet a folyókból a földekre kellett vezetni. Eleinte a földművesek egyszerű árkokat használtak, amelyeket ők maguk ástak ki. Végül azonban egész közösségek fogtak össze, csatornák és gátak bonyolult rendszereit építették ki és tartották fenn. Ezen rendszerek közül a legnagyobbak létrehozásához több ezer munkavállaló és sok vezető tevékenységét kellett összehangolni. A haszon azonban hatalmas volt – egy olyan régióban, amelynek talaját évezredek óta dúsították tápanyagokban a nagy folyók áradásai. A földművelés ugrásszerűen fejlődött az öntözésre alkalmas régiókban, köztük Észak-Indiában, Kínában, Délkelet-Ázsiában és végül Amerika néhány területén. Az öntözéses mezőgazdasági műveléssel nagyobb lélekszámú népességet lehetett eltartani, de a rendszer fenntartásához növekvő társadalmi együttműködésre volt szükség, ezért a mezőgazdaságból élő falvak fokozatosan egyre nagyobb társadalmi és politikai hálózatokba szerveződtek. A népesség gyorsan nőtt, mivel a földművelés módszerei javultak és a mezőgazdaság széles körben elterjedt. Legalább százezer évbe telt, mire az utolsó jégkorszak végére az emberi populációk lélekszáma elérte az ötmilliót. Ötezer évvel ezelőttre az emberek száma megnégyszereződött, azaz mintegy húszmillióra nőtt. Kétezer évvel ezelőtt kétszázmillió ember élt a Földön, negyvenszer annyi, mint az utolsó jégkorszak végén. Ez a növekedése azonban soha nem volt egyenletes. Mindenfelé

katasztrófák szakították meg a fejlődést. A betegség, az éhínség, a háború és a halál – az apokalipszis négy lovasa – gyakori vendég volt az agrárkorszakban. Amint korábban említettem, a nomád táborokkal ellentétben a falvakban felhalmozódtak a hulladékok, ami odavonzotta a kártevőket, így gyorsan terjedtek a betegségek. Ahol új betegségek ütötték fel a fejüket – olyan fertőzések, amelyek ellen az emberek nem voltak immúnisak, például a himlő – gyakran a lakosság fele meghalt. A földműveseket érzékenyebben érintették az éhínségek, mint a vadászokat, mert gazdálkodásuk csak kevés növényen alapult. Amikor fogytán volt az étel, sokáig csak gyomokkal, makkal és a fák kérgével táplálkoztak, amit leginkább a nagyon fiatalok és a nagyon öregek szenvedtek meg, így először ők haltak éhen. A népesség növekedésével a falvaknak egymás ellen is harcolniuk kellett a földért, a vízért és más erőforrásokért. Csatározásaik előhívták az apokalipszis újabb lovasát, a halált, és ez még több pusztítást és szenvedést okozott, mint a betegség és az éhínség, bár gyakran együtt járt azokkal. Az emberek korábban is mindig harcoltak, de a földművelő közösségek háborúiban több ember vett részt, és a fegyverek is pusztítóbbak lettek, amikor a harcosok fémlándzsákat, harci szekereket és ostromgépeket vetettek be. Az apokalipszis negyedik lovasa, a halál, a másik három mögött lovagolt. Akárhogy is, az emberi történelem dinamikusabb korszakába lépett, amelyben a változás jelentette az egyetlen állandóságot. Ahogy nőtt az emberi közösségek száma, mérete és komplexitása, lefektették az agrárcivilizációk pilléreit, amelyek az emberi történelem elmúlt ötezer évének alapjait jelentették.

9. FEJEZET

AGRÁRCIVILIZÁCIÓK Midőn Akkád palotái megteltek arannyal, a fényesen ragyogó házak ezüsttel, a magtárakba rezet, ónt és drágaköveket hoztak, a silók dagadtak, kikötőiben hajók nyüzsögtek… Falai hegyként magasodtak az ég felé, amint a Tigris a vizét a tengerbe öntötte, úgy nyitotta ki kapuit szent Istár. – SUMÉR VERS, angolra fordította: Samuel Noah Kramer

A földművelő falvak és lakói biztosították az emberi és anyagi erőforrásokat az agrárcivilizációk számára, amelyek az emberi történelem elmúlt ötezer évének meghatározó társadalmi formáit jelentették. Tekintsünk csak az agrárcivilizációk császári hadseregei és városai, templomai és piramisai, kereskedői karavánjai és teherhajóik flottái, irodalmuk és képzőművészetek, filozófiájuk és vallásaik mögé, és akkor a háttérben észrevesszük a központoktól gyakran messze dolgozó gazdálkodók, többezres közösségeit, valamint a még szegényebb, vándorló emberek és a mindenből kiábrándultak sokaságát, akik közül sokan rabszolgák voltak. Ezekből az alsóbb társadalmi osztályokból származó emberek termelték a gabona és a hús, a vászon és a selyem legnagyobb részét, és ők végezték (részben szabad akaratukból, részben kényszerből) annak a munkának a nagy részét, amire a nagy városokban szükség volt. Termékeikkel és munkájukkal fizettek az utakért, a palotákért és a templomokért, valamint a kelmékért, a borért és a gazdagok ékszereiért, miközben a férfiak lovaikkal együtt a seregekben szolgáltak. Az agrárcivilizációk annak érdekében mobilizálták az emberi és anyagi

gazdagságot, valamint a földművelő falvakban termelt energiát, hogy sokkal impozánsabb és komplexebb társadalmi struktúrát építsenek ki, mint bármely korábbi emberi közösség. Mint minden élő szervezet, az információt is mobilizálták, mert több információ birtokában több energiához és több erőforráshoz juthattak hozzá. Az agrárcivilizációk megjelenése a növekvő komplexitás újabb küszöbét jelentette. Az agrárcivilizációk azonban azokra az alapokra épültek, amelyeket a földműves közösségek fejlődése több ezer év alatt hozott létre, ezért megjelenésüket nem teljesen új küszöbnek, hanem a mezőgazdaság jelentette küszöb második szakaszának tekintjük. Hogy megértsük az agrárcivilizációk megjelenését, nem az egyes civilizációk történetére összpontosítunk, hanem inkább arra a kérdésre, amelyet modern eredettörténetünkben minduntalan felvetettünk: melyek voltak a komplexitás ezen új formája megjelenésének Goldilocks-feltételei? Melyek voltak az agrárcivilizációk megjelenő tulajdonságai? Mely energiaáramlások tartották fenn ezeket az új tulajdonságokat?

Felesleg, hierarchia és munkamegosztás Az éhínség, a betegségek és a háborúk ellenére a holocénben a földművelő falvak sokasodtak és elterjedtek, mert a legtöbb évben többet termeltek, mint amennyire szükségük volt. A napfény energiáját nagyobb gazdagság elérésére fordították. Ez nagyon különbözik a vadászó-gyűjtögető társadalmak működési módjától, mert azok a tudást tárolták ugyan, annak viszont ritkán érezték szükségét, hogy a fölösleges javakat is tárolják, mert maguk körül bármikor megtalálták az ételt és a nyersanyagokat, amire szükségük volt. Amikor a Kalahári-sivatagban ma is vadászó-gyűjtögető életmódot folytató emberektől megkérdezték, miért nem tanulták el a környező törzsektől a földművelést, így válaszoltak: „Miért tennénk, amikor bőven van mongongo dió a világban?”1 A vadászó-gyűjtögető társadalmakban a tudás lassú felhalmozódása az anyagi javak felhalmozása helyett az elvándorlást ösztönözte új környezetekbe. Ezzel szemben a

földművelő közösségeknek tárolniuk kellett a javakat, méghozzá nagy mennyiségben, mert a termést néhány hét alatt betakarították, de annak elfogyasztása vagy feldolgozása legalább egy évig eltartott. Ezért minden földművelő közösségben létrejöttek a háztartások, a csűrök, a fészerek és a mezők, ahol a felhasználásra váró terményeket tárolták. Ahogy a termelékenység növekedett, a többlet kezdte meghaladni az azokat előállítók éves szükségletét. Többlet alakult tehát ki emberekből, élelmiszerből, más javakból és energiából, ami a gazdagság új formáját jelentette. Ez felvetette a kérdést: ki fogja ellenőrizni (és élvezni) ezt a gazdagságot? Idővel a többletvagyont a kisebb, de erős kisebbségek szerezték meg, és ennek érdekében olyan struktúrákat építettek ki, amelyekben a gazdagságot néha a kényszer durva formáit alkalmazva szerezték meg, ami az agrárcivilizációk fontos velejárója. A többletvagyon nagyobb népességet jelentett. Ahogy emelkedett a termelékenység, már nem kellett mindenkinek gazdálkodnia, így új társadalmi szerepek jelentek meg. Sokan vándorok vagy rabszolgák lettek, míg mások, akik szintén nem dolgoztak földművesként, végül a társadalom többletvagyonának nagy részét ellenőrizték, mert hasznos társadalmi szerepekre tudtak specializálódni. Egyesek minden idejüket a papi hivatás gyakorlásának szentelték, mások fazekasok, katonák, filozófusok vagy uralkodók lettek. A specialisták saját, korlátozott szerepükben váltak szakértőkké. De a munkamegosztás újfajta függőségi viszonyokat is teremtett. Amint sokasodtak a különböző társadalmi szerepek, az emberi társadalmak, éppúgy, mint az első metazoák, egyre szorosabb hálózatokba kapcsolódtak, egyre jobban differenciálódtak, erősebb lett a kölcsönös egymásrautaltságuk, és komplexebbé váltak. Emellett új kapcsolatokat biztosító struktúrák jöttek létre, a csontváz, az izmok és az idegrendszer társadalmi megfelelői. A specialisták általában jobban függtek ezektől az összekapcsoló struktúráktól, mint a földművesek, akik jobbára ellátták saját magukat élelemmel. A régészek követni tudják a munkamegosztás fejlődését. Mezopotámiában a fazekasság szerepe jelenti a klasszikus példát. A legkorábbi mezopotámiai edények egyszerűek és egyediek voltak, és

többségük valószínűleg közönséges földműves háztartásokba került. Ám mintegy hatezer évvel ezelőttől kezdődően megjelentek a különleges műhelyek, amelyekben fazekaskorong található. A fazekasok nagy mennyiségben gyártották az egy kaptafára készülő termékeket: tálakat, tányérokat és kancsókat, amelyeket széles körben értékesítettek. Ezeken az árukon már látszott, hogy teljes munkaidőben a gyártásukkal foglalkozó szakemberek készítették, specializált eszközökkel és a szakma hosszú ideig tartó elsajátítását követően. A specializáció az új készségek és technikák kialakulását ösztönözte, ezért a technológiai változásnak egyaránt volt indikátora és mozgatórugója. A fazekasoknak például kemencékre volt szükségük, hogy a cserepeket kiégessék, és idővel hatékonyabb kemencéket építettek, amelyek magasabb hőmérsékleten működtek, ami jobb minőségű végterméket eredményezett. Pontosan ezekre a jobb kemencékre volt szükség ahhoz is, hogy a rezet, az ónt vagy a vasat kinyerjék a különböző ércekből, így a fémeket formázva, hajlítva vagy kalapálva használati tárgyakat, díszeket és fegyvereket tudtak készíteni. A réz-, arany- és ezüstművesek, valamint a kovácsok azokat a technológiákat használták, amelyek létrehozásának a hivatásos fazekasok voltak az úttörői. A többlet növekedésével fokozódott a specializáció. Ötezer évvel ezelőtt a Mezopotámia déli részén fekvő Uruk városában valaki összeállította a száz különböző specializált feladatot felsoroló „elismert szakmák listáját”. Az összeállítás nyilvánvalóan fontos és széles körben ismert volt, mert a hasonló listákat évszázadokon keresztül másolták az írnok gyakornokok. A lista hierarchikus csoportosításban tartalmazza a királyokat és udvaroncokat, a papokat, az adószedőket és írnokokat, az ezüstműveseket és a fazekasokat, de még a szórakoztatókat is, mint például a kígyóbűvölőket. A fazekasok és a kígyóbűvölők, a mezőgazdasági termelőkkel ellentétben, nem állítottak elő ételt, bőrt vagy fonalat, ezért ők úgy táplálták és öltöztették saját magukat és családtagjaikat, hogy saját termékeiket és szolgáltatásaikat elcserélték élelmiszerre és egyéb szükségletekre. Ezért a kereskedelem, a piacok és a számvitel, valamint az olyan eszközök, mint a pénzérmék és az írás, éppoly létfontosságúak a komplex társadalmak számára, mint az artériák és a vénák az emberi testben. Ezek az eszközök lehetővé tették, hogy a tárgyak és az

azokban képviselt energiaáramok személyről személyre és csoportról csoportra vándoroljanak. Még a vallásra specializálódott szakembereknek is, akiket ma papoknak nevezünk, áruba kellett bocsátaniuk lelki szolgáltatásaikat, hogy hozzájussanak az élelmiszerhez és egyéb szükségleteiket kielégíthessék. Ahol templomokat találunk, ott megtaláljuk az adományokat és az ajándékokat is. A specializáció mértékét a mezőgazdaság termelékenysége korlátozta, és az, hogy az egyes mezőgazdasági termelők hány további embert tudtak eltartani. A legtöbb agrárcivilizációban körülbelül tíz földműves tudott eltartani egy nem a földművelésből élő személyt. Ezért a legtöbb embernek a földet kellett művelnie. A legtöbb ember még az első városokban is a hátsó udvarban vagy a városfalakon kívül növényeket termesztett. Míg azonban a gazdák tették ki a lakosság többségét, és a társadalom erőforrásainak legnagyobb részét ők biztosították, eközben a társadalmakban egyre fontosabbá váltak a specializálódott szakemberek, ami erősítette a kölcsönös függőséget. A földművesek csecsebecséket vagy mezőgazdasági eszközöket kezdtek vásárolni, eközben rájöttek, hogy érdemes kereskedőket, adószedőket, jószágfelügyelőket és felvigyázókat foglalkoztatniuk. Különböző szakemberek árukat és erőforrásokat szállítottak a városok között, előállították a piacokon használt érméket és a gazdálkodók és a katonák által használt fémekéket és kardokat, elvégezték a könyvelést, betartatták a törvényeket, mindannyiuk nevében imádkoztak az isteneikhez, vagy szervezték a közösség életét és uralkodtak mások fölött. A specialisták jelentették az agrárcivilizációk tartógerendáit. Ezért végül ők lettek azok, akik megszervezték a társadalom többi részét és uralkodtak. Ahogy a specializáció nőtt, úgy nőtt az egyenlőtlenség is. A legkorábbi földművelő közösségek magától értetődően egyenlőségre törekvőek voltak, még akkor is, amikor meghaladták az ősi közösségek legfeljebb 150–200 fős létszámát. Çatalhüyük neolit kori városa (a mai Törökország területén) 8–9 ezer évvel ezelőtt virágzott, a lakóházak méretében azonban kevés a különbség, annak ellenére, hogy lakossága valószínűleg elérte a több ezret. Később azonban megjelennek a gazdag kisebbségek, méghozzá egyre nagyobb számban. Ezt egyetlen, véletlenszerűen kiragadott példával

illusztrálhatjuk. A Fekete-tenger partján fekvő Várna közelében találtak egy hatezer éves temetkezési helyet, több mint kétszáz sírral. A halottak közül sokakat bármilyen tárgy nélkül vagy csak néhány egyszerű tárggyal együtt temettek el, a sírok mintegy 10 százalékában viszont sokkal több tárgyat találtak; az egyikben ezernél is többet. Többségük aranyból készült, például a karkötők, de volt a tárgyak közt rézfejsze, sőt még egy szuszpenzor is.2 Kialakult tehát az elit, a lakosság körülbelül 10 százalékát kitevő gazdagság jól ismer piramisa, amelynek csúcsán egyetlen ember áll, míg a legtöbb ember a létfenntartás minimumához közeli szinten él. A régészek nagy gazdagságot tükrözően eltemetett kisgyermekeket is találtak, ezért biztosak lehetnek abban, hogy a hierarchia nem egyszerűen csak létrejött, hanem generációkon át öröklődött, mert a gyerekek önmaguktól nem tudták volna elérni a magas társadalmi státuszt. Ezek az arisztokrácia és a kasztok kialakulásának jelei. A nagy építkezések, például a paloták, a piramisok, a zikkurátok és a templomok építése arról árulkodnak, hogy valakinek hatalmában állt sok más ember munkáját megszervezni. Amint a hatalom és a kiváltságok egyre erőteljesebbé váltak, új társadalmi támaszokra volt szükségük a fenntartásukhoz. Valakinek meg kellett őriznie a rendet a piacokon, meg kellett büntetni a zsebeseket és a tolvajokat, ki kellett számítani a fizetendő adót, és meg kellett szervezni a parasztok, a csavargók és a rabszolgák munkáját, akik a palotákat építették és fenntartották a csatornákat. A komplex társadalmakban vallási specialistákra is szükség van annak érdekében, hogy isteneik megvédjék a lakosságot a betegségektől, és bőséges csapadékkal öntözzék a földeket. Amikor ezek a struktúrák megroggyantak, az mindenkit érintett, ezért többnyire még a társadalmi ranglétra legalján elhelyezkedők is engedelmeskedtek uraiknak. Az antropológusok a hierarchia kialakulását a modern, kisebb létszámú társadalmakban is tanulmányozták, például a Csendes-óceán nyugati részén fekvő Melanézia szigetvilágában. Itt a vezéregyéniségek, akiket az antropológusok „nagy embereknek” vagy főnököknek neveztek, a hatalmukat a tiszteletre, valamint a család, a szövetségesek és követőik hűséges támogatására építették. Hatalmuk azonban mindig ingatag volt. Ha nem sikerült megfelelően megosztani a vagyont és a kiváltságokat ahhoz, hogy

fenntartsák híveik lojalitását, akkor gyorsan elveszíthették hatalmukat, gazdagságukat, sőt néha még az életüket is. Miért kövessünk valakit, aki nem kényszerít erre bennünket, és hűségünkért cserébe semmit sem kapunk tőle? Végül a nagyobb társadalmakban sokkal nagyobb hatalmú vezetők jelentek meg, akik több százezer ember felett uralkodtak, és olyan hatalmas vagyonok áramlását felügyelték, melynek segítségével ők és szövetségeseik megvásárolhatták az ahhoz szükséges izomerőt, hogy szükség esetén erőszakkal kényszerítsék ki akaratuk érvényre jutását. Valójában az agrárcivilizációkban bevett gyakorlat volt az erő alkalmazása a munkaerő vagy a gazdagság megszerzésére, a termelés biztosítására. Éppen ezért a rabszolgaság és a kényszermunka is gyakori volt az agrárcivilizációkban. A módszerek, amelyekkel a gazdagságot és a munkaerőt megszerezték a parasztoktól, azt mutatják, hogy a parasztok helyzete gyakran alig volt jobb, mint a rabszolgáké. Egy csodálatos, Egyiptomból származó dokumentum a Kr. e. II. évezred végéről némi betekintést ad a parasztokat többletterményeik beszolgáltatására kényszerítő, rendszeresen használt módszerekbe.3 Szerzője egy írnok, aki elmagyarázza, miért jó írnoknak lenni. Gondoljunk arra, milyen kemény munkát végez a földműves, aki a hőségben vagy a hidegben hosszú órákon át dolgozik a mezőn, vagy gondoskodik az állatairól, megjavítja a mezőgazdasági eszközöket és épületeket. És képzeljük el, mi történik, amikor az adószedő megérkezik fegyveres testőreivel. Az egyik azt mondja [a parasztnak]: „Adj gabonát!” „Nincs” [mondja]. Durván megverik. Megkötözik, fejjel lefelé a kútba eresztik, feje a víz alá merül. Feleségét a jelenlétében megkötözik. Gyermekeit bilincsbe verik. Szomszédaik sorsukra hagyják őket és elmenekülnek. A leírásban bizonyára van némi túlzás, de sok bizonyítékunk van arra, hogy az agrárcivilizációkban erőszakos módszereket alkalmaztak a rend megőrzése érdekében, és azért, hogy a munkaerőt és az erőforrásokat elvegyék a lakosság többségétől. Általában a hatalom olyan struktúráira utalunk, amelyek képesek ezt a

fajta ellenőrzést olyan kiterjedt területeken gyakorolni, mint az államok. Az államok azokban a társadalmakban jelentek meg, amelyek elég nagyok és gazdagok ahhoz, hogy városok alakuljanak ki bennük, sok földműves falu és rengeteg többletmunkaerő álljon rendelkezésre, ami embereket és pénzt biztosít a hadseregek és a bürokrácia fenntartására.

A városoktól a nagyvárosokig és az uralkodókig: a mozgósítás és a táplálkozás új szintje Ahogy a népesség és a felesleg nőtt, úgy lettek egyre nagyobbak a legnagyobb emberi közösségek is. Immár nemcsak az emberek, hanem a közösségek is szakosodni kezdtek. Néhány falu megnőtt, és új szerepet vállalt: mivel közel feküdtek a kereskedelmi útvonalakhoz, ellenőrzésük alatt tartották a stratégiai jelentőségű folyami átkelőket, olyan piacokat tartottak, amelyek odavonzották más falvak árusait és vásárlóit, vagy fontos vallási helyek közelében voltak. Az Anatólia déli részén fekvő Çatalhüyüköt jó termőföldek vették körül, de a környéken obszidián is előfordult, az a kemény vulkáni üveg, amelyből a neolitikumban a legjobb és legélesebb pengéket készítették. A város obszidiánnal kereskedő lakói Mezopotámiáig is eljutottak. Jerikóban, a világ egyik legrégebbi, folyamatosan lakott településén először a natúfi korban telepedtek le, mert olyan kútja volt, amelyik soha sem száradt ki. Kilencezer évvel ezelőttre Jerikó talán háromezer lakosú várossá fejlődött. A városok növekedésével néhányan új szolgáltatásokat, munkahelyeket és árukat kínáltak. Több embert csábítottak oda, és idővel megszerezték a hatalmat a környékbeli falvak és kisebb városok fölött. Ötezer évvel ezelőttre néhány település nagyvárossá vált, vagyis olyan hatalmas és sokszínű közösséggé, amelyet a környező kisebb városok és falvak támogattak, és ott koncentrálódtak a különböző szakemberek. A városokban megtalálható készségek, munkahelyek, áruk és emberek sokfélesége megmagyarázza, miért váltak ezek a foglalkozások minden agrárcivilizációban a technológiai, kereskedelmi és politikai fejlődés hajtóerejévé, és miért vonzottak magukhoz

embereket a környező vidékről. A városok és az államok megjelenése alapvető fontosságú átalakulást jelentett az emberi társadalmakban. A hagyományos államok nagyon eltérnek a modern államoktól. Mindenekelőtt hiányoztak a kommunikációs technológiák és a bürokrácia, amely lehetővé teszi a modern államok számára, hogy beleavatkozzék valamennyi polgára életébe. A hagyományos uralkodók helyben hatalmas erőt gyakorolhatnak, de hetekre vagy hónapokra is szükség lehetett ahhoz, hogy utasítást küldjenek a távolabbi tartományokba, majd ugyanennyi időbe telt, mire értesültek az eredményről. Így az uralkodói hatalom a nagy népességközpontoktól távol, a helyi urak laza, hierarchikus hálózatain keresztül érvényesült, akik a saját hűbéri birtokaikat gyakran többé-kevésbé függetlenül irányították. Mindazonáltal az első államok új jelenségek voltak az emberi történelemben. Mindegyik magának követelte a jogot, hogy bizonyos fokú védelemért cserébe megszerezze a földműves közösségekből és a városokból származó vagyont. Mint az angol elméleti politikai író, Thomas Hobbes 1651-ben megjelent, Leviatán című könyvében megfogalmazta, a források elosztásának joga „minden fajta közösségben a legfelsőbb hatalmat illeti. Mert ahol nincs közös vagyon, ott minden ember folytonosan háborúzik a szomszédaival.” A tradicionális részben annak köszönhették hatalmukat, hogy a hagyományos földművelő közösségek gyengék és elszigeteltek voltak. Mint Karl Marx megjegyezte, a parasztoknak egy zsák krumplin kívül nem volt más közös vagyonuk.4 Ez megkönnyítette a kizsákmányolásukat, mert még a gyenge uralkodók is végrehajtókat alkalmaztak, akik faluról falura járva érvényesítették az uralkodói akaratot. A hatalomnak ez a kiegyensúlyozatlansága megmagyarázza, miért tudtak az uralkodók kis csoportjai és a tisztviselők több ezer évig sikeresen zsarnokoskodni a sokkal nagyobb lélekszámú földműves közösségek fölött. Az első városok, az első államok és az első agrárcivilizációk történetét Mezopotámia déli részén, Sumerben ismerjük legjobban. Itt körülbelül ötezer-ötszáz évvel ezelőtt, elég gyorsan egy nagy városcsoport alakult ki. A dél-mezopotámiai Urukot gyakran az emberi történelem első városaként írják le. Uruk egy kikötő az Eufrátesz partján. A legtöbb mezopotámiai városhoz

hasonlóan, bonyolult, jól karbantartott öntözőrendszerét a nagy folyók táplálták. A város azonban a folyó déli deltájának mocsaraival is határos volt. Valójában talán egy olyan időszakban indult gyors növekedésnek, amikor szárazabb volt az éghajlat, ami arra kényszerítette az embereket, hogy a távoli falvakból a jól karbantartott öntözőrendszerekkel bíró városokba vándoroljanak. Ötezer-ötszáz évvel ezelőtt Uruk népessége tízezer fő volt, akik az Eufrátesz két partján éltek. Kétszáz évvel később valószínűleg már ötvenezer ember élt a körülbelül két és fél négyzetkilométeres területen.5 Aztán egyszer csak az Eufrátesz megváltoztatta a medrét, és elkezdte körülfolyni a várost. Mai szemmel nézve ötvenezer ember nem tűnik különösebben lenyűgözően soknak. Akkoriban azonban Uruk monstrumnak számított, talán a legnagyobb településnek, amely valaha létezett az emberi történelemben. A városnak két nagy templomegyüttese volt. Ez azt jelenti, hogy erős volt a papok vagy királyok hatalma, akik így sok ezer ember munkáját, köztük sok rabszolgáét, tudták igénybe venni az építkezésekhez. Urukban különösen szép tárgyakat készítő műhelyek működtek, és nagy raktárak épültek a gabona és más értékes áruk tárolására. Néhány száz évvel későbbi számlák elárulnak valamit arról, mit láttunk volna, ha meglátogatjuk Urukot, amikor az az első írott eposz hősének, Gilgames királynak a fővárosa volt. Nagy templomegyüttesek és királyi paloták álltak a városban. Láthattunk volna kerteket, szűk utcákat és sikátorokat, műhelyeket, fogadókat és szentélyeket. A várost égetett téglából épült fal vette körül, a kikötőhöz és a közeli mezőgazdasági területekhez pedig csatornák vezettek. Az eposzban Gilgames, a király azt mondja: „Egyharmada a város, egyharmada kert, a harmadik harmad a mező, a város körül pedig Istár istennő birodalma.” A régészek olyan távoli vidékeken is találtak uruki stílusú tárgyakat, mint Anatólia és Egyiptom, ami arra utal, hogy Uruk kereskedői igen nagy területen tevékenykedtek. Körülbelül ötezer évvel ezelőtt Urukban megjelent az első írás, az Éannaszentély templomaiban talált agyagtáblákon. A nagyobb bonyolultság több információt jelentett, és az írás volt az az új technológia, amely lehetővé tette, hogy a gazdagok és a hatalom gyakorlói nyomon követhessék a

rendelkezésükre álló, egyre növekedő erőforrásokat és energiaáramokat. A Mezopotámiából származó, legkorábbi írásos emlékek szinte mindegyike valamilyen leltárt tartalmaz – sok tehén és bika, juh, sok bála vászon és sok rabszolga szerepel a felsorolásokban. Ezek arról árulkodnak, hogy abban a világban gyorsan nőtt az egyenlőtlenség, az uralkodók, arisztokraták és tisztviselők hálózatai pedig ellenőrzésük alatt tartották az információ és a hatalom áramlását, ami lehetővé tette számukra, hogy megszerezzék a nagyszámú rabszolga, földműves és mesterember energiáját és termékeit. Egy csodálatos műtárgy, az „Uri standard”-nak nevezett és rekonstruált formában a British Museumban kiállított alkotás bepillantást enged a délmezopotámiai városok csaknem ötezer évvel ezelőtti életébe. Az Uri standard egy dobozszerű tárgy, amely talán egy hangszer részét képezhette, vagy esetleg felvonulásokon hordozhatták; tényleges funkciója bizonytalan. Az oldalán a Perzsa-öböl kagylóiból, afganisztáni lazúrkőből (lápisz lazuli) és Indiából származó vörös kövekből készült mozaikképek láthatók. Az egyik oldala békében mutatja meg Ur városát. Egy királyi alak és gazdag urak egy banketten ülnek, szórakoztatásukról egy lantos énekes gondoskodik. A király és a nemesek nagyobbak, mint a szolgák, ez a művészi ábrázolás kiemeli előbbiek rangját és fontosságát. Az alsó panelen azok az áruk és állatok jelennek meg, amelyeket vélhetően az ünnepségre a városba hoztak. A földművesek által termelt többletet is a városba szállítják, hogy az elit csoportjai elfogyasszák. Az Uri standard másik oldala háborúban mutatja Urt, és a hadsereget ábrázolja, amelyet a gazdagság és a hatalom fenntartott. A legfelül látható alak nagyobb, mint a többiek, ő biztosan a király. Alatta katonai csapatokat látunk, nyilvánvalóan hivatalos egyenruhában, a katonai vezetők pedig szamarak vontatta szekereken utaznak. Úgy tűnik, egyesek ellenséges katonákat taposnak el, míg mások meztelen foglyokat vonszolnak, jól látható sebesülésekkel. Mezopotámia déli területének ötezer évvel ezelőtti városai azt a fajta társadalmat képviselték, amely a történelem a következő néhány ezer évében dominált. Költséges, jól felszerelt hadseregek védték az uralkodók és az elitek hatalmát, segítettek visszaszorítani a külföldi ellenségeket, valamint fenntartották a hatalom és a gazdagság növekedését, amelytől ez a hatalom és

vagyon függött. Mint ahogy a protongradiens fenntartja a sejtmembránon keresztül az energiaáramlást, a katonák és a felfegyverzett nemesek fenntartották a meggyőzés és a kényszer gradienseit, miáltal gazdagságot szivattyúztak a falvakból a városokba és a kormányokhoz. Ennek a hatalmi hierarchiának a képei, csodálatosan öltözött királyokkal, ellenségeiket és alattvalóikat fenyegető főurakkal, minden agrárcivilizációban megjelennek. Ökológiai szempontból nézve az államok és uralkodóik új lépcsőfokot képviselnek a táplálkozási láncban. Láttuk, hogyan kerül be a napfényből származó energia a fotoszintézis útján a bioszférába, majd a növényekből a növényevőkbe, és onnan a húsvevőkbe. Azt is láttuk, hogy a táplálkozási lánc minden egyes szintjén az energia jelentős része elvész, valamiféle hulladékadó formájában. Így sokkal kevesebb energia marad a magasabb szintek támogatására, ezért van kevesebb oroszlán, mint antilop. A mezőgazdaság megnövelte az emberek rendelkezésére álló forrásokat, ezért az államok egy újabb táplálkozási szintet tudtak hozzáadni a hierarchiához, annak csúcsán. Az uralkodók, a nemesek és a tisztviselők felhalmozták a parasztok munkaerejéből és termékeiből származó gazdagságot, akik viszont energiájukat és táplálékukat a mezőgazdaságból nyerték. Az államok a munkaerőnek, a termékeknek és az energiának ezeket az új áramlatait használták fel arra, hogy megfizessék a hadseregek és a bürokrácia fenntartását, a paloták építését és fizessenek azokért az árukért, amelyek felhalmozása hatalmassá és gazdaggá tette őket. Ha ökológiai szempontból végiggondoljuk ezeket a folyamatokat, akkor megértjük, hogy a gazdagságot valójában soha nem a dolgok jelentik; hanem a dolgokat létrehozó, mozgató, megművelő és átalakító energiaáramok felett gyakorolt ellenőrzés. A gazdagság tehát egyfajta sűrített napfény, ugyanúgy, amint az anyag valójában megszilárdított energia. Az uralkodók és a kormányok alapvető feladatává vált, hogy megszerezzék a lakosság részétől ezt az összesűrített energiát, a folyamatot lehetővé tevő erőforrásokkal együtt. Ez a feladat alakította az agrárcivilizációk fejlődésének és történetének minden sajátosságát. Valójában a javak megszerzésének sokkal fontosabb szerepe volt a hagyományos államok működésének fenntartásában, mint a modern

államokban. A hagyományos uralkodóknak nem kellett túl sokat törődniük az oktatással, az egészségüggyel vagy alattvalóik napi életének gondjaival, mert a parasztok általában gondoskodtak saját magukról. Valójában sok paraszt továbbra is önálló falvakban élt, messze az államok és a birodalmak határain kívül, ahol viszont az államok uralkodtak a parasztok felett, ott az állam legfontosabb feladata az volt, hogy a forrásokat elvonják tőlük. Idővel az uralkodók, a tisztviselők és a nemesek egyre ügyesebben végezték ezt a feladatukat. Ha több erőforrásra volt szükségük, mert palotákat vagy utakat akartak építeni, új légióikba akartak katonákat toborozni, vagy fizetni kellett a saját luxuscikkeikért, akkor kevés hagyományos uralkodó választotta azt a modern stratégiát, hogy pénzüket a termelékenységet növelő újítások finanszírozásába fektessék be. Technológiai szempontból konzervatívak voltak, mert a változások lassúsága miatt az innovációk ritkán eredményeztek jelentős hozamot az emberi élet időskáláján belül, ugyanakkor gyakran megzavarták a gazdagság meglévő, jól bejáratott áramlási útvonalait. Az uralkodók befektettek ugyan új fegyverekbe vagy utak építésébe, de a kihívást jobbára a rendelkezésre álló erőforrásoknak a meglévő technológiákkal végrehajtott növelése jelentette, a javak megszerzésének hagyományos formái segítségével. A hagyományos uralkodók számára gazdagságuk és hatalmuk növelésére három fő lehetőség kínálkozott. A legszélesebb látókörűek arra bátorították a parasztokat, hogy törjenek fel szűzföldeket, a kereskedőket pedig arra biztatták, hogy keressenek újabb, eladható árucikkeket. Sokan azonban gyorsabban szerettek volna nyereségre szert tenni, ezért két további, kockázatosabb és erőszakosabb stratégia valamelyikéhez folyamodtak. Nagyobb nyomás alá helyezték saját alattvalóikat, vállalva a felkelések vagy a gazdasági összeomlás kockázatát. Mások azzal próbálkoztak, hogy hadseregeiket a szomszédos államokba küldve megpróbálják megszerezni azok gazdagságát. Ez veszélyes volt, de gyakran működött, és ezért a hagyományos elitek harciasak, háborúpártiak. Ez azt is megmagyarázza, miért ábrázolják a tiszteletükre készült szobrok az uralkodókat általában páncélt viselve és fegyverrel a kezükben. Ez végül is egy olyan világ volt, amelyben a forrásokat elsősorban erőszakkal mozgósították, és ahol az

erőszakos szerzés képességét és az erőszaktevőket széles körben csodálták. A királyok számára a gazdaság növelésének egyik leggyakoribb módja a szomszédok erőforrásainak megszerzése volt. Ha ez sikerült (gondoljunk csak Nagy Sándorra), akkor az uralkodót valószínűleg csodálták, bármennyi nyomorúságot okozott is ezzel másoknak. A szerzés központi szerepe kitűnik azokból az államvezetési kézikönyvekből, amelyeket több hagyományos uralkodó is megalkotott. Az egyik leggazdagabb példa egy indiai államvezetési kézikönyv, az Artaszásztra. Valószínűleg valamivel kevesebb mint kétezer évvel ezelőtt írták, de szerzői összegyűjtöttek sok korábbi, hasonló kézikönyvben felhalmozott tapasztalatot. Az indiai szubkontinens északi részén, az Indus mentén, már négyezer-kétszáz éve hatalmas államok alakultak ki. Ez az úgynevezett Indus-völgyi civilizáció azonban körülbelül négyszáz évvel később összeomlott. Nyolcszáz évvel ezután újabb államok jelentek meg, de ezúttal a Gangesz mentén is, amikor a vas megmunkálásának technológiája lehetővé tették az erdők kiirtását, így új területeket vehettek birtokba a mezőgazdasági művelés számára, ezzel együtt a népesség is rohamosan nőtt. Kr. e. 500-ra hatalmas városok és államok alakultak ki, amelyek közül egyesek magukba olvasztották a kisebb városállamokat. A következő kétszáz évben megjelent a hatalmas Magadha királyság, amelynek fővárosa Pátaliputra volt, a mai Patna közelében. Fénykorában Pátaliputrának egymillió lakosa lehetett, vagyis olyan nagy volt, mint a császári Róma. Magadhát Kr. e. 320 körül meghódította a Maurja-dinasztia, miután Nagy Sándor India északi területei elleni inváziója Kr. e. 327-ben sikertelen maradt. Egyesek szerint Kautilja (Csánakja), az Artaszásztra egyik szerzője volt az első Maurja császár, Csandragupta Maurja (aki Kr. e. 320–298 között uralkodott) főminisztere, de az Artaszásztra valószínűleg több évszázaddal később született. Az Artaszásztra úgy kezdődik, mint sok más államvezetési kézikönyv, azzal érvelve, hogy mindenki számára a legrosszabb helyzet a hontalanság, azaz ha valakinek nincs uralkodója. Egy olyan világban, amelyben senki nem bünteti meg a jogsértőket „eluralkodik »a halak törvénye«, mert a büntetés fenyegető rémének hiányában az erősebb ember kizsákmányolja a

gyengébbet. S bár védelmezi, közben uralkodik rajta.”6 („A halak törvénye” utalás az Artaszásztra következő példájára: „Amint lehetetlen megtudni, mikor iszik a vízből az ott úszkáló hal, éppúgy arra sem jöhetünk rá, mikor lop pénzt a kormány szolgálója.” – A fordító megjegyzése.) Ez természetesen kényelmes érvelés az uralkodók részéről, de egyúttal egy általánosabb igazságot is megfogalmaz: még a parasztok többsége számára is előnyt jelentett, ha olyan államban élhetett, ahol a rend és a törvények uralkodtak. Az Artaszásztra a következőképpen összegzi az uralkodók legfontosabb feladatait: A gazdaságot a földművelés és az állattenyésztés mellett a kereskedelem alkotja. Ez azért előnyös, mert így biztosítható a gabona, az állatállomány, a pénz, az erdők termékei és a munkaerő. Ezáltal ő [az uralkodó] a kincstár és a hadsereg segítségével a hatalma alá vonja saját köreit és ellensége köreit. A vállalkozás lehetőségét és a biztonságot ... a büntetés garantálja [a danda, vagy az uralkodói jogar]; aminek végrehajtója a kormány. A kormány meg akarja szerezni, amit még nem szerzett meg, meg akarja őrizni, amit már megszerzett, gyarapítja a megszerzett javakat, és azokból adományoz az arra méltóknak. Ezen múlik a világ megfelelő működése. A büntetés tehát a három tudásrendszer alapja.7 Nyilvánvaló, hogy mindez a szerzésről szól, az elvonó mechanizmusokról, amelyekkel biztosítani lehet az energia, a munkaerő és a vagyon áramlását a földművesektől, a munkásoktól és a kézművesektől a társadalom uralkodói felé, hogy fenntartsák a stabil állapotot. A kézikönyv nagy része tanácsokat ad az adók beszedéséről, a tisztviselők kiválasztásáról, a hadseregek és a börtönök kialakításáról és ellátásáról, valamint módszereket javasol annak biztosítására, hogy a parasztok a társadalom felvirágzásához elegendő javakat termeljenek. A pontos információk létfontosságúak voltak a javak megszerzéséhez. Sőt a sikeres szerzés több információ birtoklását jelentette, mint amennyi azoknak volt, akiktől az erőforrásokat megszerezték. Ezért az Artaszásztra

legnagyobb részében azt írja le, hogyan kell kiépíteni a kémek hálózatát, vezetni az udvari nyilvántartásokat és számba venni a kormány erőforrásait és eszközeit. A népszámlálások létfontosságúak voltak. Az állami bevételek legfőbb begyűjtője feljegyezte a falvak teljes számát, és a vagyonuk, a gabona, az állatok, a pénz, az erdők termékei és a munkaerő mennyisége, valamint a katonák száma alapján osztályozta őket. A városok vezetőinek azt tanácsolta, hogy „tudják meg az egyes férfiak és nők számát a háztartások minden egyes csoportján belül, társadalmi osztályuk, származásuk, nevük és foglalkozásuk, valamint jövedelmük és kiadásaik szerint.”8 A helyi adószedőknek nyilvántartást kellett vezetniük arról, hány ember tartozott a „gazdák, tehenészek, kereskedők, kézművesek, munkások és rabszolgák csoportjába”. Össze kellett írniuk a kisebb csoportokba tartozókat, így például a bűvészeket, a bordélyházak és kocsmák tulajdonosait, a katonákat, az orvosokat és a tisztviselőket. Más tisztviselők nyilvántartást vezettek a lovakról (koruk, színük, egészségi állapotuk és származásuk szerint), az elefántokról és az egyéb fontos erőforrásokról.9 Az államok, akárcsak az élőlények, összetett és alkalmazkodó rendszerek, így sok közös vonásuk van az élő szervezetekkel, amely hasonlóságokra sok író is felfigyelt. A Leviatán bevezetésében Thomas Hobbes az államot hatalmas szörnyetegként írta le: …ez pedig nem egyéb, mint mesterséges ember, bár természetes mintaképénél … jóval nagyobb méretű és erejű; s benne a szuverenitás a mesterséges lélek … a tisztségviselők, valamint a törvényhozó és végrehajtó hatalom többi képviselői a mesterséges ízületek … az idegek … ereje – valamennyi tagjának jóléte és gazdagsága; feladata – a salus populi (a nép üdve); tanácsadói … az emlékezőképesség; a méltányosság és a törvény – a mesterséges értelem és akarat; az egyetértés – az egészség; a lázadás – a betegség, a polgárháború – a halál. (Vámosi Pál fordítása) Az államok főbb jellemzői valóban bizonyos párhuzamot mutatnak az élő szervezetekkel. Mint az élő szervezetek sejtjeinek, az államoknak is

féligáteresztő határaik vannak, miáltal védett belső régiót hoznak létre. A határokon átáramló dolgok létfontosságúak az állam fennmaradása szempontjából, ezért gondosan ellenőrzik a folyamatot. Az államok „anyagcserét” is folytatnak, ami létrehozza az energia és az erőforrások áramlását, és úgy osztja el azokat, hogy az elitek (a „méltóak”, ahogy az Artaszásztra kifejezi) segítségével folyamatosan biztosítsa az állam működését, vagyis fenntartsa az államot megvédő és irányító hadsereget és a hivatalnoki kart. Az államoknál, mint az élő szervezetek esetében is, az energiaáram végső forrása a fotoszintézis, amely lehetővé teszi a mezőgazdasági termelők számára, hogy begyűjtsék a napfény energiáját. Az államokban, akárcsak az élő szervezetekben, az energia áramlását gondosan kell kezelni. Ha túl kevés az energia, akkor az állam éhezik. Ha túl sok, akkor az alattvalók fellázadnak vagy éheznek, majd az energia és az erőforrások áramlása megszűnik, készleteik elapadnak. Amint az élő szervezetek elektrokémiai megváltozások fenntartásával működtetik az energiaáramlást, az államok a megfelelő változtatásokat meggyőzéssel és kényszerítéssel tartják fenn. A törvényeket, az oktatást és a vallást egyaránt felhasználják arra, hogy meggyőzzék az alattvalókat hatalmuk igazságosságáról. Emellett hadsereget és erőszakszervezeteket is fenntartanak, hogy az embereket engedelmességre kényszerítsék, amikor a meggyőzés eredménytelen marad. Ezért az Artaszásztra a büntetést (a dandát) az államiság alapjaként kezeli. A kényszerítés alapvető fontosságú volt az összes agrárcivilizáció működtetésében, ami segít megmagyarázni a háborúzás fontosságát és azt, miért uralkodik el a fizikai büntetés a társadalom minden szintjén, beleértve a háztartásokat és a családokat is. Az államok – az élő szervezetekhez hasonlóan – nyomon követik a saját erőforrásaikról és az ellenségeikről szóló információkat, hogy folyamatosan alkalmazkodjanak a változó környezethez. A veszélyek és a vagyon áramlásának folyamatos nyomon követése az információ rögzítésének valamilyen módszerét igényli, függetlenül attól, hogy valaki intéző, kém vagy népszámláló. Ez az oka annak, hogy minden államban kifejlődött az írás valamilyen formája, még a dél-amerikai Inka Birodalomban is, ahol csomózott köteleket használtak írásra (kipu, csomóírás vagy zsinórírás). Az

írás mindenütt a politikai szempontból hasznos információk rögzítésére jött létre. Az államoknak szabályaik vannak, mint a sejtekben a genom. Az államokban a szabályokat a törvénykönyvekben, az uralkodók és a helyi tisztviselők közleményeiben rögzítik, kézikönyvekben foglalják össze, amilyen például az Artaszásztra, vagy kőoszlopokra faragják, esetleg az uralkodók és a hivatalnokok kollektív bölcsességében, és a vallási hagyományokba ágyazva őrződik meg. Ha az államokat a politikai szervezetek egyfajta nemzetségének vagy fajtájának képzeljük el, akkor az is érthető, hogy a hagyományos államok időben fejlődtek, amint az uralkodók és a tisztviselők új módszereket sajátítottak el az államvezetésben, és új politikai, katonai és adminisztrációs technológiákat hoztak létre. Valójában az államok és az agrárcivilizációk története több évezreden át hasonlít a bioszféra történetéhez, mivel az államok is új, az ökológiai fülkékhez hasonló réseket foglaltak el, új szabályokat és új politikai technológiákat fejlesztettek ki, miközben néhány állam eltűnt, de új államok jöttek létre. Mivel egyes államok egyre nagyobbak lettek, ezért egyre nagyobb hatalomra tettek szert és egyre több ismeretet halmoztak fel.

Az agrárállamok elterjedése Az államok, mint ahogy a mezőgazdaság is, a világ különböző részein egymástól függetlenül jelentek meg. Nem meglepő, hogy ott alakultak ki, ahol a földművelés már évszázadok vagy évezredek óta virágzott, és elég fejletté vált ahhoz, hogy el tudja tartani a nagyobb népességet, nagy többletet halmozzon fel és fenn tudja tartani a kereskedelmi hálózatokat, valamint a városokat. Ám az államok és a létrejöttükkel együtt járó tartozékaik nem jelentek meg minden földművelő régióban. Egyes területeken, például Pápua Új-Guineában vagy a Mississippi mentén a földműveléssel párhuzamosan nagy falvak alakultak ki, azonban csak gyenge hatalmi formák jöttek létre, mert a mezőgazdaság nem volt elég produktív ahhoz, hogy nagyobb városokat vagy államokat is el tudjon tartani.

Akárcsak a földművelés esetében, az agrárcivilizációk elterjedését a különböző világzónákban szinte ugyanúgy nyomon követhetjük, mint valamilyen fertőző kór terjedését. Ötezer évvel ezelőtt csak Mezopotámiában és a Nílus mentén léteztek államok. Ezek viszont máris egyre sokfélébbek lettek. Mezopotámiában a legkorábbi államok olyan egyedülálló városokon alapultak, amelyek úgy tűnik, állandóan háborúban álltak egymással. A Nílus mentén viszont az első államok talán nagyobbak voltak, a városok pedig kevésbé fontosak. A következő évezredekben, ahogy a népesség nőtt, és az államvezetés gyakorlata fejlődött, a dél-mezopotámiai államok egyre nagyobb hatalmúvá váltak, és egyre nagyobb területeket irányítottak. Négyezer évvel ezelőttre már államok alakultak ki Egyiptomtól délre, Szudánban, a Nílus völgye mentén, valamint az indiai szubkontinens északi részén, az Indus völgyében, Közép-Ázsiában és Észak-Kínában a Sárga-folyó (Huangho) mentén. Ezer évvel később, körülbelül Kr. e. 1000-re, kialakultak az államok a Földközitenger keleti medencéje körül; Dél-Kínában, különösen a Jangce folyó mentén; és Délkelet-Ázsiában. Végül, fontos hatalmi központok alakulhattak ki Európában és Nyugat-Afrikában, amelyek végső soron teljes kiépítettségű államokká fejlődtek. Kétezer évvel ezelőtt az amerikai világzónában is léteztek már államok és agrárcivilizációk, különösen Közép-Amerikában és az Andokban, és ezekben ugyanazok az alapvető anyagcsere-mechanizmusok működtek, mint Afrika és Eurázsia államaiban. Az államok és a birodalmak egyre erősebbé és gazdagabbá váltak. A kormányzási módszerek fejlődésének köszönhetően azonban egyre nagyobb területekre terjesztették ki befolyásukat, és egyre nagyobb és változatosabb populációkat irányítottak. Rein Taagepera észt tudós megpróbálta kiszámítani az államok fennhatósága alá tartozó területek növekedését. Becslése szerint a legkorábbi államok Kr. e. 3000-ben csak a Föld nagyon kis részét foglalták el, talán csak százezer négyzetkilométert (vagyis hozzávetőlegesen annyit, mint Magyarország területe). Kr. e. 2000 és 1000 között az államok területe feltehetően egy vagy másfél millió négyzetkilométerre emelkedett, de ez még mindig a mai államok területe csak körülbelül 1%-ának felel meg. A világ nagy részét még mindig önálló gazdálkodású, földművelő falvak alkották,

illetve vadászó-gyűjtögető közösségek népesítették be. A 4000–3000 évvel ezelőtti évezred (Kr. e. 2000 és 1000 között) arra emlékeztet, hogy az államok elbukhatnak és felemelkedhetnek. Az Indus völgyében, a mai Pakisztánban az államok teljes rendszere felbomlott, csak gazdag régészeti maradványok és rejtélyes írások maradtak utánuk, amelyeket eddig még nem sikerült megfejteni. Kr. e. 1000 után azonban újabb fellendülés következett, és új régiókban új államok jelentek meg, míg a régebbi államrendszerek virágzottak és terjeszkedtek. Az egykor Mezopotámia északi részén elterült asszír birodalom maradványain II. (Nagy) Kurus (Kürosz) perzsa császár Kr. e. 560 körül megalapította az Akhaimenida Birodalmat, amelyet minden bizonnyal az első megabirodalomnak tekinthetünk. Fénykorában talán mintegy hatmillió négyzetkilométer területet tartott ellenőrzése alatt. Két évszázaddal később Észak-Indiában a Maurja Birodalom több mint hárommillió négyzetkilométere terjedt ki, míg Kínában a Han Birodalom olyan nagy volt, mint az Akhaimenida Birodalom. Kétezer évvel ezelőtt, amikor a Római Birodalom és a Han Birodalom virágkorukat élték, az első államrendszerek Közép-Amerikában és az Andokban is kezdtek megjelenni, bár ezek kisebbek és kevésbé népesek voltak, mint az afrikai-eurázsiai világzóna nagy birodalmai. Taagepera becslése szerint kétezer évvel ezelőtt az államrendszerek mintegy 16 millió négyzetkilométer területet irányítottak, vagyis a Föld szárazföldi területének mintegy 13 százalékát. Az államok és a civilizációk elterjedése a kollektív tanulás új formáit ösztönözte, például a technológiák, az áruk, az eszmék, a vallások és a filozófiák terjedését, amelyek a legnagyobb világzónák hatalmas területein terjedtek szét. A népesség, a kereskedelmi rendszerek és az állami rendszerek bővülését nemcsak az élelmiszerek és az energia növekvő áramlása okozza, hanem az innováció is. A változatosabb környezetekben élő embereknek köszönhetően minden korábbinál gyorsabban gyűltek össze az információk és innovációk. Különösen fontosak voltak azok az új technológiák, amelyek felgyorsították az áruk és információk cseréjét, mint például a pénz új formái, a jobb hajók vagy utak. Az afrikai-eurázsiai régió birodalmai nagyszerű útépítők voltak. Az utak végső soron a birodalmak artériái voltak. Az

uralkodók utakat építtettek, így hadseregeik és kereskedőik gyorsabban és messzebbre tudtak eljutni, de futárrendszereket is létrehoztak, hogy gyorsan értesüljenek a lázadásokról vagy az ellenséges fenyegetésekről. A perzsiai Szúzából a mai Epheszosz közelében fekvő Szardeiszig vezető (perzsa) királyi utat az Akhaimenida nagykirály Dareiosz (Dárius) építtette, és Hérodotosz írta le. Az út hossza több mint kétezer-hétszáz kilométer volt, amit az útközben lovakat váltó futárok hét nap alatt tettek meg, míg egy gyalogosnak ugyanez kilencven napba telt volna. Az írás lehetővé tette, hogy az uralkodók fontos információkat tároljanak birodalmukról és alattvalóikról. Az új katonai technológiák, mint például a jobb lószerszámok vagy a tevékre erősített nyergek, az erősebb katapultok vagy a gyorsabb harci szekerek átalakították a háborút, miközben a fejlettebb szárazföldi és tengeri kommunikáció javította a kereskedelmet és megkönnyítette a mezőgazdasági termékek szállítását. Az ókori Sumer Birodalom korától kezdve új fémmegmunkáló eljárások terjedtek el az afroeurázsiai világzónában: először a bronz, vagyis a réz és az ón egy ötvözetének készítésére jöttek rá. Körülbelül háromezer évvel ezelőttől kezdődően a kemencék elég hatékonyak voltak a vas megolvasztásához, ami keményebb a bronznál, és olcsóbb is, mert a vasérc sokkal gyakoribb és könnyebben hozzáférhető, mint az ón vagy a réz ércei. A vaskorban, Kr. e. 1000-től kezdődően fémekből készítették a fegyvereket, a mezőgazdasági eszközöket, a lószerszámokat, a kocsikat és szekereket, de még a közönséges háztartási árukat is, például fazekakat és serpenyőket. A kollektív tanulás átalakította az oktatást, a filozófiai és a tudományos gondolkodást, és ez állt a jelentős államvallások gazdag teológiájának hátterében, amelyek mindegyike beépítette az eredettörténeteket a világról alkotott képébe. A legtöbb állam megpróbálta befolyásolni alattvalói vallási elképzeléseit, ezért templomot építettek és támogatták a papi hivatást. Gyakran üldözték a sámánokat vagy más vallási szereplőket, akik megőrizték a nem hivatalos vallási hiedelmeket és szertartásokat. A legkorábbi államokban a helyi istenségeket imádták, de ahogy az államok egyre nagyobb területekre terjedtek ki, úgy tűnik, isteneik is nagyobb hatalmúak és nagyobb hatáskörűek lettek. A legnagyobb birodalmakban a főistenek megjelenését

látjuk, ilyen volt például a zoroasztrizmusban (zoroasztrianizmus, mazdaizmus) Ahura Mazdá (Ormizd, Ormazd, Ormuzd), aki az Akhaimenida Birodalom legfőbb istene volt. Ezeket az isteneket követőik egyetemes uralkodóknak tekintették, éppúgy, mint ahogy az őket elfogadó birodalmak, amelyek azt állították magukról, hogy az egész ismert világot uralják. A világ legnagyobb vallásai, köztük a judaizmus, a kereszténység és az iszlám, valamint Róma és Görögország vallási hagyományai, a hinduizmus, a buddhizmus és a konfucianizmus, továbbá az amerikai birodalmak vallási hagyományai emberfeletti isteneket tartalmaznak. Az uralkodók és az intézményesített vallási hagyományok vezetői általában szorosan együttműködtek, mert megértették, milyen jelentős szerepe lehet a vallásos hitnek annak a rendszernek a támogatásában, amelynek mindkét réteg élvezte az előnyeit. A rátermett uralkodók gazdagságuk gyarapításának sokféle módját sajátították el. Megpróbálták megvédeni a parasztokat a túlzott kizsákmányolástól, mert megértették, hogy saját gazdagságuk legnagyobb része a földművelő falvakból származik. Veszélyes volt számukra a parasztok túlságosan erős elnyomása, emellett azt is belátták, hogy érdemes megvédeni őket az ellenséges hadseregektől vagy a túl mohó földesuraktól, sőt a gabonatárolókban felhalmozott készletekből célszerű támogatni őket, amikor gyenge volt a termés. Amint az Artaszásztra rámutatott, minden állam gazdasági alapját a parasztok képezték, így a bölcs uralkodók azt akarták, hogy a parasztoknak jó sora legyen. A tehetséges uralkodók a nemzetközi kereskedelmet is ösztönzik, annak érdekében, hogy ritka és értékes, stratégiai jelentőségű termékekhez jussanak hozzá, például a gazdagok értékes ékszereket vagy selymeket vásárolhassanak, a bronz készítéséhez ónt, vagy akár a városlakók táplálására gabonát szerezzenek. Sokan emberekkel is kereskedtek, a munkásokként, szolgákként és katonákként foglalkoztatott rabszolgák adásvétele a sztyeppéken, valamint a Földközi-tenger keleti medencéje és Közép-Ázsia hatalmas rabszolgapiacain egyaránt virágzott. Azok az uralkodók, akik a legnagyobb hasznot húzták a kereskedelemből, piacokat és karavánszerájokat építtettek, védelmezték a kereskedőket, valamint utakat, vízi utakat és kikötőket létesítettek, hogy áruik minél

gyorsabban és minél messzebbre eljussanak. Az államokhoz hasonlóan, a kereskedelmi hálózatok is egyre kiterjedtebbé váltak. Négyezer évvel ezelőtt Mezopotámia városállamai már Indiával, Egyiptommal és Közép-Ázsiával kereskedtek, míg Közép-Ázsia egyes részei kereskedelmi kapcsolatban álltak Kínával. Kétezer évvel ezelőtt ezek a hálózatok nagy mennyiségű árut szállítottak, többek közt selymeket, pénzérméket, üvegárukat és fűszereket, tevékenységük a selyemúton és az Indiai-óceán tengeri útvonalain keresztül Afro-Eurázsia egészére kiterjedt. Ezek a nemzetközi kereskedelmi hálózatok azonban olyan dolgokat is szállítottak, amelyekre senki sem vágyott, köztük olyan betegségek kórokozóit, mint a himlő és a pestis. A járványok, például az, amelyik I. Jusztinianusz (Justinianus) bizánci császár uralkodása idején, körülbelül ezerötszáz évvel ezelőtt pusztított, megmagyarázzák, miért lassult a népesség növekedése ezer-kétezer évvel ezelőtt Afro-Eurázsia sűrűn lakott területein. Kétezer évvel ezelőttre Afrikában és Eurázsiában nagy birodalmak alakultak ki. Idetartozott a Római Birodalom mellett a Szászánida (Újperzsa), a Kusán, a Maurja és a Han Birodalom. Közöttük sok kisebb, félig függő állapotban lévő állam is működött. A következő évezredben, kétezer-ezer évvel ezelőtt, néhány nagyobb birodalom összeomlott, köztük a két legnagyobb, a Római és a Han Birodalom. A járványok és a császári hatalom hanyatlása csaknem egy évezreden keresztül lassították a növekedést. Ezer évvel ezelőtt azonban a növekedés újabb jelei mutatkoztak. A falvak, a városok és a kereskedelmi hálózatok az addig csak gyéren lakott területeken bővültek, így Dél-Kínában, Észak-Európában és Afrikában. Talán mind közül a legmegdöbbentőbb annak az új politikai rendszernek a felemelkedése volt, amely egy új világvallás, az iszlám megjelenésével társult, a Kr. u. VIII. században. Négy évszázaddal később, a XIII. század elején, Dzsingisz kán vezetésével a pásztorkodó nomádok létrehozták a Mongol Birodalmat. Bár még egy évszázadon át sem állt fenn, mégis ez volt a legnagyobb birodalom, amely eddig létezett, és az első, amely Koreától Kelet-Európáig Afro-Eurázsia jelentős területeire kiterjedt. Amerikában az első igazi államrendszerek körülbelül kétezer évvel ezelőtt jelentek meg, Közép-Amerikában és az

Andokban. Sok amerikai állam, például a majáké, egyetlen városon alapult, ahogy például a sumeri városállamok háromezer évvel korábban. A Mongol Birodalom korára Amerikában is kialakultak azok a birodalmi rendszerek, amelyek számos várost és nagy területet irányítottak. Idetartoztak az Azték és az Inka Birodalmak elődei.

A változás mérése az emberi történelem agrárkorszakában Az agrárkorszakról – először a történelemben – már annyi információ áll rendelkezésünkre, hogy megpróbálhatjuk számszerűsíteni az emberi történelem néhány alapvető változását. Megpróbálhatjuk megbecsülni az energia alkalmazását az emberi társadalmakban, és megítélni, hogyan kapcsolódott össze az energia felhasználása és a növekvő komplexitás az emberi történelemben, ahogyan azt a csillagok és a bioszféra történetében is láttuk. A Függelékben található számok nagyon hozzávetőleges támpontot adnak az energiának az emberi történelemben betöltött szerepéről és az emberi életre gyakorolt hatásáról. A számok természetesen csak tájékoztató jellegűek, ám a leggondosabb becsléseken alapulnak, amelyek az emberi történelem nagy horderejű változásaira vonatkoznak. Az általuk kirajzolt történet azonban fontos, és segíthet megérteni az emberi történelem fő vonulatát. Az előző fejezetben azt láttuk, hogy a paleolitikumban az emberi népesség nőtt ugyan, de nagyon lassan: a legutóbbi jégkorszak utolsó húszezer évében, talán negyedmillió fővel évezredenként. A Függelék B oszlopában található számok azt mutatják, mennyire felgyorsult a népesség növekedése a földművelés megjelenését követően. Ötezer évvel ezelőttre a tízezer évvel ezelőtti szinthez viszonyítva az emberi populáció létszáma megnégyszereződött, majd ehhez képest kétezer évvel ezelőttre a tízszeresére nőtt. Eszerint a tízezer évvel ezelőtti emberi népességhez képest kétezer évvel ezelőttre az emberi populáció létszáma körülbelül a negyvenszeresére nőtt. Ez átlagosan huszonötmillió fős gyarapodást jelent évezredenként, ami százszoros növekedési ütem a késő paleolitikum átlagához képest.

Ezt a gyors népességnövekedést a fajunk energiafogyasztásának hatalmas növekedése tette lehetővé (C oszlop). Kétezer évvel ezelőtt az emberek hetvenszer annyi energiát használtak, mint amennyit az utolsó jégkorszak végén. Ez a hatalmas, a földművelésnek köszönhető energiabőség volt az alapja a népesség növekedésének, továbbá ez fedezte az entrópia különböző komplexitási adóit, valamint a gazdagok és a hatalom birtokosainak vagyonát. Alig tapasztaljuk viszont bármilyen jelét annak, hogy mindez javította az emberek többségének életét. Az energiabőség nagy része a népesség növekedését fedezte. Ám nem teljes egészében, mert ahogyan a D oszlopban látjuk, ötezer évvel ezelőtt a felhasznált energia egy főre jutó mennyisége enyhén növekedni kezdett. Nem tudjuk pontosan mérni, hogyan osztották fel a többletenergiát, de annak alapján, amit az agrártársadalmak fejlődéséről tudunk, a felhasználás legfontosabb módjait körvonalazhatjuk. Az energiát először is a komplexitás növelésére fordították. A Függelék F oszlopa a komplexitás növekedésének nagyon durva becslését mutatja, abból a feltételezésből kiindulva, hogy a legnagyobb városok mérete jelzi annak az emberi képességnek a mértékét, amelyre az összetett társadalmi és technológiai struktúrák létrehozásához és fenntartásához szükség lehetett. Elvégre a városok működése, akárcsak általában maguké a civilizációké, jelentős mértékben függ attól, mekkora szervezési erőt és anyagi forrást fordítanak épületek, utak, öntözőcsatornák, paloták és templomok építésére, illetve a hivatalnoki réteg, a rendőrség, a piacok és a hadsereg fenntartására. Ezeket a kiadásokat az entrópiának fizetett komplexitási adó részének tekinthetjük. Az entrópia számára egyfajta hulladékadót is fizetni kellett. Ez azt az energiát jelentette, amelynek felhasználása senkinek a javát sem szolgálta – idetartozik például a háborúkban és a természeti vagy járványügyi katasztrófákban elvesztett energia. Tudjuk, hogy a földművelésből származó extra energia egy részét az elit életének javítására fordították, amely csoportba a legtöbb agrárcivilizációban a népesség mintegy 10 százaléka tartozott. Az elitek birtokában nagy vagyonok voltak, és az is valószínű, hogy még a várható élettartam lassú emelkedése (E oszlop) is nagyrészt a hatalom birtokosaira és gazdagokra

vonatkozott. Tehát a mezőgazdaságból származó energiabőség legalább egy része néhány ember életének jobbá tételét szolgálta. Mindezen kiadások után azonban kevés forrás maradt a lakosság többi része életszínvonalának emelésére. Éppen ezért minden meglévő bizonyíték arra utal, hogy bár az emberek bizonyára élvezték az alkalmi luxust, az idő legnagyobb részében a legtöbb ember az egész agrárkorszakban a létfenntartáshoz szükséges szint közelében élt. Thomas Piketty francia közgazdász becslése szerint 1900-ban a legtöbb európai országban a lakosság 1 százalékának birtokában volt a nemzeti vagyon mintegy 50 százaléka, a lakosság 10 százaléka pedig a nemzeti vagyon 90 százalékát mondhatta magáénak. A lakosság további 90 százalékának a nemzet vagyonának mindössze 10 százaléka jutott. Akkor valójában nem létezett a fogalom mai értelmében vett középosztály, mert „a vagyon nagysága szerinti középső 40 százalék csaknem ugyanolyan szegény volt, mint az alsó 50 százalék. Az emberek túlnyomó többségének gyakorlatilag semmije sem volt, míg a társadalom vagyonának oroszlánrészét egy szűk kisebbség birtokolta.”10 Ha a vagyonnak ez az eloszlása a legtöbb agrárcivilizációra jellemző volt, akkor ez alátámasztja azt az általános következtetést, miszerint a mezőgazdaságból származó energiabőség az emberek legfeljebb tizedének javította az életét. Ez azonban biztosan a legtöbb „aranyláz” esetében így történt. A gazdagság még szélesebb körű elterjesztéséhez újabb energiabőségre lesz szükség, amely még látványosabb, mint a földművelésből származó. A következő fejezet azokat a változásokat írja le, amelyek előkészítették a nyolcadik küszöb átlépését, vagyis azt a küszöböt, amely megalapozta mai, energiában meglepően gazdag világunkat.

10. FEJEZET

KARNYÚJTÁSNYIRA A MAI VILÁGTÓL Amerikának és a Jóreménység-fok mellett Kelet-Indiába vezető átjárónak a felfedezése az emberiség történetének két legnagyobb és legfontosabb eseménye volt. … Azzal, hogy bizonyos mértékben a világ legtávolabbi részeit egybekapcsolták, hogy lehetővé tették kölcsönös szükségleteik kielégítését és egymás tevékenységének ösztönzését, hogy fokozták egymásnál az élet kellemességeit, az látszik, hogy hatásuk általában üdvös. Az őslakókra nézve azonban mind Kelet-, mind Nyugat-Indiában mindaz a kereskedelmi előny, amit ezek a fölfedezések eredményeztek, eltörpülnek és elvesznek az ebből reájuk szakadt borzasztó szerencsétlenségben. – ADAM SMITH: VIZSGÁLÓDÁS A NEMZETEK JÓLÉTÉNEK TERMÉSZETÉRŐL ÉS OKAIRÓL

(Éber Ernő fordítása) Azt adom el, uram, amire az egész világ vágyik – ERŐT. – MATTHEW BOULTON, JAMES WATT TÖKÉLETESÍTETT GŐZGÉPÉNEK FŐ BEFEKTETŐJE

A növekvő komplexitás korábbi küszöbeit leírva bemutattunk néhány észszerű megfontolást azokról a Goldilocks-feltételekről, amelyek e küszöbök átlépését lehetővé tették. Ahogy közeledünk napjaink világához, sokkal pontosabban láthatjuk, miként halmozódtak fel az új Goldilocksfeltételek, végső soron előkészítve az utat az innovációk megdöbbentő özönéhez, amelyek kialakították mai világunkat, az antropocén világát.

A világ hatszáz évvel ezelőtt Az utolsó jégkorszak végén az emberiség lélekszáma körülbelül ötmillió fő volt, ami Kr. u. 1400-ra a százszorosára nőtt, vagyis akkor már közel ötszázmillió ember élt a Földön. Még mindig léteztek a nagy régiók, Ausztrália, Afrika egyes részei, Eurázsia középső területei és Szibéria, valamint a két Amerika, ahol a népesség kicsi volt, az emberek pedig többnyire gyűjtögetésből és vadászatból, állattartásból, vagy nomád pásztorkodásból éltek. A legtöbb ember azonban akkor már az agrárcivilizációkban élt, ezért életük közvetlenül vagy közvetve a földműveléstől függött. Valójában a legtöbb ember földműves volt. A világ sok részén elterjedtek a földművelők, ugyanúgy, ahogyan tízezer évvel korábban egyes régiók telítődtek a gyűjtögető-vadászó életmódot folytató emberekkel. Még a Csendes-óceán térsége is benépesült, amint a polinéz tengerészek elindultak veszélyes vándorútjaikra, amelyek során a csendesóceáni térség legtöbb részére eljutottak. Új-Zélandot (Aotearoa) a csendesóceáni térség legnagyobb megművelhető földterületét hétszáz évvel ezelőtt népesítették be. Ahogy nőtt az emberiség létszáma, úgy fokozódott a nyomás, hogy keressenek új földeket és új erőforrásokat, vagyis a gazdagság új forrásait. A szibériai vadászó-gyűjtögető közösségeket és a rénszarvaspásztorokat egyre nagyobb nyomás alá helyezték az adószedők, a prémkereskedők, az egyéb kereskedők és nomád pásztorok, hogy ejtsék csapdába az állatokat, és adják el a szőrméket, a rozmárok agyarát és a különféle erdei termékeket. Ausztráliában, ahol nem voltak agrárállamok, amelyek újabb erőforrások feltárására ösztönözték volna az embereket, a népesség növekedése a termelés növelésére kényszerítette az embereket. A termékeny régiókban, mint például a mai Sydney környékén, a lakosság növekedésével együtt a törzsi területek csökkentek, a helyi közösségek pedig speciálisabb és intenzívebb technológiák kifejlesztésére kényszerültek. Sydney kikötőjében az utóbbi évszázadokban a nők a lángfa kérgéből készített zsinórt és a turbán kagyló házából faragott speciális horgokat használtak, amelyek lehetővé tették számukra, hogy mélyebb vizeken is foghassanak halat. Éjjelente

fakéregből készített kenuból (nowie, nawi) halásztak, amelyben tüzet gyújtottak, hogy magukat és a mellükön tartott csecsemőiket melegen tartsák. 1770-ben a Cook kapitány expedícióján részt vevő Joseph Banks megpillantotta a Sydney melletti Botanika-öblöt, tele a kenuk villódzó fényeivel.1 Ausztrália néhány régiójában félig állandó falvak létesültek, és kialakultak a földművelés kezdetei. Néhány nagyobb csendes-óceáni szigeten, mint például Hawaiin, Tongán és Új-Zélandon, a mezőgazdaság termelékenysége lehetővé tette, hogy kisebb városok és államok jöjjenek létre. Közép-Amerikában és az Andokban a mezőgazdaság elég nagy régiókra terjedt ki ahhoz, hogy ne csak nagy államokat, hanem az első amerikai birodalmi rendszereket is fenn tudják tartani. Az Azték Birodalom központi térsége, amely gyorsan fejlődött a XV. században, a mai Mexikó területén helyezkedett el. Fővárosa, Tenocstitlan (Tenochtitlán), ott volt, ahol ma Mexikóvárost találjuk. Kortársa, az Inka Birodalom, az Andok lejtőin terült el, a mai Ecuador és Peru területén. Az inkák fővárosa, Cuzco (Cusco), a mai Peru délkeleti részén állt. A népesedési nyomás és az új erőforrások mobilizálása érdekében folyó verseny az afro-eurázsiai térségben volt a legszembetűnőbb, hiszen ez volt a világzónák közül a legrégebbi, a legnagyobb, a legnépesebb és leginkább sokszínű. Miközben egyre több energiát és erőforrást kerestek, az uralkodók, a vállalkozók és a földre éhes parasztok új termőföldekért versenyeztek, és a gazdagság új formáit keresték, beleértve a szőrméket, a fűszereket és a különféle ásványokat.2 Szükség esetén mindig hajlandók voltak kiszorítani valamely területről a vadászó-gyűjtögető csoportokat. Ez a nyomás arra késztette a parasztokat, hogy letelepedjenek a korábban lekicsinylően megvetett földeken, például Skandinávia északi részén, vagy a mai Ukrajna és Oroszország egyes részein, a száraz eurázsiai sztyeppék peremén. A mobilizációs nyomás megerősítette és változatosabbá tette a kereskedelmi hálózatokat Afrika és Eurázsia területén. Nemcsak ezek mérete nőtt meg, hanem a kicserélt áruk és eszmék értéke és sokfélesége is, amelyek a selyemút mentén vagy az Indiai-óceán tengeri útvonalain gazdát cseréltek. 1400-ban az emberek, a városok és a megművelt földterületek koncentrált sávja az Atlanti-óceántól a Földközi-tenger mindkét oldalán, Perzsián és

Közép-Ázsián keresztül Indiáig, Délkelet-Ázsiáig és Kínáig nyúlt. A leggazdagabb és legnépesebb birodalom 1500-ban a Ming-dinasztia uralta Kína volt. A XV. század elején Ming Jung-lö kínai császár hatalmas flottákat indított útnak egy muszlim eunuch, Cseng Ho vezetésével, azzal a feladattal, hogy hajózzanak el az Indiai-óceánon Indiába, Perzsiába és Kelet-Afrika gazdag kikötőibe. Cseng Ho hajói a legnagyobbak és a legmodernebb voltak, amelyeket valaha is építettek, utazásaik pedig a küszöbönálló globalizáció előfutárai voltak. De 1433 után az új császár, a Ming-dinasztiába tartozó Hung-hszi leállíttatta ezeket az expedíciókat. Kína gazdag és meglehetősen önellátó volt, ezért Cseng Ho expedícióinak csekély volt a kereskedelmi értéke. Emellett felderítőútjai rendkívül drágák voltak. Ezért az új császár és tanácsadói úgy döntöttek, hogy az azokra fordított pénzt jobban is fel lehetne használni, például inkább megvédenék a birodalom északi határait a betolakodó nomád pásztorok támadásaitól. A kevesebb erőforrással rendelkező, és kisebb népességű államok uralkodóinak több okuk is volt arra, hogy országuk határain túl is keressék a gazdagságot. A XVI. században különösen gyorsan terjeszkedett a Moszkvai Fejedelemség fiatal birodalma. Kormányai erődvonalakat építettek, amelyek az állam határait dél felé tolták, a Fekete-tengertől északra fekvő, termékeny, de száraz füves puszták irányába, illetve délkelet felé, ahol a selyemút középázsiai piacai helyezkedtek el, és kelet felé, a szőrmékben és ásványi kincsekben gazdag Szibéria irányában. Az Oszmán Birodalom volt a muzulmán világ leghatalmasabb birodalma. A XVI. századra a birodalom elért Délkelet-Európába, kiterjedt Mezopotámiára és Észak-Afrikára. Miután 1517-ben meghódították Egyiptomot, ellenőrzésük alatt tartották az India térségéből a Földközi-tenger és Európa felé irányuló, jövedelmező kereskedelmet. Ugyanabban a században egy rivális muszlim birodalom alakult ki az indiai szubkontinensen: a Mogul Birodalom, amelyet Bábur, a korábbi mongol császár, Dzsingisz kán leszármazottja alapított. Afrikában a Szaharától északra, a Nílus mentén és Nyugat-Afrikában, valamint a keleti parton hatalmas államok és birodalmak jöttek létre, elszórtan gazdag kereskedővárosokkal. Európa az eurázsiai kontinens nyugati szélén feküdt, messze a Földközi-tengeren és az Indiai-óceánon átáramló, gazdag

kereskedelmi forgalomtól. Ezt a kereskedelmi útvonalat Velencének sikerült megcsapolnia, bár ez nem volt könnyű feladat. 1500-ban Európa legerősebb birodalma a Német–Római Császárság volt, államok, püspökségek és házasságokkal összekapcsolt hercegségek ingatag együttese, amely Ausztriától, Németországon keresztül, Hollandiáig és Spanyolországig terjedt. 1400-ban a világ még mindig különálló világzónákra oszlott, amelyek között nem volt jelentős kapcsolat. De a növekvő népesség mobilizációs nyomása gondoskodott arról, hogy előbb-utóbb áttörjék a világzónákat egymástól elválasztó óceánok gátját. Egyelőre nem lehetett tudni, ki és mikor fogja ezt megtenni, bár az erőteljes mobilizációs nyomás az afro-eurázsiai zónában rendkívül mértékben valószínűsítette, hogy az áttörés ebből a zónából indul majd ki. 1492-ben végül átszelte a két legnagyobb világzónát egymástól elválasztó óceánt az az expedíció, amelyet egy genovai tengerész, Kolumbusz Kristóf vezetett. Kolumbusz meggyőzte Spanyolország uralkodóit a sejtéséről, miszerint az Atlanti-óceánon keresztül létezik egy gyorsabb út Európából a kelet-ázsiai gazdag piacokig. A következő három évszázadban az Ausztrálázsiát és a Csendes-óceáni övezetet elválasztó membránokat is áttörték, így először az emberiség történetében, megkezdődhetett az információk, eszmék, áruk, emberek, technológiák, vallások, sőt betegségek egész világra kiterjedő cseréje. A változás jelentős átalakulásokat eredményezett. Mióta a lemeztektonika kétszázötvenmillió évvel ezelőtt létrehozta a Pangea egységes szuperkontinensét, most először tudtak a gének, a szervezetek, az információk és a betegségek egyetlen globális rendszeren belül áramolni. A világtörténész Alfred Crosby ezt az ökológiai forradalmat „kolumbuszi csereként” írta le, és bebizonyította, hogy globalizáció éppolyan mértékben alakította át a bioszférát, mint magát az emberi történelmet.3 A Kommunista kiáltványban, Marx és Engels kifejtették, hogy ezek a változások indították útjára a modern kapitalizmust. Amerika felfedezése, Afrika körülhajózása új teret nyitott a

felemelkedő burzsoáziának. A kelet-indiai és kínai piac, Amerika gyarmatosítása, a gyarmatokkal folytatott csere, a csereeszközök és egyáltalában az áruk gyarapodása – mindez eddig soha nem ismert lendületet adott a kereskedelemnek, a hajózásnak, az iparnak, és ezzel előidézte a széthulló hűbéri társadalom forradalmi elemének gyors fejlődését. (Nyilas Vera fordítása) Annyira erős volt a különböző világzónák mindössze néhány évszázadon belül végbemenő összekapcsolása okozta megrázkódtatás, hogy ezáltal az emberi társadalmak átlépték a növekvő komplexitás nyolcadik küszöbét. A változás gyors volt, mert az egész világra kiterjedően történt. A múltban a kollektív tanulás helyi vagy regionális szinten működött, ezért tízezer évbe telt, mire a földművelés elterjedt az egész bolygón. A globális hálózatok világában csak néhány évszázadot vett igénybe, hogy a Föld nagy része átalakuljon. Ez olyan horderejű változás volt, mint mindaz, ami a bioszféra teljes négymilliárd éves történetében bekövetkezett. Az emberek hirtelen a gondolkodás egyetlen szférájába, a nooszférába összekapcsolva találták magukat. A XX. századra a nooszféra felforgató erővé vált, amely változásokat idézett elő az egész bioszférán belül.

Az egyetlen világrendszer létrejötte Az európai tengerészek voltak az elsők, akik összekapcsolták egymással a világzónákat. Ez az egyszerű tény több évszázadon át óriási előnyt jelentett az európai uralkodók és vállalkozók számára, mivel Európa, amely korábban messze volt a gazdagság és a hatalom nagy csomópontjaitól, most átvette az irányítást azon kapuk fölött, amelyeken a gazdagság és az információk az emberi történelemben legnagyobb áramlása áthaladt. Az európai tengerészek azért törtek át a másik világzónákba, mert egyébként nem fértek hozzá egykönnyen Dél- és Délkelet-Ázsia gazdag piacaihoz. Ez azt jelentette, hogy kockázatot kellett vállalniuk, ha részesedni akartak a nyereségből. Az volt a legfontosabb, hogy meg kellett kerülniük az

oszmán kereskedőket, akik a mediterrán térséget uralták. Ez az egyik oka annak, amiért a XV. század közepén a portugál kormányok ágyúkkal felfegyverzett, mozgékony karavellákat indítottak útnak Afrika nyugati partja mentén. A karavellák háromszögű vitorláját az iszlám típusok ihlették, iránytűik és ágyúik kínai találmányokon alapultak, ami önmagában is jól példázza az afro-eurázsiai világzóna területén felhalmozódott szellemi szinergiákat. Az 1450-es évekre a portugál hajósok már nyereséges tengeri kereskedelmet folytattak a Mali Birodalommal, ahonnan aranyat, gyapotot, elefántcsontot és rabszolgákat szállítottak – ezeket az árucikkeket korábban a Szahara szárazföldi útvonalain tevekaravánok vitték Európába. Ezek a szerény sikerek a riválisokat is ösztönözték. Egyikük a genovai tengerész, Kolumbusz Kristóf volt. Kolumbusz meggyőzte a spanyol uralkodókat, II. Ferdinánd aragóniai királyt és I. (Katolikus) Izabella kasztíliai királynőt, hogy támogassák őt egy közvetlen, az Atlanti-óceánon keresztül nyugat felé, Ázsiába vezető útvonal felderítésében. Tévesen azt hitte, hogy az Atlanti-óceánon keresztül Kína sokkal közelebb van, mint azt sokan mások gondolták. Ferdinándnak és Izabellának tetszett a kockázatos ötlet, mert tudták, hogy ha Kolumbusznak igaza van, akkor elképesztő nyereségre tennének szert. 1492. október 12-én Kolumbusz hajói elérték a Bahamák egyik szigetét, amelyet San Salvadornak nevezett el. Kolumbusz élete végéig biztos volt abban, hogy Ázsiába, vagyis Indiába érkezett, ezért nevezte indiánoknak az embereket, akikkel ott találkozott. Ez az, amiért zavarba ejtette őt az emberek meztelensége és a látszólagos szegénysége,4 a kimonók és selyemruhák hiánya. A foglyul ejtett őslakosok elvezették őt Kubába, ahol egy kevés aranyat is talált, ami azonban elég volt ahhoz, hogy meggyőzze Ferdinándot és Izabellát további útjai finanszírozásáról. Kolumbusz útjai elsőként teremtettek rendszeres kapcsolatot az amerikai és az afro-eurázsiai világzónák között. 1498-ban, mindössze hat évvel Kolumbusz első transzatlanti utazását követően, egy portugál hajóskapitány, Vasco da Gama bebizonyította, hogy Délkelet-Ázsiába Afrika déli csúcsát körülhajózva is el lehet jutni. Az Indiai-óceán nem egy hatalmas, zárt tó volt, mint ahogyan azt korábban sokan feltételezték. A különböző világzónák lakói közötti első találkozások közül sok, vagy

talán a legtöbb erőszakosnak, kaotikusnak és pusztítónak bizonyult. Ebben közrejátszott az idegenek gyanakvása. Hozzájárult azonban emellett számos további különbség, az eltérő népsűrűség, technológia, a társadalmi és katonai szervezet mintái, sőt a betegségekkel szembeni évezredek alatt felhalmozódott ellenállás is. Voltak nyertesek és vesztesek, és a vesztesek számára a találkozás végkimenetele gyakran végzetes lehetett. Az első oxigénlégkör megjelenéséhez vagy a dinoszauruszok hirtelen kipusztulásához hasonlóan, ez is azt példázta, amit Joseph Schumpeter osztrák közgazdász teremtő rombolásnak nevezett – a régi folyamatos, gyakran erőszakos felváltása az újjal, amit Schumpeter a modern kapitalizmus lényegének tekintett. Sok társadalom romba dőlt, és sok élet tönkrement. De emellett jelen volt a teremtés is, mert a globális cserét biztosító első hálózatok puszta léptéke az egész bolygóra kiterjedően serkentette a kollektív tanulást. Ez szabadította fel az információ, az energia, a vagyon és a hatalom hatalmas áramlását, ami végül világszerte átalakította az emberi társadalmakat. A változás majdnem minden előnyét azok az Afro-Eurázsia nyugati szélén elhelyezkedő, erőforrásokra éhes államok és birodalmak élvezték, amelyek hajói először törték át a világzónák közötti gátakat. Ezeket az előnyöket a zsákmány fölött érzett örömmel és kíméletlen hatékonysággal aknázták ki. Kolumbusz első útját követően, ötven éven belül a portugálok felfegyverzett karavelláik támogatásával erődítményeket építettek, amelyeket erős kereskedelmi birodalommá kapcsoltak össze az Indiai-óceánon. A kereskedők és a tengerészek hatalmas kockázatot vállaltak, de a potenciális nyereség is hatalmas volt. Amerikában a spanyol konkvisztádorok, például Hernán Cortés és Francisco Pizarro, uralmuk alá hajtották az aztékok és inkák gazdag civilizációit. Ezt csupán kis hadseregekkel tették, kihasználva a mindkét birodalmon belül meglévő politikai megosztottságot. A pusztításban az európai betegségek is segítségükre voltak. A himlő következtében például Amerika jelentős birodalmai lakosságának 80%-a meghalt, ami tönkretette az ősi társadalmi struktúrákat és hagyományokat. Bár ezért mások drága árat fizettek, a konkvisztádorok ténylegesen megkaparintották az aranyat, miáltal gazdaggá tették saját magukat és hazájuk társadalmát. Amerikában a spanyol hódítók többet találtak, mint csupán az aranyat és

az ezüstöt. Termőföldet is találtak, ahol olyan növényeket lehetett termeszteni, mint a cukornád, amelyre Európában óriási és egyre növekvő igény mutatkozott. A spanyolok (beleértve Kolumbusz saját rokonait is) a Kanári-szigeteken már megmutatták, hogyan lehet olcsón cukrot termelni a rabszolgákkal megművelt ültetvényeken. Ezeknek az ültetvényeknek a haszna éreztette, mekkora nyereséget lehet elérni Amerikában, gyakran a legbrutálisabb erőszakot alkalmazva. Az 1540-es években Potosíban, a mai Bolívia területén a spanyol kereskedők óriási ezüstlelőhelyet találtak. Először hagyományos rendszerben, az inkáktól örökölt kényszermunkásokkal aknázták ki a kincset. A halálozási arány azonban olyan magas volt, hogy hamarosan Afrikából kezdtek rabszolgákat hozni. Öszvérkaravánok szállították az ezüstöt a mexikói kikötővárosba, Acapulcóba, ahol az ezüstből pesót vertek, így ez lett a világ első globális valutája. Sok peso áramlott az Atlanti-óceánon át Európába, ahol fenntartották a helyi gazdaságokat, a spanyol kormány pedig a holland vagy a német hitelezők felé fennálló tartozásaik kifizetésére használta az ezüstpénzt. A Manila galleonoknak nevezett kereskedelmi hajóflottájukkal a spanyolok a Csendes-óceánon keresztül is szállítottak pesót, az irányításuk alatt álló Manilába. Ott a spanyol kereskedők és tisztviselők az ezüstöt kínai selyemre, porcelánra és egyéb árukra cserélték, amelyeket kínai kereskedők szállítottak oda. Ezeket azután a spanyolok Amerikában és Európában hatalmas nyereséggel adták tovább. Ez klasszikus arbitrázs-kereskedelem volt. A kereskedők ott vásároltak, ahol a legolcsóbb az áru, és ott értékesítették, ahol a legjobb áron tudták eladni, így hatalmas hasznot zsebeltek be, mert a termelési költségek és az eladási árak közötti különbség rendkívül nagy lehetett a világ első globális piacán. A virágzó kínai gazdaságnak ezüstre volt szüksége, ezért nagyra értékelték a nemesfémet, így az ezüst ára Kínában kétszer akkora volt, mint Európában, miközben Amerikában a rabszolgákkal végeztetett termelés költsége alacsony maradt. Ezzel szemben Kínában gyakori volt a jó minőségű selyem, ami viszont a ritka és rendkívül értékes árucikkek közé tartozott Európában. Mindaddig, amíg hajóik elkerülték a hajótörést és a kalózokat, az európai kereskedők és támogatóik az első globális (világpiaci) cserekereskedelmben

az olcsó előállítást és drága eladást kihasználva, hatalmas nyereséget tudtak elérni. Amit a portugálok és a spanyolok elkezdtek, a hollandok és az angolok a XVII. században folytatták, megkaparintották Ázsiában a portugál erődöket, a Karib-térségben és Észak-Amerikában kezdtek belebeleharapdálni a spanyol és portugál kolóniákba. Az információ a vagyonnal együtt áramlott, miközben ugyanolyan fontosnak bizonyult, mint maga a vagyon. Miután Johannes Gutenberg feltalálta a nyomtatás hatékony módszerét, a XV. század közepén megnőtt az új információk áramlásának hatása. Csaknem tizenhárommillió kötet könyvet nyomtattak ki 1450 és 1500 között, majd 1700 és 1750 között több mint háromszázmilliót.5 A könyvek és a bennük tárolt információ megszűnt ritka és drága luxusnak számítani, ehelyett a művelt emberek ezekhez bármikor hozzáfértek. És éppúgy, ahogyan az arbitrázs nyeresége az európai kereskedelmet serkentette, az információk hatalmas, új áramlása az európai tudomány és technológia fejlődését segítette. Az európai hajósok új kontinenseket és szigeteket fedeztek fel, új csillagképeket pillantottak meg a déli égbolton, és olyan népekkel, vallásokkal, államokkal, növényekkel és állatokkal találkoztak, amelyeket soha nem említettek az ősi szövegekben. Az új információk cunamija megrázta az oktatást, a tudományt, de még a vallást is egész Európában, mert ez volt az a régió, ahová az új információk először eljutottak, és ahol a leggyorsabban áramlottak. Ez az információ arra késztette az európai tudósokat, hogy megkérdőjelezzék az ősi tudomány tanait, sőt még magát a Bibliát is. Elkezdték aláásni a hagyományos eredettörténeteket. A XVI. századi Angliában Francis Bacon azzal érvelt, hogy a tudomány és a filozófia már nem támaszkodhat elsősorban az ókori szövegekre, hanem aktívan keresnie kell az új ismereteket, ahogyan az európai hajósok is tették: „A távoli utazások révén, amelyek korunkban gyakoriak lettek, feltárult előttünk a természet sok újdonsága, és olyan dolgokat fedeztünk fel, amelyek új megvilágításba helyezhetik a filozófiát.”6 „Létezik a titkok Amerikája – írta Joseph Glanvill 1661-ben –, és a természet ismeretlen Peruja”, amelynek felfedezésére még várnunk kell.7 Mint David Wootton, a tudományos forradalom modern történésze

megfogalmazza: „a felfedezés ötlete ... előfeltétele a tudomány feltalálásának.”8 Magát a világot tanulmányozzátok, ne pedig azt, amit a világról mondtak. Sajátítsátok el, hogyan kell „neki engedelmeskedve meghódítani a természetet” – mondta Bacon. Ez jobbára a modern tudomány és technológia „kézműves” szellemét tükrözi. A XVII. században sok tudós kezdte megérteni, hogy szellemi, valamint földrajzi és kereskedelmi forradalmat is átélnek, az új tudás pedig egyre növeli a természeti világ fölött gyakorolt emberi erőt. „Ami a munkánkat illeti, mindannyian egyetértünk abban – írta a Royal Society egy tagja 1674-ben –, ...hogy nem egy régi ház falait festjük fehérre, hanem újat építünk.”9 A XVIII. században a felvilágosodás korának európai gondolkodói kezdték észrevenni az új ismeretekben a célt, az értelmet és a „haladást”. Az az elképzelés, miszerint az embereknek át kell alakítani és „tökéletesíteni” kell a világot, kezdte átformálni a tudományt, az erkölcsöt, a közgazdaságtant, a filozófiát, a kereskedelmet és a politikát. A gondolkodás világa is átalakult. David Wootton szemléletesen írja le a változást. Shakespeare korában még a legműveltebb európaiak is általában hittek a mágiában és a boszorkányságban, a vérfarkasokban és az egyszarvúakban; azt hitték, hogy a Föld áll, és az égbolt forog körülötte; hogy az üstökösök megjósolják a bajt; hogy a növény alakja elárulja gyógyító erejét, mert Isten úgy tervezte, hogy értelmezhető legyen; hogy az Odüsszeia a valóságban megtörtént eseményeket mesél el.10 Másfél évszázaddal később, amikor Voltaire még élt, a művelt európaiak már egészen másként gondolkodtak. Sokan gyűjtöttek olyan kísérleti eszközöket – vagy legalább olvastak róluk – mint a távcsövek, a mikroszkópok és a légszivattyúk; Newtont a legnagyobb tudósnak tekintették; tudták, hogy a Föld kering a Nap körül; nem vették komolyan a mágiát, az ősi legendákban felidézett történeteket, az egyszarvúak történetét vagy a csodák (többségének) történetét; hittek a tudás fejlődésében és valamiféle haladásban. Az új információk az új típusú tudás szellemi tégláit és kötőanyagát szolgáltatták. Miután Isaac Newton kidolgozta gravitációs törvényét és mozgástörvényeit, addig soha nem ismert információk birtokába került. Össze tudta például hasonlítani az ingák lengését Párizsban, az Amerikában

és Afrikában felfüggesztett ingák mozgásával. A tudósok egyetlen korábbi nemzedéke sem ellenőrizhette elképzeléseit olyan alaposan, vagy a jelenségek ilyen széles és változatos körén belül, mint Newton. Newton teljesítménye az általános tudás hatalmas mértékű növekedéséhez köthető, amelyet a tengerentúli kereskedelem és a felfedező utazások hozott Európába. A merész általánosítás és a természeti világok univerzális jellegének felismerése annak a hatalmas mennyiségű információnak – és önbizalomnak – tudható be, amelyet a tengerek meghódításának nagy európai mesterei adtak át a szárazföldhöz kötött gondolkodóknak, köztük Isaac Newtonnak.11 A gazdagság és az információk káprázatos új áramlásának még egy jelentős hatása lett: ösztönözte a javak megszerzésének kereskedelmi formáit, amit gyakran kapitalizmusnak neveznek, és amely folyamatnak a gazdagság és az információ terjedése volt a hajtóereje. A hagyományos uralkodók a legtöbb esetben erőszakkal fenyegetve, védelmet ígérve, valamint a vallási és jogi tekintélyre hivatkozva szerezték meg vagyonukat. Ugyanakkor minden civilizációban tevékenységük révén a kereskedők is nagy vagyonokra tettek szert. A kereskedelmi vagyonszerzés az arbitrázstól függ, vagyis attól, hogy a kereskedő az egyik régióban olcsóbban vásárolja meg azt, amit valahol másutt drágábban értékesít. A sikerhez a kereskedőknek vagyonra volt szükségük, amelyet befektettek, és információra arról, mibe érdemes befektetni. A vagyon és az információ meredek gradiense az első világméretű árucserét folytató hálózatokban hatalmas kereskedelmi lehetőségeket nyitott az európai kereskedők és vállalkozók számára. Ennek köszönhetően vagyonuk és politikai befolyásuk oly hatalmasra nőtt, hogy még egyes császárok, például a Német–Római Birodalom uralkodója, V. Károly, is kezdtek kölcsönöket felvenni a kereskedőktől. Az európai uralkodók általában szívesebben dolgoztak a kereskedőkkel, mint a hagyományos uralkodók, például Kínában a Ming-császárok, mert a legtöbb európai államnak szerények voltak az erőforrásai, véget nem érő háborúkat vívtak egymás ellen, és állandó pénzzavarban voltak. A

kereskedőktől kölcsönöket felvevő uralkodók természetesen készséggel támogatták a kereskedelmet. Ily módon az európai kereskedők és uralkodók között szoros, szimbiotikus kapcsolat alakult ki. Az uralkodók védelmezték és támogatták a kereskedelmet, cserébe viszont joguk volt megadóztatni a kereskedelmi vagyonból származó nyereséget. Ez volt a kapitalizmus legkorábbi, kezdeti stádiumban levő formája, egy olyan rendszer, amelyet Adam Smithtől Karl Marxig csodáltak Európa közgazdászai. Az európai kormányok és a vállalkozók között kibontakozó és egyre fejlődő partnerség sokféle formát öltött. Iskolapéldája lehet ennek az orosz vodkakereskedelem.12 Az alkohol lepárlása a XVI. században jelent meg Oroszországban. Rettegett Iván (akinek előneve arra a brutalitásra utal, ahogyan saját nemeseivel bánt) kormányának tisztviselői szinte azonnal rájöttek, hogy ha be tudják szüntetni a parasztok otthoni pálinkafőzését (amit nem volt nehéz megtenni, mert a lepárláshoz nagy szakértelemre és bonyolult felszerelésre volt szükség), akkor jelentős bevételhez juthatnak, mert így az alkohol azon kevés áruk egyike lesz, amelyet a parasztoknak másoktól kell megvásárolniuk. Az alkoholnak erőteljes tudatmódosító hatása volt, de fogyasztását a parasztok elvárták a jelentős vallási és családi ünnepeken és olyan eseményeken, mint a házasságkötés és a temetés. A vodkát viszont el kellett juttatni a nagy területen szétszórt falvak ezreinek mindegyikébe, ami komoly, de a kereskedők számára testhezálló feladat volt. Végül, a kereskedőkkel együttműködve az orosz kormány olyan nyereségessé tette a kereskedést a vodkával, hogy a XIX. században jórészt az így szerzett bevételből tartották fenn az orosz hadsereget, amely az egyik legnagyobb volt a világon. Az orosz kormányok és a társadalom a vodkakereskedelem komplex bevételi szivattyúinak működtetéséért jelentős entrópiaadót fizettek, ami az alkoholizmus magas és veszélyes szintjében mutatkozott meg. Bár a kapitalizmus az egyenlőtlenségek új formáit teremtette meg, a közgazdászok mégis csodálták, mert hatékonyan serkentette a vagyonok gyarapítását és az innovációt. Sok korai közgazdász tökéletesen megértette, hogy az a vagyon, amellyel a kapitalisták kereskedtek, és amelyet létrehoztak, valójában az összesűrített napfény, vagyis a bioszférán átáramló energia fölötti irányítást jelentette. Ez az oka annak, hogy oly sok híve volt a

munkaérték-elméletnek; hiszen végül is a munkaerő nem volt más, mint energia. Azt azonban ők is megértették, hogy a kapitalizmus különösen ösztönzően hatott az energia fölötti irányítással kapcsolatos innovációkra. Ez azért volt így, mert a kereskedők, ellentétben a hagyományos uralkodókkal, ritkán alkalmazhattak erőszakot a vagyon megszerzése érdekében (bár örömmel megtették, ha véletlenül lehetőségük nyílt rá). A kereskedők erőssége nagyrészt inkább a ravaszság volt. Ez azt jelentette, hogy új információkat kerestek. Új árucikkeket és új piacokat kellett találniuk, miközben hatékonyan és a költségeket csökkentve kellett kereskedniük. Mindenekelőtt innovációra volt szükségük, ha versenytársaik fölébe akartak kerekedni. Új módszereket kellett találniuk az energia és az erőforrások áramlásának mozgósítására és irányítására. Ez segít megmagyarázni, miért váltak az egyre kapitalistább társadalmak Európában az évszázadok során mind gazdagabbá és innovatívabbá, attól kezdve, hogy Kolumbusz először átkelt az Atlanti-óceánon. Néhány kormányt kereskedők irányítottak, például Hollandiában vagy Velencében, ezért ők nagyon is komolyan vették a kereskedést. A britek sokat tanultak a hollandoktól, sőt a XVII. század végén III. Vilmos személyében még holland királyuk is volt. A brit kormányok hatalmas összegeket költöttek egy olyan haditengerészetre, amely képes volt megvédeni a megerősített kereskedelmi bázisokat, valamint a Karibtérségben, Észak-Amerikában és nem utolsósorban Indiában létesített gyarmatokat. A haditengerészet védelmében a brit kormányok és a kereskedők hatalmas nyereségre tettek szert. Például rabszolgákért cserébe fegyvereket adtak el az afrikai uralkodóknak, a rabszolgákat pedig visszataszító körülmények közt Amerikába szállítottak. A rabszolgákért cserébe cukrot, dohányárukat és egyéb, az ültetvényeken termelt árukat vásároltak, amelyek árát alacsony szinten tartották, hiszen a rabszolgamunka olcsó volt. Ez azt jelentette, hogy az ültetvények termékeit olcsón, de mégis nyereségesen tudták értékesíteni Anglia és Európa gyorsan bővülő fogyasztói piacain. A brit kormány – a hollandhoz hasonlóan – egyre inkább függött a kereskedelmi bevételektől, beleértve a vámokat is. Ez megmagyarázza, miért alapította meg a brit kormány 1694-ben a Bank of Englandet, hogy a brit

kereskedők, vállalkozók és földesurak számára olcsó hiteleket nyújthassanak. A XVIII. században az olcsó hitelek ösztönözték a mezőgazdasági innovációt és megkönnyítették a csatornák és a közúti szállítás kiterjedt rendszerének kiépítését. London a világ egyik legnagyobb városává fejlődött, a brit kereskedelem pedig felvirágzott. A vagyon és az információk új áramlása, valamint a tudományos ismeretek új formái tehát ösztönözték a fejlődést a mezőgazdaságban, a bányászatban, a hajóépítésben és a navigációban, a csatornaépítésben és sok más területen. Ez elsősorban Nyugat-Európában történt így. 1500 után a vagyon és a hatalom jellege gyorsan változni kezdett, és a korábban elmaradott területek Európában és az Atlanti-óceán térségében hamarosan új csomópontokká váltak, vagyis létrejöttek a vagyon, az információ és a hatalom első világméretű áramlásának új központjai.

Egy megainnováció: a fosszilis tüzelőanyagok A globalizált világ és a helyi uralkodók által támogatott, egyre gazdagabb és nagyobb hatalmú vállalkozói osztály erőteljesen ösztönözte a kereskedelmet és az innovációt, különösen az Atlanti-óceán térségében. De ahogy láttuk, egyes innovációk mélyrehatóbb átalakulásokat okoznak, mint mások. Figyelembe véve Európa egyre növekvő jólétét, a vállalkozói dinamizmust és az információáramlást, nem meglepő, hogy a modern világot megalapozó megainnovációk itt bukkantak fel, nem pedig a régebbi csomópontrégiókban, amelyek a Földközi-tengertől a muszlim világon keresztül Kínáig behálózták egész Eurázsiát. A legfontosabb megainnovációk általában azok voltak, amelyek az energia valamilyen új áramlását szabadították fel, mint például a fúzió vagy a fotoszintézis. A földművelés is megainnovációnak számít, mert lehetővé tette, hogy a földművesek a fotoszintéziséből eredő energiaáram nagyobb részét hasznosítsák. A növekvő energiaáramlás turbulens változásokat okozott az agrárkorszakban. A földműveléssel megszerezhető energiaáramlás

azonban korlátozott volt, mert csak a közelmúltban elnyelt napfényt hasznosította. Ha elégetünk egy darab fát, megeszünk egy sárgarépát, vagy egy lovat befogva szántunk, akkor ezáltal csak az elmúlt tizenkét hónap, vagy legfeljebb az elmúlt évtizedek napfényének energiaáramlását csapoljuk meg. A XVIII. század végére néhány közgazdász Nyugat-Európában kezdte gyanítani, hogy az európai társadalmak maradéktalanul kihasználják ezeket az energiaáramokat. Véleményük egyszerű számításokon alapult. Az emberi társadalmakat működésben tartó energiaáramlás a termőföldekről és erdőkből ered, amihez némi ráadást kapunk a széltől és az esőtől. Tehát a növekedés azt jelentette, hogy több szántóföldet és erdőt találunk. 1800-ra úgy tűnt, hogy a megművelhető földterület legnagyobb részét már megművelték. Adam Smith, a modern közgazdaságtan megalapítója azzal érvelt, hogy a társadalmak igyekeznek minden rendelkezésükre álló energiát minél hamarabb felhasználni. Ezután viszont a növekedés elakad; ezért a munkabérek csökkennek, következésképpen a népesség is csökken, vagyis hasonló helyzet áll elő, mint amikor a földművelő társadalmak szembesültek az energiaáramlás korlátaival, vagy mint amikor az élőlények kitöltötték a számukra elérhető ökológiai fülkét.13 Úgy tűnt, hogy egyes társadalmak, például Hollandia és Anglia, már ezeket a határokat feszegetik. Hollandiában a gazdálkodóknak a tengertől kellett elhódítaniuk a mezőgazdasági termelésre alkalmas földeket, míg Anglia a fűtésre, valamint a lakóházak és hajók építéséhez használt fa hiányával szembesült. Adam Smith korára, ahogy Alfred Crosby megfogalmazta: „Az emberiség elérte a napenergia hasznosításának felső határát.”14 Az új energiaforrások feltárására irányuló nyomás végül elvezetett ahhoz a megaújításhoz, amelyet ma a fosszilis tüzelőanyagok forradalmának nevezünk. Ezáltal az emberiség az energia sokkal nagyobb áramaihoz fért hozzá, mint amennyit a földművelés biztosított – a fosszilis tüzelőanyagokba zárt, ott felhalmozott energia nem évtizedeken át gyűlt, hanem a 360 millió évvel ezelőtt kezdődött karbon időszakban. A szén, a kőolaj és a földgáz lelőhelyein több százmillió év eltemetett napfénye rejtőzik, szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotban. Ha szemléltetni akarjuk, mennyi energiát zárnak magukba a fosszilis tüzelőanyagok, képzeljük el, hogy egy utasokkal tele

autót a fejünk fölé emelve nagyon gyorsan futunk néhány órán keresztül. Ennyi energiát tartalmaz néhány liter benzin (sőt még ennél is többet, mert közben az energia jó része elpazarlódik). Mintha aranybányára bukkantunk volna, őrült és gyakran kaotikus új változásokat szült ez az energiabőség, miközben létrehozta és megsemmisítette egyének, országok és egész régiók vagyonát. Charles Dickens, Friedrich Engels és mások látták azt a rettenetes árat, amelyet sokan ezekért a változásokért fizettek. De az őrületből egy teljesen új világ jött létre. Az átalakulások olyan technológiai áttörésekkel kezdődtek, amelyek a szén energiáját olcsó mechanikai energiává alakították, amivel erőműveket, mozdonyokat, gőzhajókat és turbinákat lehetett működtetni. Sok társadalom ismerte már a szenet, de nehéz volt kibányászni és szállítani, ráadásul elégetésekor piszkos és büdös volt. Ennélfogva a földművelő társadalmakban általában előnyben részesítették a fa elégetésével nyert hőenergiát. Egyes régiókban azonban kevés volt a fa. Angliában, ahogy a népesség nőtt, a városok terjeszkedtek (elsősorban London), a kereskedelem fellendült, az energia iránti kereslet kezdte meghaladni a kínálatot. Anglia volt az egyik első ország a világon, ahol érezték az energiaínséget. Azonban a legtöbb országgal ellentétben Angliának volt egy tartalék megoldása. Nagy mennyiségű szénkészlete volt, közel a felszínhez, nagyrészt a folyók vagy a tengerpart közelében, így a tengeren vagy a csatornákon olcsón és könnyen elszállíthatták a nagyobb városokba, beleértve Londont is. Az angol gyárak és háztartások kezdtek átállni a széntüzelésre. A XVII. századra az angol sörfőzdék, téglagyárak és pékségek már szenet használtak, London lakói viszont egyre inkább panaszkodtak a város rossz levegője miatt. 1700-ra a szén az Angliában felhasznált energia 50%-át fedezte. 1750-re annyi energiát nyertek szénből, mint négymillió hektár erdőből – ami Anglia és Wales területe közel 15%-ának felel meg.15 A széntől való függőség arra ösztönözte a bányatulajdonosokat, a szállítókat és kereskedőket, hogy minél több szenet termeljenek, ráadásul minél olcsóbban. Volt azonban egy probléma. Ahogy nőtt a szén iránti kereslet, a szénbányászoknak egyre mélyebb bányákat kellett ásniuk, amelyeket viszont hamarosan elárasztott a víz, így egyre több szén kellett a víz hatékony

kiszivattyúzásához a bányákból. Angliában ennek a technológiai problémának a megoldására erősebb volt a késztetés, mint bárhol másutt, ezért az olcsó és hatékony szivattyúk tervezése a vállalkozók és feltalálók fontos célja volt. Az új tudományos eredmények és a széles körben elterjedt műszaki képességek kombinációja biztosította a probléma megoldásához a szellemi hátteret. A XVII. századi tudósok kezdték megérteni, hogyan működött a légnyomás, majd a XVIII. század elején ezt a tudást hasznosítva, Newcomen feltalálta a gőzgépet, amellyel a szénbányákból ki lehetett szivattyúzni a vizet.16 Newcomen gőzgépe azonban gyenge hatásfokkal működött, ezért hatalmas mennyiségű szenet fogyasztott, így kereskedelmi szempontból csak szénbányákban volt értelme használni, ahol a szén olcsó volt. A befektetők, a feltalálók és a mérnökök megértették, hogy a tökéletesített szivattyúkkal hatalmas nyereséget érhetnek el, emellett forradalmasíthatják az angol lakások és az ipar szénellátását. James Watt volt az a mérnök, aki végül megoldotta ezeket a technikai problémákat. Watt skót hangszerkészítőként dolgozott, aki jó kapcsolatokat ápolt a mérnökökkel, a tudósokkal és az üzletemberekkel. Egy vasárnap délutáni séta közben, 1765-ben Watt hirtelen rájött, hogy Newcomen gőzgépét hatékonyabbá teheti egy második henger hozzáadásával, amely kondenzátorként (lecsapatóként) működik. A tökéletesített gőzgép megépítéséhez, többek közt a furat pontos megtervezéséhez és a magas nyomásnak is ellenálló dugattyúk megmunkálásához élvonalbeli tudományos és technológiai ismeretekre volt szükség. A feladat nehéz, végrehajtása pedig költséges volt. Azonban Watt fő támogatója, Matthew Boulton érzékelte a kínálkozó lehetőséget, ezért jelentős összegeket fektetett be Watt kutatásaiba. Rájött, milyen hatalmas nyereséget hozhat egy olyan gép, amely a szén energiáját elfogadható áron alakítja mechanikai energiává. 1769-ben, amikor Watt a tervére első szabadalmi igényét bejelentette, a verseny olyan éles volt, hogy miután Boulton elbüszkélkedett Watt prototípusaival a londoni orosz nagykövetnek, Watt jövedelmező állásajánlatot kapott az orosz kormánytól. Watt komolyan fontolóra vette, hogy elfogadja az ajánlatot, de Boulton meggyőzte őt, hogy maradjon. 1776-ra elvégezte a munkát. James Watt gőzgépe olyan hatalmas energiaáramlást hozott létre, hogy

mindössze két évszázad alatt átalakította az emberi társadalmat. Mint a kémiai reakciókat elindító aktivációs energia, a fosszilis tüzelőanyagokból származó energia olyan lökést adott, amely megindította egy globális láncreakció technológiai megfelelőjét. Huszonöt éven belül, ötszáz új gőzgép állt munkába Angliában, és az 1830-as években a széntüzelésű gőzgépek képezték a brit ipar legfontosabb energiaforrását. Anglia energiafogyasztása megugrott. 1850-re Anglia és Wales kilencszer annyi energiát fogyasztott, mint Olaszország, az angol vállalkozók és gyárak pedig közvetlenül hozzáfértek ennek a hatalmas energiának az elsődleges forrásához. A gőzmozdonyok kétszázezer watt teljesítményt állítottak elő (igen, a teljesítmény mértékegysége James Watt nevét viseli), vagyis mintegy kétszázszor akkora teljesítményt nyújtott, mint két, az eke elé fogott, szántó ló, az agrárkorszak egyik legfontosabb elsődleges erőforrása. Több olcsó energia vált hozzáférhetővé, mint korábban bármikor. Az angol ipar fellendült. A szén annyi energiát termelt, amennyit Anglia és Wales területének 150%-át borító erdőkből lehetett volna kitermelni.17

Az iparosodás kezdetei Anglia volt az első ország, amely kihasználta a fosszilis tüzelőanyagok energiabőségét, aminek következtében meglódult a termelés. A XIX. század közepére Anglia a világ GDP-jének (bruttó hazai termék) egyötödét állította elő, és a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből adódó globális kibocsátás mintegy felét termelte. Nem meglepő, hogy a légköri szén-dioxid szintje a XIX. század közepétől emelkedni kezdett. A svéd kémikus, Svante Arrhenius már 1896-ban felismerte, hogy a szén-dioxid üvegházhatású gáz, amely már akkor elég nagy mennyiségben képződött ahhoz, hogy elindítsa a globális éghajlatváltozást. Ez a félelem azonban akkoriban még a jövő zenéje volt. (Arrhenius valójában úgy gondolta, hogy a globális felmelegedés pozitív fejlemény, mert megakadályozhatja egy új jégkorszak kialakulását.) Eközben más országok vállalkozói és kormányai is szerettek volna részesülni az olcsó energiából,

ezért megpróbálták elkunyerálni, kölcsönözni vagy ellopni az új technológiát. Hamarosan már egész Európában és az újonnan függetlenné vált Egyesült Államokban is építettek gőzgépeket. Elterjedésükkel párhuzamosan új technológiai áttörések jöttek létre, például a gőzmozdony és a gőzhajó, amelyek mindegyike olcsóbbá tette a szállítást. Emellett a találmányokhoz további innovációk kapcsolódtak, különösen a vas- és acélgyártás, valamint a járművek, a hajótestek és a vasúti pályák építése területén. A vállalkozók, a mérnökök és a tudósok új módszereket tártak fel az építőiparban és a textilgyártásban, amellyel ki tudták használni a gőzgépek termelte olcsó energiát. Sok hatásos visszacsatolási hurok is működött. A tökéletesített gőzgépekkel a bányákban mélyebb aknákat értek el, ami csökkentette a szén kibányászásának költségeit, így a kitermelt szén mennyisége 1800 és 1900 között ötvenötszörösére nőtt. Az olcsóbb szénnel gazdaságosabban lehetett működtetni a gőzgépeket, miközben a gőzhajóknak és gőzmozdonyoknak köszönhetően csökkent a szarvasmarha, a szén, az ipari termékek és az emberek szárazföldi és tengeri szállításának költsége, ami ösztönözte a globális kereskedelmet. A vasút elterjedése növelte a vas és az acél iránti keresletet, ugyanakkor az acélgyártás új módszerei először tették gazdaságossá az acél használatát a tömeggyártású árucikkekben, például a konzervdobozok gyártásánál, ami az élelmiszerek tárolásának és megőrzésének új módját jelentette. Felbukkantak váratlan másodlagos hatások is. A gőzgépek használata a fonásra és a textíliák szövésére megnövelte a nyers gyapot iránti keresletet, aminek hatására az Egyesült Államokban, Közép-Ázsiában és Egyiptomban fellendült a gyapot termelése. A textíliák ipari termelése növelte az olyan kiegészítő termékek iránti keresletet, mint a mesterséges festékek és fehérítők. Ezen igények kielégítése viszont elindította a modern vegyipar fejlődését, amelynek sok terméke szénből származik. Az olcsó energia ösztönözte a kísérletezést és a befektetést számos új technológiába. Az egyik legfontosabb ilyen terület az elektromosság volt. Az 1820-as években Michael Faraday rájött, hogy fémhuzalból készített tekercset mágneses mezőben mozgatva elektromos áramot hozhat létre. Az

elektromos energia nagyüzemi termelése az 1860-as években a gőzgépekkel hajtott generátorok feltalálásával vált lehetővé. Az elektromosság és a villanymotorok, mint a legkorábbi prokarióták protonszivattyúi és ATPmolekulái, új és hatékony módszert biztosítottak az energia elosztására. Az elektromos energiává alakított energiát olcsón el lehet juttatni a gyárakba éppúgy, mint a háztartásokba. A villanykörték az éjszakát nappallá változtatva, átalakították az otthoni életet és a gyári munkát, a városokat, az autóutakat, és a kikötőket is kezdték éjjel kivilágítani. Az elektromos energia a kommunikációt is forradalmasította. A XIX. század elején a szárazföldi üzenetküldés leggyorsabb módja még mindig a lovas futár volt. Az 1837-ben feltalált távíró fénysebességgel tette lehetővé a kommunikációt. A XIX. század végére a telefon és a rádió segítségével a beszélgetéseket többékevésbé azonnal továbbítani lehetett hatalmas távolságokra is. Az új technológiák forradalmasították a hadviselést és a fegyvereket. A vasutak és a gőzhajók minden addiginál gyorsabban mozgatták a katonákat és a fegyvereket. 1866-ban Alfred Nobel feltalálta a dinamitot, egy erős, új robbanóanyagot. A javított kézifegyverek és gépfegyverek mellett a robbanóanyagok megsokszorozták az egyes katonák gyilkoló erejét. Az ipari méretekben gyártott fegyverek pusztító ereje az amerikai polgárháborúban vált világossá, amely a fosszilis tüzelőanyagok korának első igazi háborúja volt. A modern fegyverekkel felszerelt gőzhajtású, páncélozott hajók átalakították a tengeri hadviselést, lehetővé téve Nagy-Britannia számára, hogy az Ópiumháborúban legyőzze a kínai császári hadiflottát. A XIX. század végén a vagyon, a technológiák és az ipari forradalom energiaáramlása segítségével az egykor elmaradott Európa országai az imperializmus korában elkezdték meghódítani a világ jelentős részét. A többnyire jól nyomon követhető többszörös visszacsatolási hurkok, amelyek végső soron az olcsó energia új áramlásaihoz köthetők, megmagyarázzák az ipari forradalom rendkívüli dinamizmusát, valamint az elsőként iparosodó régiók gyorsan növekvő vagyonát és hatalmát. Az olcsó energia lehetővé tette és ösztönözte az innovációt és a beruházásokat, nemcsak az egyes országokban, hanem a gyáripar különböző területein. Végül a szén felhasználásával előállított olcsó energia ösztönzi az innovációt,

ami viszont elindította az energia termelését a fosszilis energiahordozók új formájából, a kőolajból. A kőolaj, akárcsak a szén, ismerős volt az emberek számára. Ahol magától a felszínre szivárgott, ott kitermelték és bitumen, gyógyszerek, sőt fegyverek gyújtó hatású lövedékeinek előállítására is használták.18 A XIX. század közepén a bálnaolaj alternatívájaként kezdték kőolajat petróleum formájában világításra használni, mivel a bálnák száma a túlzott vadászat miatt megcsappant, ezért a bálnaolaj ára emelkedett. Az ásványolaj azonban csak korlátozott mennyiségben került a felszínre. Egyesek azt gyanították, hogy nagy mennyiségű kőolaj rejtőzhet a föld mélyén, amelyet a Kínából behozott fúrási technológiával lehetne kitermelni. A speciális fúrókat ott arra használták, hogy a kőzetekből sót vonjanak ki, sőt azt is tudni lehetett, hogy a só kitermelését célzó fúrások során néha kőolajat találtak. Az első komoly olajfúrási kísérleteket Edwin Drake 1857-től kezdte el egy elszegényedett pennsylvaniai város, Titusville környékén. 1859. augusztus 27-én, közvetlenül azelőtt, hogy elfogyott minden pénzük, Drake csapata olajat talált. Az olajkutatók rohantak, hogy földeket vásároljanak – tizenöt hónapon belül Titusville-ben és környékén hetvenöt olajkút működött. „Bányaengedélyekkel és részvényekkel kereskednek – írta egy látogató –, adják és veszik a lelőhelyeket, közlik a kutak mélységét, a fúrások sikerét, a kút hozamát stb. Azok, akik ma távoznak, arról számolhatnak be, hogy olyan olajkutat láttak, amelyből naponta 50 hordó tiszta olajat kaptak. ... Holnapra ez a mennyiség még több lesz. ... Soha egyetlen méhkaptárban sem volt még akkora nyüzsgés, mint itt.”19 1861-ben a fúrást végzők ráakadtak az első, gazdagon ömlő természetes kőolajforrásra – vagyis egy olyan olajkútra, amelyből nem kellett kiszivattyúzni az olajat, mert az saját nyomása hatására előtört a fúrólyukon keresztül. A kőolaj és a vele keveredő földgáz olyan nyomással tört elő, hogy néha végzetes robbanások történtek. A termelés napi háromezer hordóra nőtt. Sokan meggazdagodtak a kőolajból, Edwin Drake azonban nem. Ő 1880ban szegényen halt meg, annak ellenére, hogy segített elindítani a fosszilis tüzelőanyagok forradalmának következő fejezetét.

11. FEJEZET

AZ ANTROPOCÉN: A NYOLCADIK KÜSZÖB Már nem a holocénben járunk. Az antropocén kort éljük. – PAUL CRUTZEN, FELFORTYANÁS EGY 2000-ES KONFERENCIÁN Az egykor az élelmét gyűjtögető ember ezzel szemben most információgyűjtögetőként jelenik meg. Ebben a szerepben az elektronikus ember semmivel sem kevésbé nomád, mint kőkorszaki ősei. – MARSHALL MCLUHAN, A TÖMEGMÉDIUMOK MEGÉRTÉSE A XX. században mi, emberek elkezdtünk átalakítani környezetünket, társadalmainkat, sőt még saját magunkat is. Bár a legkevésbé sem állt szándékunkban, mégis olyan gyors és olyan hatalmas változásokat okoztunk, hogy fajunkat egy új geológiai erőnek feleltethetjük meg. Éppen ezért sok tudós azt kezdte hangoztatni, hogy a Föld új földtörténeti korszakba, az antropocénbe, vagyis „az ember korába” lépett. Ez az első alkalom a bioszféra négymilliárd éves történetében, amikor egyetlen biológiai faj a változás meghatározó erejévé vált. Mindössze egy vagy két évszázad leforgása alatt a fosszilis tüzelőanyagok forradalmának hatalmas energiaáramlására és jelentős újításaira építkezve, mi, emberek bolygónk pilótafülkéjében találtuk magunkat, jóllehet nem igazán tudjuk, melyik műszereket kell figyelnünk, melyik gombokat kell megnyomnunk, és tulajdonképpen hol szeretnénk leszállni. Ez új terület, nemcsak az emberek, hanem az egész bioszféra számára.

A nagy gyorsulás

Ha eltekintünk a részletektől, az antropocén korszak olyan, mint egy dráma, amelynek három felvonását már átéltük, de sok további változás még most is folyik. Az első felvonás a XIX. század közepén kezdődött, amikor a fosszilis tüzelőanyagokat használó technológiák elkezdték átalakítani az egész világot. Az Atlanti-óceán térségében néhány ország hatalmas vagyonra és hatalomra tett szert, miközben félelmetes, új fegyverek birtokába jutottak. Hatalmas szakadék nyílt a fosszilis tüzelőanyagokat elsőként használó államok és a világ többi része között. A hatalom és a gazdagság ezen szakadéka több mint egy évszázadon át tátongott, és csak a XX. század végén kezdett bezáródni. Ezek a különbségek teremtették meg a XIX. század végének és a XX. század elejének kiegyensúlyozatlan imperialista világát. Az Atlanti-óceáni térségének országai, amelyek az agrárkorszak nagy részében jelentéktelenek voltak, hirtelen dominánssá kezdtek válni, és ők uralták a világ nagy részét, beleértve Afrika jelentős részét és Ázsiának azt a részét, amely korábban a nagy ázsiai birodalmak, India és Kína fennhatósága alá tartoztak. Az új atlanti súlyponti zónán kívül a fosszilis üzemanyagokon alapuló technológiák első hatásai főként rombolóak voltak, mivel az új technológiák az idegen hódítók hadseregeivel érkeztek. A Nemesis volt az első vastestű gőzhajtású hadihajó, amelyet tizenhét ágyúval szereltek fel, és a sekély vízben is képes volt gyorsan hajózni. Bevetése segített Angliának, hogy az 1839-től 1842-ig folyó első ópiumháborúban megszerezzék az irányítást a kínai kikötők felett. A kínai haditengerészet, amely egykor a legütőképesebb volt az egész világon, képtelen volt védekezni az ilyen fegyverekkel szemben. Az európai kereskedelmi és katonai hatalom évtizedeken belül aláásta az ősi államokat és az ottani életmódot. A gőzzel hajtott fonó- és szövőgépek használata a textilgyártásban tönkretette a kézműves textilkészítőket Indiában, amely az agrárkorszak vezető gyapottermelő országa volt. Amikor Nagy-Britannia politikai és katonai ellenőrzést szerzett az indiai szubkontinensen, azzal konzerválta az említett egyensúlytalanságokat, hogy az indiai textíliákat nem engedte be a brit piacokra. Még az indiai vasúthálózat fővonalainak kiépítése is több hasznot hozott Nagy-

Britanniának, mint Indiának. A sínek nagy részét és a gördülőállományt Nagy-Britanniában gyártották, és a kiterjedt indiai vasúthálózatot elsősorban arra tervezték, hogy a brit csapatokat gyorsan és olcsón tudják mozgatni, megkönnyítsék az olcsó indiai nyersanyagok exportját és az angol ipari termékek importját. A cukor, a pamut, a gumi, a tea és a más nyersanyagok iránti, egyre növekvő kereslet kielégítése érdekében Amerikában, Afrikában és Ázsiában környezetromboló hatású ültetvényeket telepítettek, amelyeken gyakran kvázi-rabszolgasorban tartott munkaerőt dolgoztattak. A lándzsák és dárdák ellen géppuskákkal vívott háborúkban az európai hatalmak felosztották egymás közt Afrikát, és a század legnagyobb részében ők uralkodtak a megszerzett területeken. Európa gazdasági, politikai és katonai hódításai ösztönzőleg hatottak valamiféle európai vagy nyugati fölény érzésének kialakulására, ezért sok európai a hódításokat egy európai vagy nyugati küldetés részének kezdte tekinteni, amelynek célja, hogy civilizálják és modernizálják a világ többi részét. Számukra az iparosítás a haladás jele volt. Ez annak a világot átalakító küldetésnek volt a része, amelyet a felvilágosodás korában kezdtek el, hogy „tökéletesítsék” a világot, és így az jobb, gazdagabb és civilizáltabb hellyé váljék az emberek számára. Az antropocén második felvonása rendkívüli erőszakkal járt. Ez a XIX. század végén kezdődött, és egészen a XX. század közepéig tartott. Ennek során a fosszilis tüzelőanyagokat elsőként birtokló hatalmak egymás ellen fordultak. A XIX. század végén az Egyesült Államok, Franciaország, Németország, Oroszország és Japán kezdte megkérdőjelezni a brit ipar vezető szerepét. Amint fokozódott a rivalizálás, a nagyhatalmak megpróbálták megvédeni piacaikat és forrásaikat, illetve távol tartani azoktól versenytársaikat. A nemzetközi kereskedelmi forgalom visszaesett. 1914-ben a rivalizálás nyílt háborúvá fajult. Harminc év alatt két pusztító világháború mobilizálta az új technológiákat, és ez vált a modern kor növekvő jólétének és népességének mozgatóerejévé. A világ más részei is belesodródtak ezekbe a háborúkba, amelyek Kínában és Japánban ugyanolyan brutalitással folytak, mint Oroszországban és Németországban. Amikor a háború vörös köde beborította Európát, Afrikát,

Ázsiát és a Csendes-óceáni térséget, a hadviselő államok kormányai egymással versengve egyre pusztítóbb fegyvereket fejlesztettek. A tudomány rettenetes új fegyvereket adott a harcoló felek kezébe, amelyek közül egyesek a még nagyobb pusztító hatás érdekében az atommagokban rejlő energiát csapolták meg. 1945. augusztus 6-án egy amerikai B–29 szupererőd bombázó szállt fel a Csendes-óceánban fekvő Mariana-szigetekről, és atombombát dobott a japán Hirosimára. A bomba a város nagy részét elpusztította és nyolcvanezer embert ölt meg. (Egy éven belül további hetvenezer ember halt bele az elszenvedett sérülésekbe és a sugárzás hatásába.) 1945. augusztus 9én hasonló bombát dobtak le Nagaszakira. A harmadik felvonás a XX. század második felét és a XXI. század elejét foglalja magában. A világháborúk vérfürdőjéből az Egyesült Államok és a Szovjetunió került ki első szuperhatalomként. Eközben sok helyi háború is folyt, amelyek legtöbbje az európai gyarmati uralom megdöntését tűzte ki céljául. A hidegháború időszakában azonban nem robbant ki jelentősebb nemzetközi háború. Mostanra minden hatalom megértette, hogy egy nukleáris háborúnak nem lennének győztesei. Néhány esetben azonban borotvaélen táncoltak a nagyhatalmak. Röviddel az 1962-es kubai rakétaválság után John Kennedy elnök elismerte, hogy egy mindent elpusztító nukleáris háború esélye „talán egy a háromhoz vagy még nagyobb” volt.1 A II. világháború utáni négy évtizedben a gazdasági növekedés az emberiség történetében a leginkább figyelemre méltó tempójúvá vált. Ezt nevezzük a „nagy gyorsulás” időszakának. A globális kereskedelem megújult és fokozódott. Az I. világháború előtti negyven évben mértékadó becslés szerint a nemzetközi kereskedelmi forgalom értéke átlagosan évi 3,4 százalékkal nőtt; 1914 és 1950 között ez az arány mindössze 0,9 százalékra esett vissza; majd 1950-től 1973-ig a növekedés elérte az évi 7,9 százalékot, ami 1973 és 1998 között enyhén, körülbelül 5,1 százalékra csökkent.2 1948-ban húsz ország írta alá az Általános Vám- és Kereskedelmi Egyezményt (GATT), amely csökkentette a nemzetközi kereskedelem útjában álló akadályokat. Elkezdődött a háborús technológiák békés célú felhasználása. A XIX. századi energiabőség alapját a

kőolaj és a földgáz képezte, később ugyanezt a funkciót töltötte be a nukleáris energia, az atomfegyverek békés célú megfelelője. A termelékenység rohamosan növekedett, először a vezető, fosszilis tüzelőanyagokon alapuló gazdaságokban, majd másutt is. A fogyasztás ugyancsak gyors tempóban nőtt, mivel a termelés emelkedett, a gyártók pedig egyre újabb piacokat kerestek, otthon és külföldön egyaránt. A gazdagabb országokban ez volt az autó, a tévé, az elővárosi álomházak, majd valamivel később a számítógépek, az okostelefonok és az internet kora. Új középosztály kezdett kialakulni. Ugyanez történt akkor is, amikor az ipari forradalom kezdett elterjedni a hagyományos ipari országokban. A XXI. század elején, az ipari technológiák Ázsiát, Dél-Amerikát és Afrika egyes részeit teljesen és olyan gyorsan átalakították, mint ahogyan egykor az európai társadalmak átalakultak. Amikor a világ többi része is iparosodott, ezzel párhuzamosan nőtt a vagyonuk és a hatalmuk. Ismét elkezdett kialakulni egy olyan világ, amelyben a hatalomnak és a gazdagságnak több csomópontja létezik. A fosszilis tüzelőanyagokon alapuló technológiák az első modern gőzgép megjelenését követően kétszázötven éven belül az egész bolygót átalakították. A nagy gyorsulás során az emberek soha nem látott mértékben fértek hozzá az energiához és az erőforrásokhoz, aminek következtében elkezdték magának a bioszférának az átalakítását. Ezért teszi sok tudós az antropocén korszak kezdetét a XX. század közepére.

A technológia és a tudomány átalakítja a világot A változások fő hajtóereje az innováció volt, amelyet az olcsó energia biztosított. Az innovációk a vagyon és a hatalom erőteljesebb változását hozták létre, ami ösztönözte a versenyt, az viszont az innovációt ösztönözte, vagyis hatékonyan működő visszacsatolási ciklus alakult ki. A vállalkozók és a kormányok azokra a feltalálásokra vadásztak, amelyeket az iparban vagy a hadseregben hasznosulhattak, ezért azokba a vállalkozásokba, kutatásokba, iskolákba, egyetemekbe és kutatóintézetekbe fektettek be, amelyek új

technológiákat hozhatnak létre, új készségeket alakíthatnak ki és terjeszthetnek el. A XX. század elejének háborúi kikényszerítették az erőltetett tempójú innovációt. Az I. világháború alatt Németország szűkében volt a természetes trágyáknak, ezért a német tudósok, Fritz Haber és Carl Bosch vezetésével rájöttek, hogyan lehet a nitrogént a levegőből kivonva műtrágyát készíteni. A nitrogén nem egykönnyen lép kémiai reakcióba, ezért ez a feladat nem volt egyszerű. Bár a prokarióták már évmilliárdokkal ezelőtt megoldották ezt a problémát, mégis Haber és Bosch volt az első két többsejtű élőlény, akiknek sikerült a légköri nitrogént megkötniük. A Haber–Bosch-folyamat óriási mennyiségű energiát használ arra, hogy legyőzze a nitrogén kémiai reakciókkal szembeni vonakodását, ezért az eljárás csak a fosszilis tüzelőanyagok világában vált életképessé. De a nitrogén alapú műtrágyák átalakították a mezőgazdaságot, világszerte növelték a szántóföldek termelékenységét, így lehetővé vált további több milliárd ember élelmezése. Ezáltal a fosszilis tüzelőanyagok energiáját táplálékká alakították át. Folyékony fosszilis tüzelőanyagot, kőolajat a XIX. század végén használtak először világítás céljára, bálnaolaj helyett. Az első belső égésű motorok kifejlesztése az 1860-as és 1870-es években megmutatta, hogyan állíthatunk elő mechanikai energiát a kőolajból. Ellentétben a gőzgéppel, amelynek hőforrása a motor mozgó alkatrészein kívül helyezkedett el, a belső égésű motorokban a fosszilis tüzelőanyagok hője közvetlenül mozgatja a dugattyúkat, a rotorokat vagy a turbinalapátokat. A belső égésű motorok gyorsan elterjedtek a XIX. század végén, jórészt hadi célú felhasználásuknak köszönhetően, mert a háborúkban jelentős szerepük volt a katonák és felszerelések szállításában, valamint ezeket használták az első tankok meghajtására, és ezeket építették be az első bombázó repülőgépekbe is. Amint a háborúk véget értek, az autók és repülőgépek gyártói a polgári piacok létrehozása felé fordultak, és hozzáláttak egy olyan világ létrehozásának, amelyben egyre több ember vásárolt saját részére autót, vagy utazott repülőgéppel. A világkereskedelmet az olajszállító tartályhajók, a konténerszállító hajók és a nagy repülőgépek alakították át. Az antropocén kor technológiáinak középpontjában az információ áll. Az

információs technológiák alakultak át, amikor a kormányok jelentős beruházásokkal bővítették az oktatást és a kutatást, a vállalkozások és a vállalatok pedig olyan fejlesztéseket finanszíroztak, amelyek segítették az új termékek és szolgáltatások elterjesztését. Az ellenséges kódok feltörése érdekében a háborúban a kormányok az informatika és a számítástechnika fejlesztésébe fektettek be. Ez a kutatás, azzal együtt, hogy az 1940-es évek végén feltalálták a tranzisztort, lehetővé tette a tudomány, az üzleti élet, a kormányzati munka, a pénzügyek és a hétköznapi élet számítástechnikai alapokra helyezését a XX. század második felében. A rakétatechnika is a háborúk alatt fejlődött ki, majd végül odáig jutott, hogy embereket tudunk az űrbe küldeni. A háborús kormányok hatalmas léptékű kutatási programokat indítottak a nukleáris fegyverek fejlesztésére. Az amerikai kormány a Manhattan-terv keretében kifejlesztette az első atombombákat, beleértve azokat is, amelyeket 1945-ben Hirosimára és Nagaszakira ledobtak. Ezek a bombák a széthasadó urán atommagok energiáját szabadították fel. A Szovjetunió hamarosan kifejlesztette saját atomfegyvereit, amiben az az információ is segítségükre volt, amelyet kémeik a Manhattan-tervről megszereztek. Egy évtizeden belül az Egyesült Államok és a Szovjetunió hidrogénbombákat is épített, amelyek robbanóereje a protonok fúziója során felszabaduló, még hatalmasabb mennyiségű energián alapult, vagyis ugyanazon a mechanizmuson, amely minden csillag energiaforrásául szolgál. Az első hidrogénbomba kísérleti robbantását 1952-ben hajtották végre. Ennek a fejlődésnek a jelentős részét azok az áttörések inspirálták, amelyeket a modern természettudomány csúcsra járatott kollektív tanulási környezete biztosított. Albert Einstein a XX. század első két évtizedében alkotta meg relativitáselméletét. Ezzel továbbfejlesztette Newton felfogását az univerzumról, mert bebizonyította, hogy az anyag és az energia meggörbíti a teret és az időt, és valójában ez a görbület a gravitáció forrása. Einstein azt is kimutatta, hogy az anyag átalakítható energiává, és ez a felismerés szolgáltatta a tudományos alapot a nukleáris fegyverek fejlesztéséhez és a nukleáris energia hasznosításához. Az ugyanabban az időszakban kifejlesztett kvantumfizika mélyebb betekintést adott az atomok furcsa, valószínűségi alapú világába. E folyamatok megértése nélkül ma nem léteznének nukleáris

fegyverek, tranzisztorok, műholdas navigáció és modern számítógépek. Az 1920-as években a csillagászok, köztük elsősorban Edwin Hubble megtalálták az első bizonyítékot arra, hogy univerzumunk az ősrobbanással kezdődött. A biológiában Darwin természetes szelekción alapuló elképzelését egyesítették Mendel öröklésre vonatkozó szabályaival, majd R. A. Fisher a jobb statisztikai módszerek segítségével lefektette a modern genetika alapjait. Ezeken kívül sok más új ismeret és technológia is hozzájárult az innováció működtetéséhez és a növekedéshez a nagy gyorsulás során. A megnövekedett termelékenység lehetővé tette az emberi népesség minden korábbinál gyorsabb növekedését. 1800-ban kilencszázmillió ember élt a Földön. 1900ra ez a szám másfél milliárdra emelkedett. Gyerekkoromban, 1950-ben a világháborúk hatalmas emberáldozatai ellenére két és fél milliárd ember népesítette be bolygónkat. Életem során az emberiség lélekszáma további ötmilliárddal nőtt. Ezek a hatalmas számok elkábítják az agyat, így érdemes némi időt annak megértésére fordítani, mit is jelentenek. Az 1800 óta eltelt kétszáz év alatt több mint hatmilliárddal lettünk többen a Földön. Minden további embert etetni és öltöztetni kellett, otthonra és munkahelyre volt szükségük, és legtöbbjüket oktatni kellett. Hatalmas kihívást jelentett, hogy mindössze kétszáz év leforgása alatt további hatmilliárd ember ellátására elegendő erőforrásról kellett gondoskodni. Figyelemre méltó, hogy ezt a kihívást a modern technológiákkal, a korszerű fosszilis tüzelőanyagokkal és a modern vezetői készségekkel sikerült teljesíteni. Rohamosan nőtt a mezőgazdaság, a gyártás és a szállítás termelékenysége. Bár az élelmiszerek és az egyéb termékek nem mindig jutottak el azokhoz, akiknek szükségük volt rájuk, mégis több mint hétmilliárd ember ellátásához elegendő mennyiségű élelmiszert termeltek. Döntő változás történt a műtrágyák és gyomirtó szerek előállításában, a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásában a mezőgazdasági gépek működtetésére, ezerszámra épültek az öntözés célját szolgáló gátak, miközben új, géntechnológiai úton módosított növények jelentek meg. A modern mezőgazdasági technológiáknak köszönhetően új földterületeken indulhatott meg a termelés, és nőtt a megművelt terület is – az 1860-as félmilliárd hektárról 1960-ra majdnem háromszor akkorára.3 A vonóhálót

húzó halászhajókba nagy teljesítményű dízelmotorok és szonáros érzékelő berendezések kerültek, miközben a nagyméretű hálók a legtöbb élőlényt befogják a lehalászott területeken. A halfogás 1950 és 2000 között tizenkilencmillió tonnáról kilencvennégymillió tonnára emelkedett, bár a túlhalászás következtében ma már sok halászatot az összeomlás veszélye fenyeget. A továbbfejlesztett információs technológiák megkönnyítették az innovációt mozgató, hatalmas mennyiségű információ felhalmozását, tárolását, nyomon követését és használatát, valamint működésben tartották a rendkívül komplex, modern társadalmakat. A kommunikációs és szállítási technológiák átalakították a kollektív tanulást azáltal, hogy először hozták létre az elmék egyetlen, összekapcsolt, az egész világra kiterjedő hálózatát, amellyel új információkat tudtak kezelni és nyomon követni a hatalmas elektronikus információtároló eszközökben. A nooszféra, a globális tudat szférája, a változás alapvető mozgatórugója lett a bioszférában. Az olcsó, de hatékony, hálózatba kapcsolt számítógépek segítségével az emberek milliárdjai több információhoz juthatnak, mint amennyi a premodern világ minden könyvtárában együttesen megtalálható. A modern statisztikai elemzés kifinomult matematikai technikáival kombinálva a számítógépek lehetővé tették a kormányok, a bankok, a vállalatok és az egyének számára, hogy nyomon kövessék az erőforrások hatalmas áramlásait. A táviratok, a telefon és az internet lehetővé tették az azonnali kommunikációt a személyek között, bárhol tartózkodjanak is a világon. Ha az információ megosztása tesz minket, embereket erőssé, akkor a számítógépek megsokszorozták ezt az erőnket. Mint mindig, veszteségek is felléptek. Csakúgy, ahogyan az írás terjedésével párhuzamosan valószínűleg csökkent az emberek emlékezőképessége, hasonlóképpen csökkentek a számítógépek és a zsebszámológépek elterjedésével a számolási készségek. 2000-re a fosszilis tüzelőanyagok forradalma a világ legnagyobb részére kiterjedt, beleértve sok régebbi csomóponti régiót. A vagyon és a hatalom tekintetében a XIX. század végén a nemzetek között tátongó szakadék kezdett bezáródni. A világháborúkban meggyengült európai hatalmak kénytelen-kelletlen feladták gyarmataikat, miközben Ázsia, a Földközi-tenger

keleti térsége, Észak-Afrika és Amerika egykori csomóponti régiói a technológia, a gazdagság és a hatalom területén elkezdtek felzárkózni. Mindezen változások hátterében a fosszilis tüzelőanyagok szolgáltatta olcsó energia bősége állt. A széntermelés mindenütt nőtt, akárcsak a kőolaj és a földgáz kitermelése. Új olajmezőket tártak fel az Arab-félszigeten, Iránban, a Szovjetunióban, sőt a kontinentális selfek mentén is. Egyedül a KözelKeleten az olajtermelés az 1948-as 28 milliárd hordóról mindössze huszonöt év alatt, 1972-re 367 milliárd hordóra nőtt. A nagy gyorsítás idején a földgáz önálló energiahordozóvá lépett elő. Az emberiség teljes energiafogyasztása a XIX. században megduplázódott, majd a XX. században tízszeresére nőtt. Az emberiség energiafogyasztása sokkal gyorsabban emelkedett, mint a népesség.

A világ átalakítása: kormányzás és társadalom Az antropocén új energiaáramlásai és technológiái a társadalom és a kormány alapvető természetét is átalakították. Valaha minden ember gyűjtögetett, a kormányzás pedig valójában a családi kapcsolatokat jelentette. A földművelés megjelenése után egyre több ember élt földművelő falvakban és tartotta fenn magát mezőgazdálkodással. Az agrártársadalmakban a kormányzás mindenekelőtt a parasztoktól megszerzett energia és erőforrások mozgósítását jelentette. Ma a legtöbb ember többé már nem gyűjtöget, vagy nem műveli a földjét, hogy megszerezze a táplálékát és kielégítse egyéb szükségleteit. Ők bérmunkásokká váltak. Mint az ókori Sumer fazekasai, ők is a szakosodott munkájukkal keresett bérből élnek. Ez átalakította a kormányzás természetét, mert ettől kezdve a kormányoknak részt kellett venniük valamennyi állampolgár mindennapi életében. Ez azért van így, mert a bérmunkások – ellentétben a parasztokkal – nem tudnak fennmaradni a kormányok közreműködése nélkül. Földművelő falvak boldogan létezhetnek a nagy agrárcivilizációk határain kívül is, de a bérből élők fennmaradása a törvények, a piacok, a munkaadók, az üzletek és a valuták meglététől függ. A szakemberek, mint az idegsejtek, nem képesek egyedül fennmaradni. Ezért a

bérmunkások világa sokkal szorosabban integrálódott, mint a földművelő gazdák világa. A modern kormányok szabályozzák a piacokat és a valutákat, védelmezik a foglalkoztatást biztosító vállalkozásokat, oktatási rendszert hoznak létre a széles néptömegek részére, hogy elterjesszék az írástudást, továbbá biztosítják a szükséges infrastruktúrát az áruk és a munkavállalók mozgásához. Mindezen feladatok ellátásához egyre több és több embert kell bevonniuk a kormányzat és a közigazgatás munkájába. Láthatjuk, hogy a XIX. században megtörtént az átállás a korszerű kormányzati módszerekre. Amint elkezdődött az iparosodás, egyre több paraszt vált bérmunkássá, ezért a kormányok több embert mozgósítottak. A forradalom idején átalakított, Európa nagy részéből folyamatos támadásoknak kitett Franciaország az egyike volt az első modern államoknak, ahol a katonákat szisztematikusan, a teljes népességből toborozták. Az Egyesült Államok kormánya is háborús időszakban formálódott, amikor a lakosság nagy részét mozgósítani kellett. Ehhez a kormányoknak részletes nyilvántartásra volt szükségük a polgárok számáról, egészségi állapotukról és alkalmasságukról, iskolai végzettségükről, szakképzettségükről, vagyonukról és lojalitásukról. Ezek olyan problémák voltak, amelyeket a tradicionális kormányok általában figyelmen kívül hagyhattak. A forradalmi Franciaországban és az Egyesült Államokban a kormányok a demokratizálódás révén elkezdték fokozni állampolgáraik lojalitását, miáltal egyre több embert tudtak bevonni a kormányzati munkába, a nacionalizmuson keresztül pedig növelték az emberekben az egyfajta közösséghez, a nemzethez tartozásuk érzését. Egyre nagyobb számban kínáltak az embereknek (a gazdag férfiaknak, a többi férfinak és a nőknek – ebben a sorrendben) lehetőséget arra, hogy a választások révén bizonyos szerepet vállalhassanak a kormányzásban. Az iskolákon és a gyorsan fejlődő, a híreket továbbító médián keresztül a kormányok megpróbálták befolyásolni polgáraik gondolkodásmódját, kialakítva a lojalitás új formáit. A nacionalizmus hatékony módon kovácsolta egységbe a különböző hagyományú, különböző vallású, sőt akár más anyanyelvű embereket. A hagyományos rokonsági ösztönöket mobilizálva, létrehozták a polgárok tudatában a sok millió embert számláló, hatalmas, elképzelt közösséget,

amelynek hűséggel és szolgálattal tartoztak, sőt szélsőséges esetben, háborús válságok idején, talán még az életükkel is. A XX. század elején kitört totális háborúk hatására a kormányok a gazdaság irányítóivá váltak, amint megpróbálták a modern ipari gazdaságok minden emberét és erőforrását mozgósítani. Nagyjából nyomon követhetjük a kormányzat növekvő szerepét a gazdaság irányításában. A XIX. század végén a francia kormány a francia GDP (vagyis a teljes nemzeti termelés hozzávetőleges nagysága) mintegy 15 százalékával gazdálkodott. Akkor ez soknak tűnt. A kortárs kormányok Nagy-Britanniában és az Egyesült Államokban a GDP kevesebb mint 10 százalékával gazdálkodtak. A XX. század elején a háborúk arra kényszerítették a kormányokat, hogy aktívabban avatkozzanak be a gazdaság irányításába, majd ettől kezdve a század közepéig gazdasági szerepük mindenhol megerősödött. A XXI. század elején az OECD (az 1960-ban alapított Gazdasági Együttműködési és Fejlesztési Szervezet) tagállamaiban a kormányok átlagosan a nemzeti jövedelem 45 százalékával gazdálkodtak, míg a leggazdagabb országokban ez az arány többnyire 30–55 százalék közé esett.4 Néhány kormány, mint például a Szovjetunió és Kína kommunista rendszerei megpróbálták az egész nemzetgazdaságot mikromenedzselni. A modern kormányok a korszerű fegyverekkel felszerelt hadseregeken és rendőrségen keresztül sokkal kiterjedtebben és ügyesebben használják a kényszerítőerőt is, mint a hagyományos kormányok. Ekkora hatalom elképzelhetetlen lett volna az Artaszásztra, az ősi indiai államvezetési kézikönyv szerzője számára. A modern kormányoknak az erő, a hatalom és a befolyás olyan széles skálája van a birtokában, hogy ahhoz képest még az agrárkorszak legerősebb kormányai is harmatgyengének tűnnek. Egyre inkább összekapcsolódó világunkban a kormányzás is egyre globálisabb formát öltött. A XX. század végére sok olyan politikai struktúra alakult ki – jóllehet ezek még nem kormányok –, amelyeknek a globális szintű irányítás, tanácsadás és végrehajtás a feladatuk. Ezek közé tartozik például az Egyesült Nemzetek Szervezete (ENSZ), a Nemzetközi Valutaalap, számos vállalat és nem kormányzati szervezet (NGO), mint például a Vöröskereszt, amelyeknek több különböző országra terjed ki a tevékenysége.

Ezek az intézmények egy új, globális kormányzási szint embrionális formái, amelyek működése csupán néhány évszázaddal ezelőtt is elképzelhetetlen lett volna.

Az élet és a létezés új módjai A technológiai és politikai átalakulásokat az emberi életmód éppily radikális változásai kísérik. A modern emberek olyan módon élnek, amitől őseink megzavarodnának, elképednének, sőt talán rettegnének. Az emberek életére sok ezer éven át az a sokféle tevékenység nyomta rá a bélyegét, amelyek a paraszti háztartások jellemzői voltak – szántás, vetés, betakarítás, az állatok etetése, a tehenek megfejése, tűzifa vágása, gombák vagy gyógynövények gyűjtése, gyermekek szülése és felnevelése, az ételek főzése és a megtermelt rostok szálakká szövése. Ma a legtöbb földműves vállalkozó vagy bérmunkás. Hatalmas, ipari méretekben megművelt területeken dolgoznak a csak néhány növényre szakosodott gazdaságokban, amely növények némelyike genetikailag manipulált. A növények termesztéséhez és szállításához rengeteg műtrágyát és növényvédő szert használnak, miközben energiafaló kombájnokkal, traktorokkal és teherautókkal dolgoznak. Napjaink földművelői nem azért termesztik a növényeket, hogy megegyék, hanem azért, hogy eladják a termést. Vállalkozásokat irányítanak. A pénzt bankoktól kölcsönzik, a vetőmagot, a műtrágyát és a traktorokat a még nagyobb vállalatoktól vásárolják meg. A legtöbb ember már nem falvakban él, hanem városokban. A paraszti életet biztosító falu mezőitől, patakjaitól és erdőitől távol, olyan környezetben, amelyet szinte teljesen átalakított az emberi tevékenység. Ahogy szaporodnak a különböző munkahelyek, szakmák és a szakértelem formái, az emberek egyre több időt fordítanak tanulásra. Csak az információ – a szakmai tudás – az, ami számít, nem pedig a földművesek mindenre kiterjedő hozzáértése. Egyre több ember élvezi a táplálkozás és az egészség olyan magas szintjét, ami még egy évszázaddal ezelőtt is ritkaságszámba

ment. Mindez a modern mezőgazdaság termelékenységének, illetve az orvostudomány és az egészségügyi ellátás fejlődésének köszönhető. A korszerű érzéstelenítés megszüntette a legtöbb hagyományos orvosi beavatkozás gyötrelmeit. (Az amputációt vagy a foghúzást már nem csupán egy korty pálinkával teszik elviselhetővé.) Talán leginkább az a figyelemre méltó, hogy ezen változásoknak köszönhetően mindössze egy évszázad alatt majdnem kétszeresére nőtt az átlagos emberi élettartam. A XX. század háborúi ellenére az interperszonális kapcsolatok kevésbé erőszakosakká váltak – legalábbis többnyire. A változás logikája világos, mivel az elmúlt egy-két évszázadban a kényszer és az erőszak a viselkedés szabályozásának kevésbé hatékony módjává vált (mikor láttak utoljára nyilvános megkorbácsolást?), helyüket fokozatosan átvették a gazdasági jellegű jutalmak és a büntetések (valószínűleg mindenki kért már fizetésemelést). Bár ma a legtöbb ember magától értetődőnek tartja, hogy a rabszolgaság és a családon belüli erőszak helytelen, nem árt emlékeztetni arra, hogy a rabszolga-kereskedelem egészen a XVIII. századig a világ nagy részén teljes mértékben elfogadott tevékenység maradt. A kínzás és a kivégzés megszokott büntetés volt még csekély bűncselekmények megtorlásaként is, sőt széles körben elfogadták a közönség szórakoztatása egyik formájának. A verést vagy a testi fenyítést családon és iskolán belül a rend fenntartása normális és tökéletesen elfogadható módjának tekintették. A személyes erőszak még mindig túl gyakori, de a világon élő emberek számához képest sokkal ritkább, mint korábban, és a világ legnagyobb részén immár nem tekinthető a viselkedés szabályozása elfogadható módjának. A paraszti világban a legtöbben a létfenntartáshoz közeli szinten éltek, az ínséges időszakok megszokottak és gyakoriak voltak, a jólétet a legtöbb ember számára a biztos otthon jelentette, valamint az, hogy nem voltak adósságai, és elegendő pénze volt, hogy megfizesse az adókat és élelmezni és ruházni tudja a családját. A mai fogyasztói világ teljesen más. A gazdaságot olyan rendszerek működtetik, amelyek a világ tehetősebb részein olyan sok anyagi javat termelnek, hogy önnön túlélésük a gyorsan növekvő globális középosztály jelentős mértékű és folyamatos fogyasztásán múlik. Ugyancsak újdonság a haladás fogalma, amelyet legtöbbünk magától értetődőnek tart. A

történelem legnagyobb részében az emberek feltételezték, hogy ha nagyobb katasztrófa nem történik, akkor a gyerekek jobbára ugyanúgy élnek, mint a szüleik. Alapvetően megváltozott a viszonyulás a családokhoz és a gyerekekhez. Az utóbbi évszázadokban a javuló a táplálkozásnak és egészségügyi ellátásnak köszönhetően, csökkenni kezdett a gyermekhalandóság, így több gyermek érte meg a felnőttkort. A hagyományos paraszti életfelfogás szerint azonban a családokban minél több gyermeket kell világra hozni. Ez a felfogás, valamint a növekvő élelmiszer-termelés, a magas termékenységi ráta és a csökkenő halálozás elősegítette a népesség rendkívül gyors növekedését az elmúlt évszázadokban. Végül is a hagyományos attitűd kezdett megváltozni, amint a családok a városokba költöztek, mivel a gyermekek oktatása és nevelése drágább lett, miközben egyre több gyermek érte meg a felnőttkort. A városi családokban egyre kevesebb gyermek született, a termékenységi ráta pedig csökkenni kezdett. A termékenységi ráta csökkenése a halálozási arány korábbi csökkenésével együtt az, amit a demográfusok demográfiai átmenetnek neveznek: kialakult egy új, alacsony termékenységgel és alacsony halandósággal jellemezhető demográfiai struktúra. Ez magyarázza, miért kezdett a XX. században lassulni a népesség növekedési üteme, előbb a gazdagabb országokban, később pedig az egész világon. Ez az átalakulás segít megmagyarázni a nemi szerepek alapvető változásait is. Kisebb nyomás nehezedik a nőkre, hogy teljes felnőtt életüket gyermekek szülésének és felnevelésének szenteljék, ami elhomályosítja a férfi és a női szerepek közötti hagyományos határvonalat, lehetővé téve a nők számára olyan szerepek vállalását, amelyekből az agrárkorszak nagy részében ki voltak zárva. A ma élő emberek számára a modern élet ezen sajátosságai ismerősek, bár nehezebben érzékelhető a kontraszt a mostanra már eltűnt paraszti világgal. Még nehezebb megérteni a modern társadalmak komplexitásának megdöbbentő növekedését, ahogyan életünk minden részletét meghatározzák a több millió emberből álló hálózatok, amelyek élelmet és munkát adnak, egészségügyi ellátást, oktatást, ruhát, elektromos energiát, autónkhoz üzemanyagot biztosítanak. Ezen kapcsolati hálók mindegyikébe több ezer

vagy akár több millió ember tartozik, akik mesés komplexitású hálózatokba kapcsolódnak össze egymással. A repülőtereken várakozással töltött üres óráimban gyakran eltűnődöm azon, hány ember együttműködése szükséges az Airbus A–380 megépítéséhez, karbantartásához és Sydney-ből Londonba repítéséhez. Ha meggyengítjük ezeket a kapcsolatokat, akkor világunk struktúrái megdöbbentően gyorsan lebomlanak, amint az ma már látható a világ azon részein, ahol az államszervezet összeomlott. Kautilja, az Artaszásztra szerzője, azt mondaná, hogy ezeken a helyeken az emberek „a halak törvénye” hatálya alatt élnek.

A bioszféra átalakítása A fosszilis tüzelőanyagok forradalma és a nagy gyorsulás nemcsak az emberi társadalmat alakította át, hanem a bioszférát is. Az emberi tevékenység megváltoztatja az élő szervezetek eloszlását és számát, módosítja az óceánok és a légkör kémiáját, átrendezi a tájat és a folyókat, és megbontja azoknak az ősi kémiai ciklusoknak az egyensúlyát, amelyek a nitrogén, a szén, az oxigén és a foszfor körforgását biztosítják a bioszférában. Hosszú időbe telt, mire a kutatók rájöttek arra, hogy az emberi tevékenység hatása ma már olyan számottevő, mint a bioszféra stabilitását fenntartó, legfontosabb bio- és geokémiai folyamatoké. Anélkül babrálunk a Föld felszínét négymilliárd éve lakható hőmérsékleten tartó termosztátokkal a bioszférában, hogy igazán értenénk, mit teszünk. A szén döntő jelentőségű az élet kémiája szempontjából, eloszlása a légkörben, az óceánokban és a földkéregben segített meghatározni a Föld felszínének hőmérsékletét bolygónk egész történetében. Ma, amikor a fosszilis tüzelőanyagokban tárolt energiát használjuk fel, óriási mennyiségű szén-dioxidot juttatunk vissza a légkörbe. Az 1950-es évekig azonban a tudósok nem foglalkoztak komolyan azzal, milyen hatással lehet ez a szén körforgására. Charles Keeling 1958-ban a Hawaii-szigeteken kezdte el a légköri szén-dioxid szintjének mérését. Néhány éven belül megállapította, hogy a szint gyorsan emelkedik. A fosszilis tüzelőanyagok forradalma előtt

az emberi tevékenységből adódó szén-dioxid-kibocsátás nem volt elég nagy ahhoz, hogy érdemben befolyásolja a légköri szén-dioxid mennyiségét. Ma azonban az emberi tevékenység során évente mintegy tízezer megatonna szén-dioxid kerül a légkörbe, és becslések szerint az ipari forradalom óta a teljes kibocsátás körülbelül négyszázezer megatonnát tett ki.5 Csak akkor vált nyilvánvalóvá, milyen jelentősek ezek a változások, amikor a kutatók módszereket találtak arra, hogy több százezer évre visszamenőleg megállapítsák a szén-dioxid szintjét. Az egyik módszer szerint a jégmagokat tanulmányozzák, amelyekben az évről évre csapdába ejtett, apró buborékok geológiai időskálán árulkodnak a légkör összetételéről. A mérések tanúsága szerint az ipari forradalom óta eltelt két évszázadban a légköri szén-dioxid szintje olyan magassá vált, mint az elmúlt közel egymillió évben soha. A változások, amelyeket Keeling kimutatott, valóságosak és feltűnőek voltak; valamint átalakították a szén körforgását. A növekvő szén-dioxidszint melegebb éghajlatot jelent, a melegebb éghajlat pedig nagyobb erejű hurrikánokat, viharokat és szelet, valamint az óceánok emelkedő vízszintjét jelenti, ami elöntéssel fenyegeti az alacsonyan fekvő városokat. A hatás sok generáción át fennmarad, mivel a kibocsátás után a szén-dioxid sokáig a légkörben marad. De nem a szén-dioxid az egyetlen jelentős üvegházhatású gáz, amelynek légköri szintje az emberi tevékenység következtében megnőtt. A metán mennyisége az elmúlt két évszázadban még gyorsabban emelkedett, főként az elárasztásos rizstermelés elterjedése, és a háziállatok növekvő száma miatt. A metán még erősebb üvegházhatású gáz, bár gyorsabban lebomlik. A XX. század végén a számítógépek lehetővé tették, hogy az éghajlatkutatók egyre kifinomultabb modellekkel vizsgálják az ilyen változások várható hatását a légkörre. Modelljeik szerint néhány évtizeden belül, amikor az üvegházhatású gázok kibocsátása felmelegíti a világot, a gleccserek és a sarkvidéki jégsapkák olvadása megemeli a tengerek vízszintjét, ezért sok part menti várost eláraszt a tenger, ugyanakkor a megnövekedett hőenergia és gyorsabb párolgás kiszámíthatatlanabbá és szélsőségesebbé teszi az időjárási viszonyokat, ami megnehezíti a mezőgazdasági termelést. Néhány évtizeden belül a globális éghajlat

számottevően el fog térni a holocén viszonylag stabil éghajlati képétől. Egy amerikai éghajlatkutató tudós szerint: „Az éghajlat mérges vadállat, mi pedig egy bottal piszkáljuk.”6 A nitrogén ugyanolyan létfontosságú az élet szempontjából, mint a szén. 1890-ben a nitrogénciklusra gyakorolt emberi hatás még jelentéktelen volt. Az emberek minden évben mintegy tizenöt megatonna nitrogént vontak ki a légkörből, elsősorban a mezőgazdaság révén, míg a vadon élő növények mintegy száz megatonnát vonnak ki, vagyis csaknem hétszer többet. Száz évvel később az emberek és a növények szerepet cseréltek. 1990-re a mezőgazdaságilag művelt területek nagysága olyan mértékben nőtt, hogy a vadon élő növények már csak mintegy 89 megatonna nitrogént vonnak ki a légkörből, míg az emberi tevékenység, elsősorban a mezőgazdaság és a műtrágyagyártás során kivont nitrogén mennyisége 118 megatonnára emelkedett. A nagy emlősállatokra is jelentős hatást gyakoroltunk. 1900-ban a vadon élő szárazföldi emlősök mintegy tíz megatonna szén-biomasszát képviseltek. Az emberek akkor már mintegy tizenhárom megatonnát tettek ki, míg a háziasított emlősök – a tehenek, a lovak, a juhok, a kecskék – megdöbbentően sokat: harmincöt megatonnát. A következő évszázadban ezek az arányok még erősebben torzultak. 2000-re a vadon élő emlősök teljes tömege körülbelül 5 megatonnára esett vissza, míg az embereké gyorsan nőtt (ami nem meglepő, ismerve a népesség növekedésének tempóját), körülbelül 55 megatonnára, a háziasított emlősöké pedig megdöbbentően, 129 megatonnára. Ez egyértelműen jelzi, milyen mértékben szorította ki az emberi tevékenység kiterjedése a más, nagy emlős fajokat azáltal, hogy a bioszféra erőforrásainak egyre nagyobb részét mi használjuk fel. A lényeg általánosságban a következő. A legtöbb állat- és növényfajnak, amely az ember számára nem jelent közvetlen értéket, egyre csökken a populációja. Méghozzá a csökkenés olyan gyors, hogy egyesek szerint egy újabb tömeges kipusztulás korai szakaszának tanúi vagyunk. A kihalás üteme ma több százszor gyorsabb, mint az elmúlt néhány millió évben, és megközelíti azt a tempót, amilyet nem tapasztaltunk az elmúlt hatvanötmillió évben, az utolsó tömeges kihalási esemény óta. Nekünk, embereknek még

legközelebbi hozzátartozóinkat is sikerült kipusztítani, beleértve valószínűleg emberféle rokonainkat is, például a neandervölgyieket. Legközelebbi élő rokonaink, a csimpánzok, a gorillák és az orangutánok ugyancsak közel állnak a kihaláshoz a vadonban. A fosszilis tüzelőanyagok forradalma számos más területen is megnövelte az emberi hatást. A bányászat, az útépítés és a városok elterjedése ma már több földet mozgat meg, mint az erózió és az eljegesedés. A dízelmotoros szivattyúk tízszer gyorsabban szívják el a vizet a lelőhelyekről, mint amilyen tempóban azt a természetes áramlások pótolni képesek. Olyan ásványi anyagokat, kőzeteket és anyagokat állítunk elő, amelyek korábban nem léteztek. Ezek közé tartoznak a műanyagok (amelyek kőolajból készülnek, és jelenleg a városok hulladéklerakóiban és az óceánokban halmozódnak fel), a tiszta alumínium, a rozsdamentes acél és a hatalmas mennyiségű beton, egy ember készítette kőzet, amelynek gyártása jelenleg az egyik legjelentősebb hozzájárulást adja a világ szén-dioxid-kibocsátásához. Új anyagok ilyen mértékű elterjedése nem fordult elő a Földön mióta az oxigén mintegy 2,4 milliárd évvel ezelőtt uralkodóvá vált a légkörben.7 A változások közül az egyik legfélelmetesebb a fegyvergyártás növekvő termelékenysége. Mindössze néhány évszázaddal ezelőtt a leggyilkosabb fegyverünk a lándzsa volt, vagy talán a sziklákat kilövő katapult. A késő középkorban a puskapor Kínából kiinduló forradalma muskétákat, puskákat, ágyúkat és gránátokat adott a kezünkbe. A II. világháború olyan fegyvereket hozott létre, amelyek néhány óra alatt képesek az egész bioszférát elpusztítani, amely fegyverek romboló ereje vetekszik a dinoszauruszokat kihalásra kárhoztató aszteroidáéval.

A változás mérése az antropocénben Az információ és az energia új áramlása az embereket, az állatokat és a növényeket, valamint a föld, a tengerek és a légkör kémiai anyagait egységes rendszerbe foglalta, amely elsősorban saját fajunk javát szolgálja. Ennek a rendszernek a működése a fosszilis tüzelőanyagokból származó hatalmas

energiaáramlástól függ. A statisztikai függelékben szereplő számadatok segítségével nagyjából megbecsülhetjük ezen energiaáramlások hatását az antropocénben. Az első és legfeltűnőbb tényező az elmúlt évszázadokban a változások sebessége. Az elmúlt kétszáz évben az emberiség lélekszáma (B oszlop) kilencszázmillióról több mint hatmilliárdra emelkedett. Ez ezer év alatt huszonhatmilliárdos népességnövekedésnek felel meg, ami ezerszer gyorsabb az agrárkorszak növekedési üteménél, amikor minden évezredben átlagosan mintegy huszonötmillióval nőtt az emberiség létszáma. A mostani növekedési ráta fenntarthatatlan, és az utóbbi évtizedekben lassult. Mindazonáltal a számok szemléltetik, milyen megdöbbentő hatással volt a fosszilis tüzelőanyagok forradalma a népesség növekedésére. A gyors népességnövekedés a fajunk rendelkezésére álló energia hatalmas növekedésével függ össze (C oszlop). Az utolsó jégkorszak vége és a kétezer évvel ezelőtti kor között eltelt nyolcezer év alatt az emberi energiafogyasztás mintegy hetvenszeresére nőtt. Mindössze kétszáz év alatt, „…1800 és 2000 között a teljes energiafogyasztás mintegy huszonkétszeresére nőtt: 20 milliárd gigajoule-ról (20 exajoule) 457 milliárd gigajoule-ra (457 exajoule). Ez a növekedés ezer évenként 2200 exajoule-nak felel meg, ami több mint ezerszer olyan gyors…” A fosszilis tüzelőanyagok használatának köszönhető energiabőség – akárcsak korábban a földművelés jelentette energiabőség – fedezte a megszaporodott népesség szükségleteit, az entrópia megkövetelte komplexitási adót, és nem utolsósorban az emelkedő életszínvonalat, de az utóbbi sokkal nagyobb mértékű volt, mint az agrárkorszakban. Ráadásul ezúttal az életszínvonal emelkedése nem korlátozódott az emberek egytizedére, hanem egy sokkal népesebb, feltörekvő középosztályra terjedt ki. A létrejött többletenergia nagy részét az egyre növekvő létszámú ember eltartására kellett fordítani. Az elmúlt két évszázadban élelmet, ruhát és otthont kellett adni annak az öt-hatmilliárd embernek, akik ebben az időszakban hozzáadódtak a világ népességéhez. A fosszilis tüzelőanyagok okozta energiabőség azonban oly mértékben meghaladta a földművelés

korában elérhető energia mennyiségét, hogy bőven jutott egyéb célokra is. Ezt azért tudjuk, mert a D oszlopban látható, hogy az egy főre jutó energiafelhasználás az elmúlt ezer év során ennek közel nyolcszorosa, míg a jégkorszak vége és a kétezer évvel ezelőtti nyolcezer év alatt kevesebb mint kétszerese volt. Az elmúlt kétszáz évben a népesség villámgyorsan nőtt, de az energiaáramlás növekedési üteme még ezt a tempót is felülmúlta. Az extra energia jelentős részét annak a komplexitási adónak a megfizetésére kell fordítani, amelyet az entrópia az egyre bonyolultabb társadalmaktól megkövetel. Ennek az energiának a jelentős része nem végez produktív munkát, hanem hő, szennyezés, hulladék vagy háborús pusztulás formájában elvész. Így teljesíti az entrópia a feladatát, a bonyolult struktúrák lebontását. A fellépő veszteségek nem mérhetők pontosan, de kétségtelenül jelentősek. Emellett ott vannak az egyéb komplexitási adók, az energia és a vagyon, amelyet a mai globális társadalmak infrastruktúrájáért fizetünk. Az elmúlt kétszáz évben a legnagyobb városok népessége körülbelül egymillióról (ez alig változott ezer év alatt) több mint húszmillióra emelkedett (F oszlop). Figyelembe véve, hogy a modern városok működéséhez az elektromosenergia-ellátás, a csatornázás, az utak és a tömegközlekedés biztosításához milyen infrastruktúra szükséges, valamint mekkora kihívást jelent a kis területre összezsúfolt húszmillió ember tevékenységének szabályozása és a rend fenntartása, nyilvánvaló, hogy ez jelentős ugrás a társadalmi és technológiai komplexitás tekintetében. Komplexitási adót kell fizetni az épületek, autóbuszok, vonatok, kompok, csatornák és utak megépítéséért és karbantartásáért; fizetünk a szemétgyűjtésért, az elektromos hálózatért, a törvénykönyvekért, a rendőrség, a börtönök és a bíróságok fenntartásáért, valamint a hajókkal, repülőgépekkel, vonatokkal és az interneten keresztüli fenntartott kapcsolatokért, amelyek a világ egészét egyetlen hálózatba foglalják. E különböző rendszerek nélkül, amelyek mindegyikét hatalmas energiaáramlás tartja fenn, a modern városok bonyolult struktúrája gyorsan lebomlana. A városokat viszont autópályák, törvények és az elektronikus kommunikáció komplex infrastruktúrája köti össze a kisebb városok, falvak és elszigetelt települések százezreivel. Bár nincs módunk pontos mérésére, biztosak

lehetünk abban, hogy a fosszilis tüzelőanyagokból származó energia számottevő részét a komplexitási adók teszik ki. A fosszilis tüzelőanyagok okozta energiabőség annyira hatalmas volt, hogy bőven maradt energia még egy feladatra: az emberi jólét fokozására. Az agrárkorszakhoz hasonlóan, az aránytalanul nagy vagyon még mindig a szűk elit javát szolgálja, vagyis éppúgy, mint a múltban, az energiatöbblet jelentős része az elit fogyasztására fordítódik. Ezúttal azonban oly hatalmas volt az energiabőség és a vagyon növekedése, hogy először az emberi történelemben a fogyasztás megugrott az egyre növekvő, milliárdos létszámú, globális középosztálynál is, vagyis a jólét emelkedése sokkal több emberre terjedt ki, mint ahányan az agrárkorszakban a Földön éltek. Thomas Piketty becslése szerint a modern európai országokban a lakosság 40%-a birtokolja a nemzeti vagyon 25–45%-át. Ennek a középosztálynak a kialakulása új jelenség az emberi történelemben. Ugyanakkor egyre több ember kerül be az új középosztályba, miközben a rendkívüli szegénységben élők aránya csökken. Paradox módon a növekvő gazdagság növekvő egyenlőtlenséget is jelent, és még ha a létfenntartási küszöb fölött élők száma emelkedik is, a rendkívüli szegénységben élők száma magasabb, mint eddig bármikor a történelemben. Thomas Piketty becslése szerint a legtöbb modern országban a népesség leggazdagabb 10 százaléka birtokolja a nemzeti vagyon 25–60%-át, míg az alsó 50% részesedése legfeljebb 15% és 30% között van. Ez az egyenlőtlenség csökkenését jelenti a közvetlenül az I. világháború előtti korszakhoz képest, de a XXI. század elején az egyenlőtlenség ismét fokozódni látszik, és a ma élő emberek hatalmas száma következtében ez azt jelenti, hogy hogy abszolút számban ma sokkal több ember él mélyszegénységben, mint a múltban. 2005-ben több mint hárommilliárd ember (vagyis többen, mint a világ teljes lakossága 1900-ban) napi 2,50 dollárnál kevesebből élt. Ebben a csoportban a legtöbb ember kevés előnyét látja a fosszilis tüzelőanyagok forradalmának, és még ma is a korai ipari forradalom egészségtelen, rossz higiéniai helyzetű és bizonytalan körülményei közt kénytelenek élni, amelyet Dickens és Engels oly szemléletesen írtak le. Mindazonáltal az emberi népesség egyre nagyobb arányban részesült a

növekvő energia- és vagyonáramlásban, és él jóval a létminimum fölött. Ezek az áramlások több milliárd ember esetében emelték meg a fogyasztás, valamint a táplálkozás és az egészség szintjét. A változást legjobban jellemző mérőszám valószínűleg a várható élettartam (E oszlop). Az emberi történelem nagy részében a születéskor várható élettartam nem érte el a harminc évet. Ez nem azért volt, mert az emberek nem élték meg a hatvanas és hetvenes éveiket, hanem azért, mert rengeteg gyerek halt meg nagyon fiatalon, továbbá sok felnőtt olyan balesetek és fertőzések miatt halt meg, amelyek ma már nem halálos kimenetelűek. A várható emberi élettartam alig változott százezer év alatt. Ezután viszont az elmúlt száz évben az átlagos élettartam az egész világon majdnem megduplázódott, mivel az emberek megszerzik a kisgyermekek és az idősek magasabb színvonalú gondozásához, a több ember táplálásához, valamint a betegek és a sérültek kezeléséhez és gondozásához szükséges információkat és erőforrásokat. Megdöbbentő a fosszilis tüzelőanyagokból és a mezőgazdaságból származó energiabőség kontrasztja. A fosszilis tüzelőanyagokból származó energiatöbblet olyan nagy volt, hogy a reprodukciós kiadásokon, az elit gazdagodásán, a hulladékon és a komplexitáshoz szükséges infrastruktúra fenntartásán túlmenően elegendő energia maradt az emberiség egyre nagyobb hányada fogyasztási szintjének és életszínvonalának emelésére. Ez forradalmi átalakulást jelentett. Ez nagyrészt csak az elmúlt száz évben történt, azon belül is elsősorban a XX. század második felének nagy gyorsulása idején. Ez az antropocén kor jóságos arca (legalábbis emberi szempontból jó). A „jó antropocén” jobb életet teremtett a hétköznapi emberek milliárdjai számára, először az emberi történelemben. (Aki kétségbe vonja a javulást, gondoljon újra a korszerű érzéstelenítés nélkül végzett műtétekre.) Van azonban egy „rossz antropocén” is. A rossz antropocént az a sok változás jelenti, amelyek veszélyeztetik a jó antropocén eredményeit. Először is, a rossz antropocén hatalmas egyenlőtlenségeket hozott létre. A gazdagság óriási növekedése ellenére milliók továbbra is súlyos szegénységben élnek. Bár csábító azt gondolni, hogy a modern világ eltörölte a rabszolgaságot, a 2016-os globális rabszolgasági index becslése szerint ma több mint negyvenötmillió ember él rabszolgaként. A rossz antropocén nem csak

erkölcsileg elfogadhatatlan. Egyben veszélyes is, mert garantálja a konfliktusokat, és egy nukleáris fegyverekkel rendelkező világban minden súlyosabb konfliktus katasztrofálisnak bizonyulhat az emberiség nagyobb része számára. A rossz antropocén azzal a veszéllyel is jár, hogy csökkenti a biológiai sokféleséget, és aláássa az elmúlt tízezer év stabil éghajlati rendszerét. Az energia és az erőforrások növekvő emberi fogyasztást fenntartó áramlása most már akkora, hogy tönkretesznek más fajokat, és veszélyeztetik a modern társadalom ökológiai alapjait. Régen a szénbányászok a szén-monoxid kimutatására kanárikat vittek magukkal a bányába. Ma a szén-dioxid növekvő szintje, a biológiai sokféleség csökkenése és az olvadó gleccserek arra hívják fel a figyelmünket, hogy valami veszélyes dolog történik, amit észre kell vennünk. A kihívás, amellyel szembe kell néznünk, elég egyértelmű. Meg tudjuk-e őrizni a jó antropocén legjobb sajátosságait úgy, hogy eközben elkerüljük a rossz antropocén veszélyeit? El tudjuk-e egyenletesebben osztani az energia és az erőforrások antropocén nyújtotta többletét a katasztrofális konfliktusok elkerülése érdekében? Az első élő szervezetekhez hasonlóan, mi is rájöhetünk-e, hogyan használhatjuk ehhez a szelídebb és kisebb erőforrásokat? Megtalálhatjuk-e azoknak a kényes protonszivattyúknak a globális megfelelőit, amelyek ma az összes élő sejtet működtetik? Vagy fenntartjuk függőségünket az energia és az erőforrások áramlásától, amely olyan óriásivá válik, hogy végül romba dönti azokat a fantasztikusan összetett társadalmakat, amelyeket az elmúlt kétszáz évben felépítettünk?

IV. RÉSZ

A JÖVŐ

12. FEJEZET

MERRE TARTUNK? Nehéz előrejelzéseket készíteni, különösen a jövőre vonatkozóan. – YOGI BERRÁNAK TULAJDONÍTOTT MONDÁS Túl régen elfelejtettük, hogy a Földet csak használatra kaptuk, nem azért, hogy feléljük, még kevésbé azért, hogy elpazaroljuk. – CHARLES PERKINS MARSH, MAN AND NATURE

Jövőbeli játszmák A bevezetőben találkoztunk a különböző dolgok fantasztikusan színes forgatagával – a csillagok és a kígyók, a kvarkok és a mobiltelefonok mind a szupernóvák távoli mennydörgései felé menetelnek az entrópia rezzenéstelen, de egyre fáradó tekintetétől kísérve. De vajon merre tart ez a kavalkád? Furcsa módon csak néhány modern oktatási rendszerben fordítanak elég időt arra, hogy szisztematikusan tanítsanak valamit a jövőről. A téma ilyetén elhanyagolása azért meglepő, mert minden értelmes faj gondol a jövőre, és ebben mi, emberek jobbak vagyunk bármely más fajnál. Akár az emberek, akár a csimpánzok agyáról van szó, az agy megalkotja a világ pillanatnyi állapotának egyszerűsített modelljét. Olyan modelleket is létrehoz, amelyek a világ változásait modellezik. Az agy, akárcsak a tőzsdén a brókerek vagy az éghajlatkutatók, a jövő modellezésével foglalkozik. Eközben figyelmezteti a tulajdonosát a közelgő lehetőségekre és veszélyekre. Manapság mi, emberek fantasztikus ügyességgel és fantasztikus léptékben vagyunk képesek lejátszani a jövő játszmáit. Modelljeink sokszínűek és erőteljesek, mert az emberi nyelv és az információ megosztása révén egyesíthetjük a különböző modellek milliárdjait. Ez azt jelenti, hogy

finomítani, gazdagítani és javítani tudjuk modelljeinket, amint kiegészítjük és javítjuk az emberek milliárdjaitól, sőt különböző generációktól kapott visszajelzések és új információk alapján. Napjaink világról alkotott modelljei a Föld minden részéről származó információkat tartalmaznak. Felépítésükben a modern tudomány legjobbjai vesznek részt, majd a modelleket olyan számítógép-hálózatokon futtatjuk, amelyek a különböző forgatókönyvek millióit tudják végigzongorázni. „Ha a grönlandi gleccserek megolvadnak, megemelkedik-e annyival a tenger szintje, hogy elönti Miamit és Dakkát?” Erre a kérdésre száz évvel ezelőtt még nem tudtunk érdemi választ adni. Ma viszont az ilyen és hasonló kérdésekre adott részletes és gondosan ellenőrzött válaszaink segíthetik a politikai döntéseket, amelyek olyan emberek milliárdjainak életét befolyásolhatják, akik közül sokan ma fiatalok vagy még meg sem születtek. (És igen, Miamit és Dakkát elönti a tenger.) Feltehetünk persze még nagyobb horderejű, a távoli jövőbe mutató kérdéseket is, például: „Diadalmaskodik-e az entrópia? Végső soron lebontjae az összes struktúrát és formát?” Ahogy az lenni szokott, az ilyen kérdésekre meglehetősen magabiztos válaszokat adhatunk, mert kozmológiai léptékben a változások viszonylag egyszerű típusairól beszélhetünk. Ezzel visszatértünk a korai univerzum bonyolult fizikai rendszereihez. A kozmológiai kérdésekre adott válaszok azonban nem túl sok gyakorlati útmutatást adnak, mert időben fantasztikusan távoli eseményekről van szó. Mégis hozzájárulhatnak modern eredettörténetünk kialakításához, mert felvetik a „merre tartunk?” gyötrő kérdését. Segítségükkel mélyen megértjük a jelenségeket, talán bizonyos értelemben le is zárhatjuk a kérdést, de iránymutatást nem kapunk. Az emberi és a kozmológiai léptékek között van egy másik időskála is, a néhány ezer éves távlat. Milyen lesz a Föld kétezer év múlva? Milyenek lesznek az emberek? Vagy milyen lesz a kukoricacső, és lesznek-e városaink vagy kolóniáink a Marson?1 Különös, de éppen ezt a köztes skálát a legnehezebb modellezni. Ezen az időskálán az érdekes kérdések olyan fantasztikusan összetett rendszerekre vonatkoznak, mint a bioszféra, márpedig egy ilyen rendszerben kétezer év alatt a lehetőségek fája olyan szerteágazóvá válik, hogy még a legszélsőségesebb számítógépes modellek sem képesek kiválasztani az események legvalószínűbb kimenetelét. Nem

csak az elágazások száma jelent azonban akadályt. A kvantumfizika bebizonyította, hogy a legkisebb skálán az univerzum nem determinisztikus. Néha váratlan dolgok történnek, és mint a pillangó szárnyainak libbenése, ezek ok-okozati láncok sorozatának eredményeképpen olyan erejű változásokba csaphatnak át, amelyek számos lehetséges irány felé sodorhatják a jövőt. Tehát a nyilvánvaló, hagyományos eshetőségekből is rengeteggel kell számolnunk. Ugyanakkor sem agyunk, sem a legjobb számítógépes modelljeink nem képesek figyelembe venni például egy vírus apró genetikai mutációján alapuló világjárványt, vagy egy közeli szupernóvarobbanás hatását, de legalább ahhoz már közel járunk, hogy előrejelezzük egy kisbolygó becsapódását (vagyis egy olyan eseményt, mint amilyen a dinoszauruszok kihalását okozta). Ezen a köztes skálán belépünk a sci-fi birodalmába. A történetek, amelyeket a következő néhány évezredről elmondunk, lenyűgözőek, kísértetiesek és fontosak. Nem tudjuk azonban eldönteni, melyiket kell közülük komolyan vennünk.

Az emberiség jövője nyomában Számunkra, emberek számára a következő száz év nagyon fontos. Az események olyan gyorsan peregnek, mintha lassított felvételen néznénk egy közelítő balesetet, amelynek részletei, vagyis az, amit a következő évtizedekben teszünk, óriási következményekkel járnak majd több ezer éves időskálán, nemcsak ránk, hanem az egész bioszférára nézve. Akár tetszik, akár nem, most már a bioszféra egészét kezeljük, amit egyaránt tehetünk jól vagy rosszul. A különféle mítoszok sokat elárulnak arról, hogyan kell szembenézni a kiszámíthatatlan jövővel, mert tele vannak történetekkel kis híján végzetessé váló eseményekről, katasztrofális hibákról és sikeres vállalkozásokról. Ma viszont újdonság az, hogy egy potenciális összeomlás hétmilliárd embert érint, valamint szemtanúkként és halálos áldozatokként más szervezetek millióit. Eszerint a mai embernek, mint minden jó mítosz hőseinek, küldetése van. Feladatunk az, hogy elkerüljük az összeomlást, és megfelelő helyet

biztosítsunk mind az embereknek, mind a bioszférának, mert tudjuk, hogy egy tönkretett bioszféra nem alkalmas hely az ember számára. A legjobb mítoszokban nincsenek biztosítékok. Az összeomlás tényleg megtörténhet. Rosszul kezelhetjük azt a bonyolult globális gépezetet, amelyet mi, emberek építettünk, és ezáltal elveszítjük a jó antropocén előnyeit. Ez különösen akkor valószínű, ha a különböző vezetők különböző irányokba próbálják irányítani a gépezetet, vagy ha figyelmen kívül hagyjuk az irányítópulton felvillanó, piros figyelmeztető jelzést. Ha a gép meghibásodik, és a termelékenység csökken, akkor nem tudunk eltartani hétmilliárd embert. Szembesülünk a társadalmi káosz, a háborúk, az éhínség és az ellenőrizetlenül terjedő betegségek kíméletlen időszakával. Ez az Artaszásztra szerinti „halak törvénye”. Ha és amikor a dolgok végül rendeződnek, a csekély számú túlélő ismét az agrárkorszak energetikai korlátain belül fog élni, amikor csak egy törpe kisebbségnek jut osztályrészül több a puszta megélhetésnél. Ha azonban komoly károkat okozunk az éghajlati rendszerben, akkor a világ jelentős részén még a mezőgazdaság sem fog működni. Elvégre a földművelés létrejötte a holocén stabil éghajlati körülményeinek volt köszönhető. Akkor, ki tudja, mi történik? Mint néhány sci-fiben, talán az emberi populáció maradványa lassan újjáépít valamit, ami a mi világunkra emlékeztet, amihez talán emlékeiket, elszenesedett könyveket és kéziratokat, vagy a városok, gyárak, gépek és mikrochipek maradványait használják fel. Vagy lehetséges, amint azt egyesek felvetették, hogy határa van annak, milyen bonyolultságú rendszereket képes az ember kezelni? Elértünk a komplexitásnak arra a szintjére, ami egyszerűen túl van ezen a határon? Talán az összes kollektív tanulásra képes fajnak az a sorsa, hogy beleütközzék a komplexitás plafonjába, és akkor a társadalom összeomlik? Ez lehet az oka annak, hogy még nem találkoztunk semmilyen más, kollektív tanulásra képes fajjal? A görög mítoszokban az istenek megbüntetik Sziszüphosz korinthoszi királyt, mert túlságosan okos és túl ambiciózus volt. Biztosan az entrópia tanácsára arra ítélték, hogy örök időkön át, újra meg újra görgessen egy fel sziklát egy hegyre, és lássa, amint az mindig visszagurul. Ezek barátságtalan forgatókönyvek, de nem hagyhatjuk őket figyelmen

kívül. Az univerzum valóban közömbös a sorsunkat illetően. Ez az energia hatalmas óceánja, amelyen az egyes hullámok, mint amilyenek mi magunk vagyunk, csak múló jelenségek. „A nagy mítoszok keménységét – írja Joseph Campbell – az a bizonyosság tartja egyensúlyban, hogy mindaz, amit látunk, csak egy olyan tartós erő tükröződése, amelyet nem érint a fájdalom. Így a mesék egyaránt kegyetlenek és félelem nélküliek –, amelyeket átitat a transzcendens anonimitás öröme, aminek önmagukat tekintik, az összes énközpontú, harcoló egóban, amelyek idővel megszületnek és meghalnak.”2 A modern tudomány az univerzum félelmetes érzéketlenségét a termodinamika első és második főtételében ragadja meg. De nekünk, embereknek, mint minden élő szervezetnek, céljaink vannak, ezért hosszú utazásokra indulunk, az univerzum közömbössége ellenére elérjük ezeket a célokat. A különböző kultúrákból származó történetek ezeket a veszélyes utazásokat írják le, amely utazások nem mindig sikerülnek, de néha igen. Az utazók elviselik azokat az időszakokat, amikor minden elveszettnek tűnik, a nagy szenvedés időszakait. Hirtelen előfordulnak a keresés közben váratlan megszakítások. Néha segítők is felbukkannak, istenek vagy barátok formájában. Vannak szerencsés szünetek is. Ezért minden mitológiai hagyományban a küldetések sikeresek lehetnek és sikeresek is lesznek. Elővigyázatosság, eltökéltség és remény – ezek mindenki döntő erényei a keresésben, mert az utazó, aki elszalasztja a lehetőségeket, vagy aki túl hamar feladja, vagy kétségbeesik, az kudarcot vall. Minden tradicionális mesemondó elmondhatta volna nekünk, hogy ezek azok a tulajdonságok, amelyekre az embereknek szükségük van, amikor szembe kell néznünk egy veszélyekkel teli és lehetőségekben bővelkedő, de kiszámíthatatlan jövővel. A jó és a rossz antropocén tárgyalásából kiderült, melyek éppen most az emberi törekvések céljai. Az első az összeomlás elkerülése. Ha ez sikerül, két további célunk van: a jó antropocén előnyeinek biztosítása mindenki számára, és emellett a gondoskodás arról, hogy a bioszféra továbbra is virágozzék, mert ha a bioszféra tönkremegy, akkor küldetésünk nem sikerülhet. A kihívást az jelenti, hogy elérjük ezeket a célokat, még akkor is, ha azok gyakran látszólag különböző irányokba mutatnak, néha az

engedékenység felé, néha a korlátok közé szorítás felé. Lehet, hogy ez a stílus túl fellengzős, mégis idézzük az ember küldetésének megfogalmazását az ENSZ 2015-ben megjelent „Világunk átalakítása: a fenntartható fejlődés 2030-ig megvalósítandó programja” című dokumentumának preambulumából: (A dokumentumból vett idézetek fordításának forrása a PPKE JÁK fordítói munkaközösségének kiadványa, Pázmány Press, Budapest, 2016) Minden ország és valamennyi érdekelt – együttműködési partnerség keretében eljárva – végrehajtja ezt a tervet. Elhatároztuk, hogy felszabadítjuk az emberiséget a szegénység és a nélkülözés zsarnoksága alól, valamint hogy meggyógyítjuk és megóvjuk bolygónkat. Eltökélt szándékunk megtenni azokat a merész és átalakító hatású lépéseket, amelyekre sürgős szükség van annak érdekében, hogy a világot visszatereljük a fenntarthatóság és a rugalmas terhelhetőség útjára. Amikor elindulunk e közös utazásra, ünnepélyesen megfogadjuk, hogy senkit sem hagyunk magára. A dokumentum így folytatódik: Az emberiség. Eltökélt szándékunk megszüntetni a szegénység és az éhezés valamennyi formáját és vetületét, valamint biztosítani, hogy minden ember méltóságban, egyenlőségben és egészséges környezetben bontakoztathassa ki képességeit. A Föld. Eltökélt szándékunk – többek között fenntartható fogyasztás és termelés által – megóvni a Földet a leromlástól, fenntartható módon kezelve a természeti erőforrásokat, valamint sürgős intézkedéseket téve az éghajlatváltozással kapcsolatban annak érdekében, hogy a Föld képes legyen kielégíteni a jelen és jövő nemzedékek szükségleteit. Jólét. Eltökélt szándékunk biztosítani, hogy minden ember sikeres és teljes életet élhessen, valamint hogy a gazdasági, társadalmi és technológiai fejlődés a természettel összhangban történjék.

Ezután 17 fenntartható fejlesztési cél és 169 konkrét feladat felsorolása következik, amelyeket, ha minden jól megy, a következő tizenöt évben sikerülhet elérni. Könnyű szkeptikusnak lenni. Ugyanakkor némi cinizmus is helyénvaló. Mindazonáltal annak, aki a XX. század közepén nőtt fel, amikor keveset tudtunk a rossz antropocén veszélyeiről, figyelemre méltó ilyen nyilatkozatot olvasni egy olyan testülettől, amely a Föld legtöbb országát képviseli. A fenntartható fejlődési célok megfogalmazása után hamarosan megjelent egy másik fontos dokumentum: a párizsi éghajlatvédelmi egyezmény. Ezt 2015. december 12-én fogadta el egy ENSZ-konferencia, amelyen 195 ország vett részt. A megállapodás 2016. november 4-én lépett hatályba, amikorra az előírt számú ország hivatalosan ratifikálta azt. Céljai a következők (a magyar szöveg forrása: 2016. évi L. törvény 2. cikk): (a) a globális átlaghőmérséklet emelkedését jóval az iparosodás előtti átlaghőmérsékletnél 2 °C-kal magasabb hőmérsékletszint alatt tartva; egyúttal arra törekedve, hogy a hőmérséklet-emelkedés az iparosodás előtti átlaghőmérséklet feletti 1,5 °C mértékre korlátozódjon, felismerve, hogy ez jelentősen csökkentené az éghajlatváltozás kockázatait és hatásait; (b) az éghajlatváltozás kedvezőtlen hatásaihoz való alkalmazkodás képességének növelésével, az éghajlatváltozással szembeni ellenálló képesség fejlesztésével és az üvegházhatású gázok alacsony szintű kibocsátásának támogatásával, az élelmiszer-termelés veszélyeztetése nélkül; (c) arra törekedve, hogy a pénzügyi források áramlása összhangban álljon az üvegházhatású gázok alacsonyabb szintű kibocsátására és az éghajlatváltozással szembeni ellenálló képesség fejlesztésére irányuló erőfeszítésekkel. A két dokumentum közötti feszültség sokat megmutat abból, milyen nehézségekbe ütközünk, amikor egy jobb világot akarunk teremteni, mert egyelőre tényleg nem világos, hogy a szén-dioxid-kibocsátás a célként kitűzött határokon belül tartható-e a fosszilis tüzelőanyagok használatának

drasztikus csökkentése nélkül. Összeegyeztethető-e ez a csökkentés a fenntartható növekedéssel? Talán, ha a megújuló energiatermelés elég gyorsan növekszik. De a feladat végrehajtását biztosan megkönnyítené, ha komolyabb lenne a szándék a javak újraelosztására, és hajlandóság mutatkozna a lassúbb gazdasági növekedés elfogadására. Modern eredettörténetünk hasznos analógiát sugall: a kémiai aktivációs energiát. A kémiában az aktivációs energia adja meg azt a kezdő lökést, amely megindítja a létfontosságú reakciókat. Ha viszont egyszer már megindultak, akkor kevesebb energiára van szükség. Talán a fosszilis tüzelőanyagokat az aktivációs energiához hasonlíthatjuk, amelyre mai világunk mozgásba lendítéséhez szükségünk van. Most, hogy ez a ragyogó, új világ már működik, mozgásban tudjuk-e tartani úgy, hogy kisebb, de kifinomultabb energiaáramlást igényeljen, mint amilyenek az apró áramlások elektronról elektronra, vagy protonról protonra, amelyeket enzimek kezelnek, és amelyek energiával látják el az élő sejteket? Tudjuk-e utánozni a lélegzést, a tűz érzékeny, de nem pusztító sebességű megfelelőjét a Nagy Életben? A fosszilis tüzelőanyagok aktivációs energiához hasonlításának ötlete valamit elárul a mai világról. Az utóbbi évszázadok turbulens dinamizmusa a kreatív pusztítás minden időszakára jellemző. Ez az emberi megfelelője a csillagokat létrehozó gravitációs energiának. De miután a teremtés vad energiái elvégezték munkájukat, attól kezdve új és stabilabb dinamizmust várunk, mint amikor valamilyen új dolog elfoglalja helyét az univerzumban. Ahogyan a mi Napunk tette, talán mi is megnyugodhatunk a dinamikus stabilitás időszakában, miután átléptünk egy újabb küszöböt, és felépítettünk egy új világtársadalmat, amely megőrzi az antropocén legjobb vonásait. Talán teljesen hibás a végtelenségig tartó növekedés ötlete. Talán a romboló dinamizmus csak az elmúlt évszázadok átmeneti jelensége. Végül is a társadalmi és kulturális stabilitás keretein belül folyó élet volt az, amit az emberi történelem legnagyobb részében és a legtöbb emberi társadalomban normálisnak tekintettek. Ez az oka annak, hogy a gazdag és dinamikus élet képe egy kevésbé változó világban számos modern őslakos közösség kultúrájában megőrződött, amely közösségek tagjai alapvetően egy saját maguknál sokkal nagyobb és idősebb világ gondnokainak tekintik magukat.

Bár napjainkban nem divatos, mégis a folyamatos növekedés nélküli jövő ötlete rendszeresen felmerült a filozófiai gondolkodású közgazdászok körében folyó vitákban. Sok XVIII. századi közgazdász, köztük Adam Smith, tartott a nem növekedő jövőtől, mert azt a haladás végének tekintették. John Stuart Mill azonban üdvözölt egy ilyen jövőt, mint ami frissítő kontrasztot jelent az ipari forradalom korának őrjítő tempójú aranylázával szemben. 1848-ban ezt írta: „Bevallom, nem bűvöl el az élet képe, amelyet azok tárnak elénk, akik szerint az emberek normális állapota a folyamatos küzdelem a továbbhaladásért; hogy az egymást eltiprók, zúzók, könyöklők és egymás sarkára lépők, akik a társadalmi élet létező típusát alkotják, a leginkább kívánatos emberi sors lenne; ezek sokkal inkább az ipari fejlődés egyik fázisának elfogadhatatlan tünetei.”3 Ehelyett Mill azt állította, hogy „az emberi természet legjobb állapota az, amelyben senki sem szegény, senki sem akar gazdagabb lenni, mint ahogy attól sem kell félnie, hogy visszahúzzák azok, akik erőfeszítéseket tesznek saját előrehaladásuk érdekében.” Növekedésre sok szegényebb országban továbbra is szükség van, jelentette ki Mill, de a gazdagabb országok még inkább szükségét érzik a vagyon jobb elosztásának. Miután az alapvető szükségletekről gondoskodtak, nekik az lenne a feladatuk, hogy teljesebb életet éljenek, ahelyett, hogy minél több anyagi gazdagság megszerzése törekednének. A tőke és a népesség stagnáló állapotából nem következik az emberi fejlődés stagnálása. Ugyanolyan tág tere lenne bármiféle szellemi és kulturális fejlődésnek, mint korábban bármikor; ugyanolyan mértékű maradna az erkölcsi és társadalmi fejlődés; több lehetőség lenne az élet művészetének javítására, és sokkal valószínűbb is lenne annak javulása, amikor az elméket nem köti le az ügyeskedés az előrehaladás érdekében. Figyelmeztetett arra, hogy szándékosan a stagnáló államot kell választani, kedvező feltételekkel, még mielőtt a vonakodó emberiség rákényszerülne arra, hogy sokkal kedvezőtlenebb feltételekkel fogadja el ugyanezt. „Őszintén

remélem, az utókor kedvéért, hogy elégedettek lesznek a stacionárius állapottal, még mielőtt a szükség rákényszeríti őket.” Sokan mások is felismerték, hogy a gazdasági növekedés nem azonos a jó élettel. 1930-ban „Unokáink gazdasági lehetőségei” című esszéjében a brit közgazdász, John Maynard Keynes azt fejtette ki, hogy egy évszázadon belül a termelékenység elég magas lesz ahhoz, hogy mindenki számára garantálja létszükségletei kielégítését. Attól a pillanattól kezdve, remélte Keynes, az emberek már nem fognak olyan keményen dolgozni, hanem inkább többet gondolkodnak majd arról, hogyan éljenek. 1968 márciusában, röviddel azelőtt, hogy meggyilkolták, Robert Kennedy így fogalmazta meg a nemzeti össztermék soha véget nem érő növekedését célzó gazdaság korlátait: A bruttó nemzeti termékbe (GNP) beleszámít a légszennyezés és a cigaretta reklámozása, és az autópályákon a balesetekhez kivonuló mentőautók. ... Beleszámít a vörösfenyő megsemmisítése és a természet csodáinak elvesztése a kaotikus terjeszkedés miatt. ... A GNP azonban nem adja meg gyermekeinknek az egészséget, a minőségi oktatást vagy a játék örömét. Nem tartalmazza költészetünk szépségét vagy ... a nyilvános viták kulturált színvonalát és köztisztviselőink megvesztegethetetlenségét. ... Mindent mér, kivéve azt, ami értelmet ad az életnek. Ahogy egyre jobban megismerjük a bioszférát, egyre jobban megértjük, miért kell óvatosabban kezelnünk. Végeredményben milyen rugalmas a bioszféra? Nem igazán tudjuk. Létezhetnek olyan fordulópontok, amelyeket átlépve felgyorsulnak a káros változások, mert működésbe jönnek valamilyen veszélyes pozitív visszacsatolási ciklusok. A gleccserek például, amelyek Grönland területének legnagyobb részét borítják, visszaverik a napfényt. Amikor megolvadnak, a Föld sötétebbé válik, és elkezdi elnyelni a hőt, ahelyett, hogy visszaverné. Emiatt nő a légkörben maradó hő mennyisége, aminek következtében még több gleccser olvad meg, ami csökkenti a Föld fényvisszaverését, ami tovább fokozza a felmelegedést. Az ilyen mechanizmusok rávilágítanak arra, miért kell komolyan elgondolkodnunk a

bioszféra korlátairól. A Stockholm Resilience Centre évek óta dolgozik „bolygónk határainak” azonosításán: ha az emberiség átlépi ezeket a határokat, akkor azzal komolyan veszélyezteti a jövőnket.4 Kilenc kritikus határt neveztek meg, amelyek közül kettő, az éghajlatváltozás és a biológiai sokféleség csökkenése döntő jelentőségű, mert ha bármelyikük komolyan megsérül, akkor a bioszféra túlléphet a stabil határokon.5 Természetesen a világméretű változások modellezése még mindig csak elnagyolt. A szirénák nem szólalnak meg, amikor átlépjük ezeket a határokat. A központ kutatói azonban arra az óvatos következtetésre jutnak, hogy már határozottan át is léptük a biodiverzitás planetáris határát, és az éghajlatváltozás esetében is közeledünk a határok felé. A foszfor és a nitrogén áramlásával már átléptük a kritikus határokat, a földhasználat, különösen az erdők használatának esetében pedig nagyon közel járunk a határokhoz. Már kezdenek villogni a piros figyelmeztető lámpák annak a „globális gépezetnek” a vezérlőpultján, amelyet megépítettünk. Ha minden kihívás ellenére törekvéseink sikeresek lesznek, akkor milyen lesz az „érett antropocén”?6 A világ természetesen nem lesz tökéletes. De fontos, hogy legalább elképzeljünk egy ilyen világot, mielőtt megpróbáljuk megépíteni. Ám ebben az esetben olyan sok nem mérhető, számszerűsíthetetlen tényezőt kell figyelembe vennünk, hogy nem készíthetünk mérnöki pontosságú tervrajzot. Mindazonáltal leírhatjuk egy olyan világ néhány legfontosabb jellemzőjét, amelyik megőrzi a jó antropocén legjobb tulajdonságait, elkerülve a rossz antropocén veszélyeit. A népesség növekedése lassulni fog, végül megáll, és esetleg csökkenni kezd. A népességnövekedés mértéke már a világ legtöbb részén csökken, egyes régiókban pedig az emberek abszolút száma is csökken. Sok lépés felgyorsíthatja ezt a folyamatot, beleértve a szegény családok jobb egészségügyi ellátását, valamint a lányok és asszonyok magasabb szintű oktatását a szegényebb országokban. Sok közgazdász figyelmeztet a népességnövekedés lassulásának veszélyeire, de a bioszférát a központba állító szemléletmód megmutatja, miért nem tartható fenn a népesség folyamatos növekedése. Az érett antropocénben a szegénység jórészt

megszűnik, egyrészt a jobb jóléti rendszereknek, másrészt a rendkívüli vagyonok felhalmozódása ellenőrzésének köszönhetően. Mint láttuk, hogy a szélsőséges szegénység már – viszonylagosan legalábbis – a világ nagy részén csökken. Végül, amint a gazdasági növekedés megszűnik a kormányok elsődleges célja lenni, az egyének egyre többre értékelik az életminőség és a szabadidő növekedését, a növekvő jövedelemmel szemben. A kormányok támogatásával, egyre több ember hagy fel a kisszerű, mindennapos létharccal. Ezen emberek szükségleteinek kielégítése fellendülést hoz a gazdaság olyan ágazataiban, amelyek szolgáltatásokat biztosítanak, nem pedig anyagi javakat állítanak elő. Az oktatás és a tudomány egyre fontosabb lesz a kormányok számára, mert a gazdagság és a jólét forrásaként a tudás kezd az anyagi javak helyére lépni. Az eszmék is megváltoznak – a jó életről és a jó kormányzás céljairól szóló eszmék egyaránt. A világ gazdaságai valamikor századunk későbbi éveiben felhagynak a fosszilis tüzelőanyagok használatával. A megújuló energiák termelése gyorsan nő, így ez a cél nem irreális, bár a folyamat a kormányok jelenleg tapasztalhatónál erőteljesebb beavatkozását igényelné. A légköri szén-dioxid kivonását célzó intézkedésekkel kombinálva, egy megreformált, az egész világra kiterjedő energetikai szabályozás a globális felmelegedést 2 °C-kal az iparosodás előtti szinten belül korlátozhatja. A hatékonyság növelése az energia és az anyagok felhasználásában végül csökkenti a teljes energiafogyasztást, a meglévő anyagok újrahasznosítása pedig szinte nullára csökkenti az új ásványi anyagok és erőforrások fogyasztását. Az innovációk és a fogyasztási szokások változásai csak egy részét alkotják a mezőgazdaság átfogó átalakulásának, aminek következményeképpen a termelés erőforrásigénye csökken, miközben hatékonyabbá válik. Ebben biztosan fontos szerepe lesz a tudományos innovációnak. Jelentős összegeket fognak befektetni a biológiai sokféleség, a vizes élőhelyek és a sérülékeny területek, mint például a korallzátonyok vagy a tundra környezetének védelmébe. Ahogy Mill írta, a stabilabb világnak nem kell szükségszerűen statikus világnak lennie. Valójában gazdag lehetőségeket kínál az új művészeti

formák, a szélesedő és mélyülő társadalmi élet számára, továbbá újszerű és kevésbé manipulatív lesz az emberek kapcsolata a természeti világgal. Ezen a területen a modern társadalmaknak sokat kell tanulniuk azoktól, akik megőrizték hagyományaikat, vagyis azoktól a társadalmaktól, amelyek több ezer éven keresztül stabilabb kapcsolatban éltek környezetükkel. Észszerűtlen-e azt remélni, hogy egy ilyen világban, még akkor is, ha az erőforrások átlagos fogyasztása nem nő, jelentős számú ember életminősége mégis javulhat? Ezen új küszöb átlépésének számos Goldilocks-feltétele máris kialakult. Ezek közé tartozik a modern tudományos ismeretek megdöbbentő szellemi gazdagsága, a bioszféra működésének sokkal alaposabb megértése, és az, hogy egyre inkább tudatában vagyunk annak, hogy nekünk, embereknek közös sorsunk van otthonunkon, a Föld bolygón. Az azonnali cselekvés motiválása érdekében szükségünk lesz a jobb jövő életszerű képeire is. A remény végső soron döntő erény egy jobb világ megteremtésében, akárcsak az elővigyázatosság (ebben a jó tudomány sokat segít) és elkötelezettség (itt viszont a politika szerepe lesz döntő fontosságú). Amikor 2017-ben ezeket a sorokat írom, az elkötelezettség tűnik a legkevésbé jelen lévő erénynek. Figyelemre méltó, hogy a kormányok már az egész a világon hangoztatják azokat a szép, de nem őszinte szavakat, amelyek a fent leírt célokat szolgálják. Ugyanakkor még mindig nincs erős globális konszenzus a küldetésről. Sokak meggyőződése szerint a jelzőlámpák figyelmeztető fényei a hibás kapcsolók és a rossz tudomány miatt villognak. Csak keveseknek adatott meg az a luxus, hogy kellően nagy léptékben gondolkodva komolyan elképzeljék a közeljövőt. A legtöbb embernek, de különösen a nagyon szegényeknek személyes igényeik kielégítésére és céljaik elérésére kell koncentrálniuk. Eközben a legtöbb politikusnak és vállalkozónak ugyancsak az azonnal megoldandó problémákra kell összpontosítania. A kormányok a nemzeteket képviselik és egymással versengnek, ami azt jelenti, hogy az egyes nemzetek gazdagsága és ereje nagyobb súllyal esik latba a politikai számításokban, mint a világ egészének igényei. A legtöbb kormányt kötik a rövid távú célok, amelyek azokból a módszerekből adódnak, ahogyan a tisztviselőket kinevezik vagy választják.

Kevesen tűzhetnek ki szilárd és reális célokat húsz vagy harminc évre előre, mégis ezek azok az időkeretek, amelyek meghatározzák egy jobb világért tett erőfeszítéseink kimenetelét. Végül, egy kapitalista világban a legtöbb vállalkozás célja nyereség szerzésre, márpedig a profitra törekvés túl gyakran nem a fenntarthatóság keresése, hanem attól merőben eltérő célok felé tart. Milyen esély van tehát a küldetés fontosságára vonatkozó, világméretű konszenzus kialakulására? Az egyik legbiztatóbb jel az, milyen gyorsan sikerült elérni azt a tudományos egyetértést, amelyet az olyan dokumentumok tükröznek, mint az ENSZ fenntarthatósági céljai és a párizsi éghajlatvédelmi egyezmény. Harminc évvel ezelőtt ilyen nyilatkozatok elképzelhetetlenek lettek volna. Talán közel állunk egy gazdasági fordulóponthoz, ahol maga a törekvés jövedelmezőnek és a fejlődő globális kapitalizmussal összeegyeztethetőnek bizonyul. Ha ez megtörténik, a modern kapitalizmus hatalmas innovatív és üzleti energiái és a kapitalizmus generálta gazdagságtól függő kormányok beállhatnak a törekvések mögé, és akkora lendületet adhatnak a folyamatnak, mint annak idején a kapitalista kormányok az ipari forradalomnak. Ma azonban bonyolultabb világban élünk, ahol a kormányok magatartása részben azon múlik, hogy léteznek-e olyan választók, akik komolyan veszik a küldetést. Ez bizonyos mértékben attól függ, milyen jól és meggyőzően képesek az emberek leírni magát a küldetést. Ha sikeresen kezeljük az átmenetet egy fenntarthatóbb világba, amit egyfajta kilencedik küszöbnek tekinthetünk, akkor nyilvánvalóvá válik, hogy az egész emberi történelem valójában a növekvő bonyolultság egyetlen küszöbét alkotja, amely a bioszféra egészének tudatos kezelésében csúcsosodik ki. Csak azért látjuk szakaszokból állónak az emberi történelmet, mert túl közel vagyunk hozzá. Ez a nagyobb, kombinált küszöb a kollektív tanulással kezdődött. Éppúgy, ahogyan a korai univerzumban a gravitáció összetömörítette az anyag felhőit, a kollektív tanulás nagyobb sűrűségű és komplexebb emberi társadalmakat hozott létre, felgyorsította a változást, és a dinamizmus új formáit alakította ki, miáltal az emberek egyre erőteljesebben uralkodtak a bioszféra felett. A gyorsuló változás bizonytalan ideig folytatódhat, míg végül katasztrofális robbanáshoz vezet –, amit talán egy szupernóva-robbanás emberi megfelelőjének tekinthetünk. Ha azonban

sikeresen végrehajtjuk az áttérést a fenntartható világra, akkor visszatekintve úgy tűnik majd, mintha mi, emberek hoztuk volna létre a komplexitás új és stabil formáját, éppúgy, ahogyan a magfúzió létrehozta a csillagok új és stabilabb struktúráját, hogy ellenálljon a gravitációs összehúzódásnak. Azután azt fogjuk látni, hogy a hatodik és kilencedik közötti küszöbök átlépése új típusú bioszférát hozott létre a Földön, új termosztátokkal, valamint a szabályozás új és tudatosabb, a nooszférába, vagyis az elme szférájába ágyazott formáival. Minek nevezzük ezt a küszöböt? Emberi forradalomnak?

Az emberiségen túl: évezredes és kozmológiai jövő Legyünk optimisták, és képzeljünk el egy olyan világot, ahol a küldetésünk sikerült. Átléptük a kilencedik küszöböt, és a legtöbb ember jól él a stabil, a bioszférával fenntarthatóbb kapcsolaton alapuló, globális társadalomban. Ez azt jelenti, hogy az emberi társadalmak talán több ezer, vagy akár több százezer évig fennmaradhatnak. Eltöprengve azon, mi jöhet ezután, eljutunk a középtávú jövő rettenetes, kiszámíthatatlan, de talán utópisztikus világához. Ebben az időléptékben modelljeink valójában nem többek puszta sejtéseknél. Beválásuk esélye talán csak akkora, mint azoké a XIX. századi képeké, amelyeken kockás öltönyt viselő arisztokraták kerékpároznak a Holdon. A legjobb, amit tehetünk, hogy végignézzük a ma már látható trendek alapján felvázolható lehetőségek listáját. Tanúi leszünk-e az egész világra kiterjedő, egységes kormányzati struktúra megjelenésének, amelyek bizonyos értelemben meghaladják a nemzetállamokat, és így végül megszűnik a nukleáris háború veszélye? Előidéz-e a fúziós energia hasznosítása egy újabb energiabőséget? Ha igen, akkor a bioszférára gyakorolt kedvezőtlen hatásait nagy körültekintéssel felhasználhatjuk-e olyan eszközként, amely megalapozhatja minden ember jó életét? Vagy találunk-e újabb módszereket a még hatalmasabb

energiaáramlások ellenőrzésére, amelyek elképzelhetetlen komplexitású civilizációk létrehozását teszik lehetővé? Nyikolaj Kardasev orosz csillagász azzal érvelt, hogy ha vannak más civilizációk is, amelyek képesek a kollektív tanuláshoz hasonló tevékenységre, akkor egyesek már bizonyára megtanulták, hogyan hasznosítsák saját csillaguk összes használható energiáját, sőt némelyik megtanulhatta, miként lehet megcsapolni teljes galaxisok energiáját. Vajon a leszármazottaink elköltöznek-e a Földön kívülre? Hozzáfognak-e bányászathoz a kisbolygókon, vagy telepek létesítéséhez a Holdon vagy a Marson? Vagy talán (ha elég messzire nézünk előre az időben) a közeli csillagrendszerek életbarát bolygóin teszik ezt meg? Tervezni fogunk-e új életformákat, új, energiahatékony élelmiszernövényeket, vagy a betegségek, köztük a rák kezelésére alkalmas mikrobákat? Építünk-e apró gépeket, nanosebészeket, amelyek a testünkbe belépve javíthatják meg a törött szerveket, vagy amelyek felügyelet nélkül építhetnek épületeket, az elektronikus építészek terveit követve? Vajon tudunk-e majd saját magunknál sokkal intelligensebb gépeket építeni? Ha igen, biztosak lehetünk-e abban, hogy irányításunk alatt tarthatjuk őket? Építünk-e új embereket? Bionikussá tesznek-e bennünket a mikro- és makrofejlesztések, hogy tovább és egészségesebben éljünk, míg végül átalakítanak-e minket valami mássá, valamiféle transzemberré? Lehetővé teszik-e az új technológiák, hogy az emberek azonnal és folyamatosan ötleteket, gondolatokat, érzelmeket és képeket cseréljenek egymással, létrehozva valamilyen egységes, hatalmas a világot átfogó elmét? Vajon legalább részben elválik-e az emberektől a nooszféra, és átalakul-e az elme vékony, egységes rétegévé, amelyik a bioszféra fölött lebeg? Mikor fogunk mindezek ismeretében úgy dönteni, hogy az emberi történelem (ahogyan ma értjük) véget ért, mert fajunkat a továbbiakban már nem lehet Homo sapiensnek nevezni? Vajon az új tudomány át fogja-e alakítani magunkról és a Világegyetemről alkotott felfogásunkat, feje tetejére állítva mai eredettörténetünket? Összehasonlítva a mai eredettörténeteket a száz évek ezelőttiekkel, arra kell gondolnunk, hogy ez nagyon hamar és nagyon sokszor megtörténhet.

Emellett persze ott vannak még az ismeretlen ismeretlenek is, amelyek talán egyik pillanatról a másikra megváltoztathatják a jövő alakulását. Tudományunk és technológiánk talán már elég jó ahhoz, hogy időben észrevegyük a felénk fenyegetően közeledő aszteroidákat, és talán valamit tenni is tudunk a becsapódás ellen. Bekövetkezhetnek azonban más, előrejelezhetetlen katasztrófák, például ... találkozunk más életformákkal. Ha találkozunk velük, megszemlélhetjük-e őket mikroszkópjainkkal (vagy bionikusan tökéletesített szemünkkel)? Vagy ők lesznek azok, akik hatalmas csipeszeikkel megragadnak minket, óriási Petri-csészéikbe tesznek, és mikroszkópjaikon keresztül ők vesznek szemügyre bennünket? Megkönnyebbülést érezhetünk, amikor ismét a még nagyobb léptékek felé fordulunk, ahol olyan, viszonylag egyszerű dolgokra összpontosíthatunk, mint például a bolygók, a csillagok, a galaxisok, és maga az univerzum. Követni tudjuk a tektonikus lemezek mozgását, így nagyjából kitalálható, hol lesznek az egyes kontinensek százmillió év múlva. Jelenleg úgy tűnik, mintha a kontinentális lemezek egy új szuperkontinenssé egyesülnének, amelyet már el is neveztek Amázsiának, mert Ázsia és Amerika összeolvadásával jön létre. A Föld bolygó végső sorsát a Nap fejlődése határozza meg. Napunk mintegy kilencmilliárd évig él. De ha ugyanúgy fejlődik, mint más, hasonló csillagok, akkor néhány milliárd év múlva felfúvódik, és vörös óriássá változik. A Föld hirtelen a Nap külső rétegeinek belsejében találja magát. Ahogy a Föld felmelegszik, a helyzet egyre keményebbé válik a Nagy Élet számára, és lehet, hogy hosszú időn át az egyetlen túlélők a szívós archeák lesznek, mint amilyenek a Yellowstone Park forró hévforrásaiban is életben maradnak. Végül még azok is eltűnnek, amint a Föld sterilizálódik, majd az egyre instabilabb és kiszámíthatatlanabb vörös óriáscsillagunk külső rétegeiben elnyelődik és elpárolog. Ez lesz a Föld bolygónak és az esetleg még mindig élő leszármazottainknak a vége, kivéve, ha eljutottak a Naprendszer külső térségeibe vagy más csillagrendszerekbe. Ami a Napot illeti, hosszú idő után vörös óriáscsillagként lefújja saját külső rétegeit, fehér törpévé válik, a Hertzsprung–Russell-diagram aljára vándorol, és ott több százmilliárd év alatt lassan kihűl. Nagyjából ugyanakkor, amikor Napunk felfúvódik, a Tejútrendszer

összeütközik a szomszédos galaxissal, az Andromeda-köddel. Ez sima ügy lesz, nem durvább, mint két felhő összeütközése. De mindkét galaxisban rengeteg turbulencia alakul ki, mivel a csillagok kiszámíthatatlan módon vonzzák egymást. Az új, egyesült galaxis, a Tejútrendszer és az Andromedaköd együttese sokkal rendezetlenebb hely lesz, mint az a két gyönyörű spirálgalaxis, amelyekből létrejött. De mi a helyzet az univerzum egészének sorsával? Ma a legtöbb kozmológus eléggé bízik abban, hogy válaszolni tud erre a kérdésre, mert úgy tűnik, hogy az univerzum jövője csupán néhány változó értékétől függ. A kritikus paraméterek a tágulás üteme és az anyag/energia mennyisége az univerzumban. Régebben azt gondolták, hogy az univerzumot alkotó anyag gravitációs vonzása végül megállítja a tágulást, visszájára fordítja, és újra összetömöríti az univerzumot egy újabb ősatomba. Ez azután újra tágulni kezdhet, létrehozva egy új univerzumot, a kozmológiai visszalökődések sorozata pedig akár végtelenül sokszor megismétlődhet. Minthogy azonban az 1990-es évek végén felfedezték, hogy a tágulás üteme nő, úgy tűnik, léteznie kell valamilyen sötét energiának, amely elég erős ahhoz, hogy felülmúlja a Világegyetem összes tömegének és energiájának gravitációs vonzását. Ez azt sugallja, hogy az univerzum örökre folyamatosan tágul, méghozzá egyre gyorsabban és gyorsabban. Amint a Világegyetem távoli jövőjéről beszélünk, elkezdjük észrevenni, hogy az eddig elmondott történet csak az előszó volt. Az összes dolog kavalkádjának hosszú, és néha nehéz utat kell bejárnia. Mi, emberek csak az univerzum történetének legelején élünk, miközben az univerzum története csak most kezdődik. Univerzumunk még mindig fiatal és energikus; hosszú ideig kell még élnie, és rengeteg bonyolult, új struktúrát kell még létrehoznia. De a nagyon távoli jövőben, évek csillióival később, miután már mindannyian eltűntünk, a történet egyre sötétebbé válik, mind szó szerint, mind képletesen. Az univerzum egyre gyorsabban és gyorsabban tágul, a távoli galaxisok a távolodó hajókhoz hasonlóan el fognak tűnni a téridő horizontja mögött, és végül bárki vagy bármi, ami a Tejútrendszerünkben megmarad, végzetesen magányosnak fogja érezni magát.7 Az újabb csillagok keletkezése 1015 év múlva befejeződik, amikor a Világegyetem tízezerszer

olyan idős lesz, mint ma. Addigra valóban meglátszik rajta a kora, mert az utolsó csillagok működése is leáll, fényük pedig kihuny. Galaxisunk a kihűlő csillagroncsok és bolygók temetőjévé válik. De a temetőben még mindig zajlanak az események. A fekete lyukak elnyelik a csillagok és a bolygók maradványait. Amikor ez megtörtént, a kannibalisztikus polgárháborúkban egymás ellen fordulnak, amíg csak néhány, hatalmasra hízott fekete lyuk marad. Ezek elképzelhetetlenül hosszú időn keresztül megmaradnak, talán 10100 évig, miközben kiizzadnak magukból némi energiát, míg végül összezsugorodnak, elhalványulnak és elpárolognak. Kiderül, hogy minden, ami az univerzumunkban állandónak tűnt, valójában átmeneti volt. Talán még a térről és az időről is kiderül, hogy csak puszta formák, puszta hullámok egy nagyobb multiverzumban. Az entrópia végső soron elpusztított minden struktúrát és rendet. Legalábbis egy univerzumban. De talán vannak mások, ahol folytathatjuk.

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Valószínűleg nem tudom megköszönni mindazoknak a segítségét ennek a könyvnek az elkészítésében, akik gyarapították ismereteimet, elolvasták a kéziratok piszkozatát, felhívták a figyelmemet fontos könyvekre és fontos szerzőkre, megjegyzéseket fűztek előadásaimhoz és előadásokat tartottak, amelyeket meghallgattam. Mi, emberek az ötletek tengerében úszunk, egy ilyen könyv pedig úgy születik, hogy megragadunk egy-egy mellettünk sodródó elképzelést, összekapcsoljuk őket más ötletekkel, módosítjuk, és talán torzítjuk is őket, esetleg új kapcsolatokra bukkanunk közöttük. Néhány így elkapott ötletet nyomon követhettem egyes egyénekig, sőt néha egy meghatározott beszélgetésig, de sok gondolat egyszerűen csak befészkelte magát az agyamba, ahol néha több éven keresztül érlelődött, mielőtt új formában felbukkant az agyam másik részében, anélkül, hogy emlékeztem volna a forrásaikra. Így aztán nem tudom, kinek is kell megköszönnöm a könyv számos ötletét. Csak annyit tehetek, hogy általánosságban köszönetemet fejezem ki kollégáimnak és barátaimnak, valamint csodálattal adózom a kollektív tanulás gazdag folyamatának, amely eljuttatta hozzám napjaink bámulatos és sokszínű világának számtalan ötletét. A Nagy Történelem kollektív projekt, sok-sok elme összehangolt működésének köszönhetően felbukkanó tulajdonság. Néhány embernek azonban közvetlenül is köszönetet mondhatok. Hasonló gondolkodású tudósok kis csoportja gyűlt össze a Nagy Történelem eszméje és annak analógjai köré, akik a Nagy Történelem oktatása és kutatása érdekében dolgoztak. Közéjük tartoznak az úttörők, például az asztrofizikus Eric Chaisson, a szociológus Johan Goudsblom és mindazok, akik segítettek létrehozni és fejleszteni a Nemzetközi Nagy Történelem Egyesületet: Walter Alvarez, Mojgan Behmand (és sok kollégája a Dominikai Egyetemen), Craig és Pamela Benjamin, Cynthia Brown, Leonid Grinin, Lowell Gustafson,

Andrey Korotayev, Lucy Laffitte, Jonathan Markley, John Mears (aki ugyanakkor kezdte a Nagy Történelmet tanítani, mint én), Alessandro Montanari, Esther Quaedackers, Barry Rodrigue, Fred Spier, Joe Voros, Sun Yue és sokan mások, akik segítettek felépíteni a Nagy Történelem épületét. Különösen szorosan dolgoztam együtt Craig Benjaminnel és Cynthia Brownnal első, a Nagy Történelemről szóló főiskolai tankönyvünk elkészítésén, ami rendkívül barátságos és gyümölcsöző együttműködésnek bizonyult. Sajnos barátságom Cynthiával 2017. október 15-én bekövetkezett halálával véget ért; vele a Nagy Történelem egyik úttörője távozott közülünk, aki mindenkinek hiányozni fog, aki ezen a területen dolgozik. Az évek során a világtörténelem sok szakembere támogatta a Nagy Történelem gondolatát, köztük Felipe Fernández-Armesto, Bob Bain, Terry Burke, Ross Dunn, Pat Manning, Merry Wiesner-Hanks, és mások. Két híres világtörténész is saját, hatalmas szakmai tekintélyével erősítette az új területet: William H. McNeill, aki a Nagy Történelmet a történettudomány világtörténelem utáni, következő logikus fázisának tekintette, és Jerry Bentley, aki először kért fel arra, hogy publikáljak a Nagy Történelem és a világtörténelem kapcsolatáról. A Teaching Company meghívott, hogy tartsak előadás-sorozatot a Nagy Történelemről, Bill Gates pedig, aki meghallgatta ezeket az előadásokat, hatalmas lendületet adott a témának, mert támogatta, hogy ingyenes online tananyag készüljön a Nagy Történelemről középiskolák számára. Emellett 2011-ben meghívott, hogy tartsak TED-beszélgetést a Nagy Történelemről. Támogatásának köszönhetően jöhetett létre a Nagy Történelem Projekt (Big History Project), amelyet először Michael Dix és kollégái (Intentional Futures) vezettek, később pedig az a csapat, amelyet Andy Cook és Bob Regan irányít. A Nagy Történelem Projekt társalapítójának tekintem azt a több száz tanárt, iskolát és diákot, akik részt vettek a múlt új, ambiciózus megközelítésének ebben a merész tanításában és tanulásában. A világgazdasági fórumon is beszélhettem a Nagy Történelemről mint globális projektről, és a Davosban évente megrendezett üléseken az a megtiszteltetés ért, hogy két Nobel-díjasnak is bemutattak: Al Gore-nak, az Egyesült Államok korábbi alelnökének és Brian Schmidt ausztrál asztrofizikusnak. Különös kiváltságot jelentett számomra az is, hogy meglátogathattam a

Mungo-tó vidékét, ahol találkoztam Mary Pappinnel, a mutthi mutthi nép nagy öregjével, akinek a családja döntő szerepet vállalt abban, hogy a Mungo Lady és a Mungo Man maradványai visszatértek a hazájukhoz. Pályafutásom nagy részét a sydney-i Macquarie Egyetemen töltöttem. Az Egyetem támogatta a Nagy Történelem gondolatát mióta 1989-ben néhány kollégámmal együtt elkezdtem azt tanítani. Külön köszönöm Bruce Dowtonnak és munkatársainak, hogy támogatták a Nagy Történelem gondolatát, és a Macquarie Egyetemen létrehozták a Nagy Történelem Intézetét, amelyet rendkívüli szakértelemmel vezetett Andrew McKenna, Tracy Sullivan és David Baker (aki tudomásom szerint elsőként szerzett PhDfokozatot a Nagy Történelemből). Az évek során nagyon sok segítséget kaptam a Modern Történelmi Tanszéken dolgozó kollégáimtól, akik közül sokan tanították is a Nagy Történelmet. Köszönöm mindannyiuk segítségét, és különösen Marnie Hughes-Warringtonnak, Peter Edwellnek és Shawn Rossnak. Köszönöm sok Nagy Történelmet hallgató tanítványom segítségét, akik célirányos gondolkodásra sarkalltak, mindig visszavezetve a legegyszerűbb és legmélyebb kérdésekhez. Örömteli nyolc évet töltöttem a San Diegó-i Állami Egyetemen, amelynek történészei nemcsak támogatást nyújtottak, hanem okos meglátásokkal segítettek abban, hogy a történelem új megközelítése elterjedjen az Egyesült Államok különböző tudományos közösségeiben. Végzős hallgatóik a Nagy Történelem figyelemreméltóan fegyelmezett és képzett oktatóinak bizonyultak. Számos szakértő különböző területeken nyújtott új betekintést vagy javasolt korrekciókat; többek között Lawrence Krauss, Charles Lineweaver, Stuart Kauffman, Ann McGrath, Iain McCalman, Will Steffen, Jan Zalasiewicz és sokan mások. Hatalmas támogatást és értékes visszajelzéseket kaptam szerkesztőimtől a Little, a Brown, és a Penguin kiadóknál: Tracy Behartől, Charlie Conradtól és Laura Stickney-től. Köszönöm Tracy Roe-nak a gondos és sasszemű korrektúrát. Köszönettel tartozom továbbá John Brockmannek, aki az első pillanattól kezdve támogatta a könyv ötletét. Több barátom volt olyan kedves, hogy átnézték és megjegyzéseket fűztek a kézirat korábbi változataihoz. Közéjük tartozik Craig Benjamin, Cynthia Brown, Nick Doumanis, Connie Elwood, Lucy Laffitte, Ann McGrath, Bob

Regan, Tracy Sullivan és Ian Wilkinson. Családom számára a Nagy Történelem egyfajta házimunkává vált. Chardi, Emily és Joshua egyaránt átnézték a kézirat vázlatait, az évek során tett megjegyzéseik és ötleteik gyakran terelték gondolkodásomat új irányba. Charditól származik az a mély meglátás, miszerint a Nagy Történelem valójában egy korszerű eredettörténet. Nekik és szélesebb családomnak (beleértve édesanyámat is, aki első tanítóm volt), mély hálával tartozom, mert életemet a hozzám legközelebb állók kedvessége és szeretete áldotta meg. Ezt a könyvet a családomnak ajánlom, különös tekintettel unokáimra, Daniel Richardra és Evie Rose Mollyra, valamint minden diáknak, akik bárhol a világon elfogadják egy jobb világ építésének komoly kihívását.

FÜGGELÉK Az emberi történelem statisztikai adatai

KISLEXIKON Egyes szakkifejezések, vagy az ebben a könyvben a szokásostól eltérő értelemben használt fogalmak listája. Ia (olv. egy a) típusú szupernóva: a szupernóvák egyik típusa, amelynek valódi fényessége ismert, ezért a csillagászati távolságmérésben viszonyítási pontként használható. abszorpciós vonal: a csillagok fényét spektroszkóppal elemezve, sötét vonalak jelennek meg a színképben; a vonalak egyes elemek jelenlétét jelzik, amelyek elnyelték a csillagfény energiájának egy részét. Az abszorpciós vonalak felhasználhatók a távoli objektumok mozgásának megállapítására aszerint, hogy a spektrum vörös vagy kék vége felé tolódnak el. agrárcivilizációk: mezőgazdaságból élő emberek milliós lélekszámú közösségei, amelyekben városok, államok, bürokráciák, hadseregek alakulnak ki, és létrejön az írás. agrárkorszak: az emberi történelem azon időszaka, amelyben a mezőgazdasági technológiák meghatározó jelentőségűek voltak; az utolsó jégkorszak után kezdődött, és két-három évszázaddal ezelőtt ért véget. akkréció: az a folyamat, amelynek során a csillag körül keringő anyag bolygókká, holdakká és aszteroidákká tömörül össze. aktivációs energia: kezdeti energialökés, amely sokkal több energiát generáló reakciókat vált ki (ahogy egyetlen szál gyufa is okozhat erdőtüzet). alkalmazkodó szétterjedés (adaptív radiáció): a gyors biológiai fejlődés és diverzifikáció időszaka, gyakran tömeges kihalások után. antianyag: szubatomi részecskék, amelyek tulajdonságai megegyeznek más szubatomi részecskékével, de elektromos töltésük azokéval ellentétes

(például pozitív töltésű elektron); amikor az anyag és az antianyag találkozik, szétsugárzódva tiszta energiává válnak. antropocén korszak: az emberi történelem legújabb időszaka, amelyben az emberek váltak a bioszféra változását előidéző domináns tényezővé; egy javaslat szerint a holocént követő, új geológiai korként kellene definiálni. anyag: a Világegyetemet alkotó, a teret kitöltő fizikai „dolgok”, amely helyet foglal el. Einstein megmutatta, hogy az anyag valójában tömörített energia, és visszaalakítható energiává (például a protonok fúziója során). anyagcsere: az élő szervezetek azon képessége, amellyel a környezetükben áramló energiát megcsapolják, és a szerzett energiát felhasználják. arbitrázs: vásárlás olcsón az egyik piacon, és értékesítés drágán a másikon, a minél nagyobb nyereség érdekében. archeák (ősbaktériumok): egysejtű, prokarióta szervezetek; az archeák alkotják az élet három fő doménje egyikét. Lásd még: baktériumok; eukarióták. archaikum: bolygónk története négy fő szakaszának (eonja) egyike, 4 milliárd évvel ezelőtt kezdődött és 2,5 milliárd évvel ezelőtt ért véget. atom: a közönséges anyag (az anyagi minőséget megjelenítő) legkisebb részecskéje, amely protonokból, neutronokból és elektronokból áll; az atomos anyag valószínűleg a Világegyetem tömegének csak 5 százalékát teszi ki. Lásd még: sötét anyag; sötét energia. atommag: egy atom sűrű magja, főként neutronokból és protonokból áll. ATP (adenozin-trifoszfát): minden élő sejtben az energiát szállító molekula. baktériumok: egysejtű prokarióta szervezetek, amelyek az élet három fő doménjének egyikét alkotják. Lásd még: archeák; eukarióták. bioszféra: a Földnek az a szférája, amelyre az élet jelenléte jellemző, és amelyet az élőlények és az élő szervezetek melléktermékei alakítanak. bolygó: égitest, amely egy nehéz elemekben feldúsult csillag körül alakult ki, és a csillag körül kering. cefeida változócsillag: olyan csillag, amelynek fényessége szabályszerű változást mutat. Két fő típusát ismerjük. Mivel a fényváltozás periódusa a

csillag valódi fényességétől függ, ezért látszó fényességük alapján megbecsülhető a távolságuk, így viszonyítási pontként („standard gyertyaként”) használhatók csillagászati távolságok mérésére. csillag: olyan égitest, amelyben magfúzió termeli az energiát; a csillagokat a gravitáció galaxisok formájában tartja össze, csillagászati távolságmérési viszonyítási pont (ún. „standard gyertya”): olyan csillagászati objektum, például cefeida változócsillag vagy Ia („egy a”) típusú szupernóva, amelynek távolsága meghatározható, lehetővé téve ebből kiindulva más objektumok távolságának kiszámítását. demográfiai átmenet: a modern korban a halandóság csökkenése következtében nőtt a népesség, de a fokozódó urbanizáció végső soron csökkenti a termékenységi rátát, így a népességnövekedés jelenleg lassul; a demográfiai átmenet átalakította a legtöbb paraszti társadalomra jellemző hozzáállást a családokhoz és a nemi szerepekhez. differenciálódás: az a folyamat, amelynek során az ősi Föld felmelegedett, megolvadt, és anyaga csökkenő sűrűségű rétegekbe rendeződött, kialakult a mag, a köpeny és a kéreg. DNS: dezoxiribonukleinsav, a legtöbb élő szervezetben a genetikai információt hordozó molekula. Doppler-hatás: a kibocsátott sugárzás frekvenciájának látszólagos változása, amikor az objektumok egymás felé mozdulnak el; ezen a jelenségen alapul a rendőrség sebességmérő radarjainak működése éppúgy, mint a csillagok és galaxisok Földtől távolodó, vagy a Föld felé közeledő mozgásának kimutatása. égetéses gazdálkodás: a megművelt földterületek rendszeres felégetésén alapuló paleolit technológia, amelyet a föld termékenységének növelése érdekében alkalmaznak. elektromágnesesség: az energia négy alapvető formájának egyike. Kis távolságokon erős kölcsönhatás, amely vonzó és taszító jellegű egyaránt lehet. A kémiában és a biológiában ez a legfontosabb energiaforma.

elektron: negatív töltésű elemi (szubatomi) részecske; általában atommagok körül helyezkedik el. elem: az atomos anyag alapvető formája. Minden elemet a magjában található protonok száma határoz meg; az elemeket a periódusos rendszeren belül jellemző tulajdonságaik szerint csoportosítják. A természetben kilencvenkét elem létezik. élet: minden élő szervezet megjelenő tulajdonsága. Nehéz pontos meghatározást adni, mivel csak a földi életet ismerjük; jellemzői a homeosztázis fenntartása, az anyagcsere, a szaporodás és a fejlődés. ember: a Homo sapiens faj tagja. energia: ami lehetővé teszi, hogy a dolgok megtörténjenek, mozogjanak vagy változzanak. A Világegyetemben az energia négy fő formában van jelen – gravitáció, elektromágnesesség, és az erős és gyenge magerők –, de sötét energia formájában is létezik. entrópia: az univerzum azon törekvése, hogy a termodinamika második főtételének megfelelően egyre kevésbé strukturálttá váljék. enzim: biokémiai molekula, amely katalizátorként működik, elősegítve azokat a sejtekben fellépő reakciókat, amelyek létrejöttéhez egyébként sokkal nagyobb aktivációs energiára lenne szükség. eredettörténet: a tér és az idő fejlődésének átfogó története az adott közösség rendelkezésére álló legjobb ismeretek alapján; az eredettörténetek minden fontos vallási és oktatási hagyományba beágyazódnak, és hatékonyan segítik térbeli és időbeli helyünk megértését. erős magerő: az energia (kölcsönhatások) négy alapvető formájának egyike. Szubatomi skálán működik, a kvarkokat protonokká és neutronokká kapcsolja össze, valamint összetartja az atommagokat. eukarióták: az élet három nagy doménjének egyikébe tartozó szervezetek. Az eukarióták belső szervecskékkel rendelkező sejtekből állnak. Az első eukarióták az élet másik két (prokarióta) doménjébe, a baktériumok és az archeák közé tartozó szervezetek egyesülése révén alakultak ki. Minden többsejtű szervezet eukarióta sejtekből áll. Lásd még: archeák, baktériumok, prokarióták.

fanerozoikum: a földtörténet négy fő eonjának egyike. Körülbelül 540 millió évvel ezelőtt kezdődött és a mai napig tart; a „Nagy Élet” kora. fázisváltozás: állapotváltozás, halmazállapot-változás, például a gáz folyadékká alakulása vagy a folyadék megszilárdulása. fehér törpe: nagy sűrűségű, halott csillag, amely ledobta külső rétegeit és több milliárd év alatt kihűl. fekete lyuk: rendkívül nagy sűrűségű objektum, amelynek erős gravitációjából semmi sem tud kiszabadulni, még a fény sem; gyakran egy szupernagy tömegű csillag életének végén, annak összeomlásából alakul ki. Valószínűleg minden galaxis középpontjában óriás fekete lyuk helyezkedik el. felezési idő: időtartam, amely alatt valamely radioaktív izotóp mennyiségének fele elbomlik. A radiometrikus kormeghatározás alapvető fogalma, mert a különböző izotópok eltérő felezési idői különböző időskálákon teszik lehetővé az események és objektumok korának megállapítását. felfúvódás (infláció): kozmológiai időszak az ősrobbanást követő első másodperc elején, amikor a Világegyetem rendkívül gyorsan kitágult, mérete sokszorosára nőtt. fényév: az a távolság, amelyet a fény vákuumban egy földi év alatt megtesz; körülbelül 9,5 billió kilométer. folyadék: az anyag olyan halmazállapota, amelyben az atomok vagy molekulák kötődnek ugyan egymáshoz, de elmozdulhatnak egymáshoz képest; ezért veszi fel a folyadék a tartály alakját. fosszilis tüzelőanyagok: eltemetett és fosszilizálódott szerves anyagok, elsősorban szén, olaj, és földgáz, amelyek a fotoszintézisből származó ősi energiát tárolják; a modern világ elsődleges energiaforrásai. foton: az elektromágneses energia tömeg nélküli, fénysebességgel mozgó részecskéje; hullámszerű tulajdonságokat is mutat. fotoszintézis: a napfény energiájának hasznosítása saját anyagcseréjük céljára a növényekben vagy növényszerű szervezetekben. Föld magja: a Föld középső és legnagyobb sűrűségű régiója, főként vas és nikkel alkotja; a Föld mágneses mezejének forrása.

Föld: bolygónk, amelyen élünk, és amely valószínűleg egyedülálló abból a szempontból, hogy élő szervezeteket hordoz. fúzió, magfúzió, atommagfúzió: folyamat, amelynek során a protonok olyan hevesen ütköznek össze, hogy az ütközés ereje legyőzi a pozitív elektromos töltések következtében fellépő taszítást, és az erős magerő egymáshoz kapcsolja őket; a fúziót hatalmas energiafelszabadulás kíséri, mivel az anyag egy része energiává alakul. Jelenleg a hidrogénbombák és a csillagok energiaforrása. galaxis: sok millió vagy több milliárd csillag összessége, amelyet a gravitáció tart össze; a nekünk otthont adó galaxis a Tejútrendszer. gáz: az anyag olyan halmazállapota, amelyben az egyes molekulák vagy atomok nem kötődnek szorosan. genom: a minden egyes sejt DNS-ében tárolt információ, amely azt szabályozza, hogyan működjék a sejt, és lehetővé teszi, hogy pontos másolatokat készítsen önmagáról. globalizáció: a kereskedelmi hálózatok léptékének növekedése Kr. u. 1500 utánig; attól kezdve a hálózatok az egész világra kiterjedtek. Goldilocks-feltételek: azok a ritka és különleges előfeltételek és környezetek, amelyek „éppen megfelelőek”, hogy lehetővé tegyék a komplexitás új formáinak megjelenését. gradiens: valamilyen irány nélküli (skalár) mennyiség (például hőmérséklet) változásának mértéke az idő, a távolság stb. függvényében. Ebben a könyvben a szerző a dolgok változásának jellemzésére használja. gravitáció: az energia négy alapvető formájának egyike. Bár a gravitáció gyenge, ám nagy hatótávolságú, és arra törekszik, hogy mindent egymáshoz vonzzon, aminek tömege vagy energiája van. Einstein bebizonyította, hogy a gravitáció a téridő geometriájának torzulása révén működik. gyenge magerő: az energia négy alapvető formájának egyike; szubatomi szinten működik, a nukleáris bomlás számos formájáért felelős. gyűjtögetés: a paleolit időszak jellegzetes technológiája, az erőforrások

összegyűjtése a környezetből és korlátozott mértékű feldolgozása. hadaikum: a Föld történetének négy fő szakasza közül az első; 4,6 milliárd évvel ezelőtt kezdődött, amikor a Föld kialakult, és 4 milliárd évvel ezelőtt ért véget. háziasítás: egy másik fajjal együtt fejlődő faj genetikai módosítása; alapvető fontosságú folyamat a mezőgazdaságban. hélium: a 2-es rendszámú kémiai elem (atommagjában két proton található). A Világegyetem második leggyakoribb eleme; kémiailag semleges (nemesgáz). Hertzsprung–Russell-diagram: a csillagok fényerejét (valódi fényességét, az általuk kibocsátott energia mennyiségét) a színük (vagy felületi hőmérsékletük) függvényében ábrázoló diagram; csillagászok számára a csillagok különböző típusai osztályozásának és a csillagok fejlődési útjai azonosításának hatékony eszköze. hidrogén: az 1-es rendszámú kémiai elem (atommagját egyetlen proton alkotja); az univerzum leggyakoribb eleme. Hold: a Föld körül keringő égitest, amely a Föld kialakulása után hamarosan, a Föld és egy másik bolygó ütközése következtében jött létre. holocén kor: az utolsó jégkorszak végén, 11 700 évvel ezelőtt kezdődött geológiai kor. homeosztázis: egyensúlyi állapot; az élő szervezetek a környezetükben bekövetkezett változások érzékelésével, azokhoz alkalmazkodva tartják fenn. Homo sapiens: a nagy testű majmok az a faja, amelyhez a könyv minden olvasója tartozik. hőenergia: kinetikus energia (mozgási energia), amely az anyag részecskéinek véletlenszerű rezgéséből adódik; csak az abszolút nulla hőmérsékleten veszíti el az anyag minden hőenergiáját. Lásd még: hőmérséklet. hőmérséklet: tudományos definíciója szerint egy objektum hőmérséklete az objektumot alkotó atomok átlagos kinetikai (mozgási) energiája.

információ: azok az alapul szolgáló szabályok, amelyek meghatározzák a változások módját, lefolyását. E szabályok egy része univerzális, de az élő szervezeteknek képeseknek kell lenniük arra, hogy észleljék a helyi információkat, és reagáljanak azokra, az erre vonatkozó szabályok csak a közvetlen környezetükben érvényesülnek. Az információ a dolgok működésére vonatkozó tudásunkat is jelenti. izotóp: ugyanazon elem atomjai, amelyek magjában azonos számú proton, de eltérő számú neutron található. jégkorszak: az eljegesedések időszaka, amelyeket melegebb, úgynevezett interglaciálisok szakítanak meg. A legutóbbi eljegesedés körülbelül 2,6 millió évvel ezelőtt, a pleisztocén kor elején kezdődött. kambriumi robbanás: a merev testrészű nagy szervezetek hirtelen elterjedése körülbelül 540 millió évvel ezelőtt. kapitalizmus: társadalmi rendszer, amelyben a kereskedők és a kereskedelmi tevékenység dominál, és ahol a kormányok támogatják a kereskedelmet, mert bevételük jelentős része ebből származik. katalizátor: olyan molekula (általában valamilyen fehérje), amely megkönnyít bizonyos kémiai reakciókat, mert csökkenti a reakció létrejöttéhez szükséges aktivációs energiát anélkül, hogy maga a molekula megváltozna a reakció folyamán. kelvin: a hőmérséklet mértékegysége, 1 kelvin hőmérséklet-különbség azonos 1 Celsius-fok hőmérséklet-különbséggel. A Celsius-skálával ellentétben azonban a Kelvin-féle hőmérsékleti skála nullpontja az abszolút nulla fok (–273,15 °C); a víz fagyáspontja 273,15 K = 0 °C. kemiozmózis: ionok mozgása a sejthártyán (membránon) keresztül a koncentráció változásának hatására. A sejthártyába ágyazódó ATP-szintáz molekulák ezt az energiát használják az ATP-molekulák feltöltésére. kéreg: a Föld felszíni rétege, amelyet többnyire kisebb sűrűségű kőzetek, például gránit és bazalt alkotnak, amelyek eléggé lehűltek ahhoz, hogy megszilárduljanak; ez a réteg az, ahol a legtöbb élő szervezet megtalálható. kollektív tanulás: kizárólag az emberre jellemző folyamat, melynek során az

egyének pontosan és nagy mennyiségben információkat osztanak meg egymással, ami így generációról generációra felhalmozódik; ez a folyamat a kulcsa annak, hogy fajunk egyre inkább ellenőrzést gyakorol az információ és a bioszféra fölött. komplexitás: a komplex entitásoknak több mozgó komponensük van, mint az egyszerűbb entitásoknak. Ezek az összetevők kapcsolódnak egymáshoz, ami új tulajdonságok megjelenéséhez vezet. kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (CMBR): abból a körülbelül 380 000 évvel az ősrobbanás utáni időszakból megmaradt sugárzás, amikor az első atomok létrejöttek; ma is kimutatható, az ősrobbanás kozmológiájának egyik legfontosabb bizonyítéka. kozmológia: a Világegyetemet és annak evolúcióját tanulmányozó tudományterület. köpeny: körülbelül háromezer kilométer vastag, részlegesen olvadt kőzetréteg a Föld kérge alatt és a magja fölött. kvantumfizika: a szubatomi szinten történő jelenségek tanulmányozásával foglalkozó tudományág. A szubatomi szinten nem lehet (egyidejűleg) meghatározni a részecskék pontos helyét és sebességét, ezért a fizikai törvényeket valószínűségi formában kell megfogalmazni. kvark: szubatomi részecskék, amelyek a protonokat és a neutronokat alkotják, és amelyeket az erős magerő tart össze. légzés: egyrészt, az a folyamat, melynek során az állatok oxigént vesznek fel; másrészt, az oxigén használata a sejtekben a cukrokban tárolt energia felszabadítására. lemeztektonika: paradigma (elméletrendszer), amelyet az 1960-as években dolgoztak ki annak magyarázatára, hogyan mozognak a tektonikus lemezek a Föld felszínén, a Föld köpenyében fennálló, konvekciós áramlásokon úszva, amely áramlások hajtóereje a Föld magjának hője. letelepedés: nemnomád életforma; jellemzője, hogy az egyének és a háztartások többnyire állandó településeken lévő lakóhelyükhöz közel maradnak. Általában a mezőgazdasághoz kapcsolódik, de néha a magas életszínvonalú gyűjtögetőknél is előfordul.

LUCA: az utolsó univerzális közös ős; a Földön élő összes szervezet feltételezett őse. megafauna: nagy emlősök összessége; jelentős részük kihalt a paleolitikum végén, nem sokkal az emberek Ausztráliába, Szibériába és Amerikába érkezése után. megjelenő (emergens) tulajdonságok: új tulajdonságok, amelyek olyankor jelennek meg, amikor meglévő struktúrák egymással összekapcsolva olyan új tulajdonságokat mutatnak, amelyek nincsenek jelen összetevőikben. Például a csillagoknak olyan tulajdonságaik vannak, amelyek nincsenek jelen az őket felépítő atomokban. meteorit: kozmikus törmelékdarab, amely a Földre hull; a legtöbb meteorit alig változott a Naprendszer létrehozása óta, ezért információt szolgáltatnak a Naprendszer kialakulásáról és evolúciójáról. mezőgazdaság: azon technológiák összessége, amelyek lehetővé tették az emberek számára, hogy maximalizálják az energiaáramlást és a rendelkezésükre álló forrásokat, oly módon, hogy a hasznosnak tartott növények termesztésének és állatok tenyésztésének növelése érdekében átalakítják a környezetüket. Milanković-ciklusok: a Föld pályájának és tengelyferdeségének változása, amely befolyásolja a Napból a Földre jutó energia mennyiségét; ezek a változások segítenek megmagyarázni az eljegesedések és interglaciálisok ciklikus ismétlődését a pleisztocén korban. molekula: több, egymással kémiai kötésekkel összekapcsolt atom. multiverzum: spekulatív ötlet, miszerint sok univerzum létezhet, amelyekben talán kissé eltérőek az alapvető törvények és energiaformák. Nap: helyi csillagunk, a legtöbb energiánk forrása, amely energiával látja el a bioszférát. napszél: a Napból kiinduló, elektromos töltésű, szubatomi részecskék áramlása. natúfiak, Natúf-kultúra: régészeti szakkifejezés a „magas életszínvonalú gyűjtögetők” megjelölésére, akik körülbelül 14 500–11 500 évvel ezelőtt, a Földközi-tenger térségében éltek.

neutron: általában az atommagokban található szubatomi részecske; hasonló tömegű, mint a proton, de nincs elektromos töltése. növekvő komplexitás küszöbjei: azon átmenetek pillanatai, amikor valami új és bonyolultabb jön létre, újonnan megjelenő tulajdonságokkal; az e könyvben leírt történet nyolc ilyen küszöb köré épül. oxigén: a 8-as rendszámú kémiai elem; hevesen reakcióképes. ősrobbanás-kozmológia: az 1960-as években született elképzelés univerzumunk létrejöttének magyarázatára; eszerint a Világegyetem az energia rendkívül sűrű koncentrációjából mintegy 13,82 milliárd évvel ezelőtt keletkezett. paleolitikum: az emberi történelem azon kora, amely fajunk mintegy kétszázezer évvel ezelőtti megjelenéstől az utolsó jégkorszak végéig, a földművelés körülbelül tizenegyezer évvel ezelőtti megjelenéséig tartott. Pangea: szuperkontinens, amely körülbelül 300–200 millió évvel ezelőtt létezett. paradigma: elméletrendszer, valamely szakterület kutatóinak széles körben elfogadott elképzelése, amely egyesíti az adott tudományterület információit; ilyen például az ősrobbanás-kozmológia (a csillagászatban), a lemeztektonika (a geológiában), és a természetes kiválasztás (a biológiában). A fogalom a tudománytörténész T. S. Kuhn munkásságán alapul. parallaxis: egy tárgy látszólagos elmozdulása a háttérhez képest a megfigyelő mozgása következtében; a jelenséget a földmérők távoli objektumok, a csillagászok pedig közeli csillagok távolságának kiszámítására használják. periódusos rendszer: a kémiai elemek táblázata, amelyet eredetileg Dmitrij Mengyelejev a hasonló tulajdonságú elemek csoportosításával készített. plazma: az anyag egyik állapota, amelyben a hőmérséklet olyan magas, hogy a szubatomi részecskék nem tudnak atomokká összekapcsolódni. pleisztocén: földtörténeti kor, amely körülbelül 2,6 millió évvel ezelőtt kezdődött és körülbelül 11 700 évvel ezelőtt ér véget; legfőbb jellemzői a

jégkorszakok. prokarióták: egysejtű, sejtmag nélküli, a baktériumok és az archeák doménjébe tartozó szervezetek; a legkorábbi életformák a Földön. Lásd: eukarióták. proterozoikum: földtörténet négy fő eonjának egyike, körülbelül 2500 millió évvel ezelőtt kezdődött és 540 millióra évvel ezelőtt ért véget. proton: pozitív elektromos töltésű elemi részecske, az atommagok alkotórésze; a magban található protonok száma azonos az elemek rendszámával. radioaktivitás: sok atommag jellemző tulajdonsága, melynek során az atommag spontán módon szétesik, miközben szubatomi részecskéket bocsát ki. radiometriai kormeghatározás: a radioaktív izotópok szabályszerű bomlásán alapuló, a XX. században kifejlesztett kormeghatározási eljárás; ennek a könyvnek az idővonalát nem lehetett volna megalkotni radiometriai kormeghatározó módszerek nélkül. RNS: ribonukleinsav, a DNS-sel közeli rokonságban álló óriásmolekula, amely minden sejtben jelen van, genetikai információt hordozhat és anyagcserét végezhet. sötét anyag: olyan anyag, amelynek gravitációs hatása kimutatható, de a hatás pontos forrását és formáját még nem ismerjük; talán a Világegyetem tömegének 25%-át teszi ki. sötét energia: az az energia, amelynek természetét és forrását még nem értjük, ám valószínűleg ez okozza a Világegyetem gyorsuló tágulását, és talán az univerzum tömegének 70%-át teszi ki. spektroszkóp: olyan eszköz, amely a fényt különböző frekvenciájú összetevőire bontja; a csillagászatban az égitestek kémiai összetételének meghatározására használják. szabad energia: az az energia, amely nem véletlenszerűen áramlik, és így munkára fogható, hasznosítható (például a turbinán átáramló víz

energiája). szén: a periódusos rendszer 6. eleme; az élő szervezeteket alkotó legalapvetőbb elem; önmagával és más elemekkel rendkívül változatos formákban képes összekapcsolódni. szilárd: az anyag azon halmazállapota, amelyben az egyes atomok és molekulák szorosan összekötve helyezkednek el, ezért nem tudják könnyen megváltoztatni a helyüket. szimbiózis: két faj olyan szoros függőségi viszonya, hogy kölcsönösen befolyásolják egymás fejlődését; az ember kapcsolata a háziasított növényekkel és állatokkal a szimbiózis egy formája. szubatomi (elemi) részecskék: az atomokat alkotó részecskék, például a protonok, a neutronok és az elektronok. tápláléklánc szintje: a tápláléklánc szintjein keresztül jut el a fotoszintézissel megszerzett energia a növényektől a növényevőkön és a húsevőkön át az emberi társadalmakig; minden szinten jelentős mennyiségű energia vész el, ezért a magasabb szintű populációk mindig kisebbek. térkép: hétköznapi szóhasználatban a földrajzi táj vagy vidék sematikus képe; gyakran használjuk átvitt értelemben a tér és idő, valamint az univerzum egésze és annak története képére, hogy azonosítsuk saját helyünket a dolgok rendszerében. termékeny félhold: a Mezopotámiát körülölelő, íves terület, amelynek vízzel jól ellátott földjein először jelent meg a mezőgazdaság. természetes kiválasztás (természetes szelekció): Charles Darwin kulcsfontosságú elképzelése, mely szerint az egyes organizmusok sikeres vagy sikertelen túlélése és reprodukciója attól függ, milyen jól alkalmazkodnak környezetükhöz; ez a mechanizmus az evolúció alapvető mozgatórugója. termodinamika: az energia áramlását, formáit és átalakulásait vizsgáló tudományág. A termodinamika első főtétele szerint az univerzumban az energia teljes mennyisége állandó, azaz „megmarad”; a második főtétel kimondja, hogy az energia egyre inkább a véletlenszerű, kaotikusabb formák felé törekszik, ezért hosszú távon az univerzum a véletlenszerűség,

vagyis a növekvő entrópia felé tart. Lásd: entrópia. többsejtű állatok (valódi szövetes állatok, Metazoa, eumetazoa): soksejtű szervezetek; a „Nagy Élet”. tudomány, természettudomány: a világ szigorú szabályokat követő, bizonyítékokon alapuló tanulmányozása, amely a XVII. század tudományos forradalma idején alakult ki. üvegházhatású gázok: olyan gázok, mint a szén-dioxid és a metán, amelyek elnyelik és visszatartják a napfény energiáját; ha kellően nagy mennyiségben vannak jelen a légkörben, akkor az üvegházhatású gázok emelik a Föld felszínének hőmérsékletét. vallás: spirituális hagyományok, egyesek erőteljesen intézményesített formában; úgy tűnik, mindegyikbe beágyazódik valamilyen eredettörténet. Világegyetem: mindazon dolgok összessége, amelyek mai, bizonyítékokon alapuló tudásunk értelmében az ősrobbanás során létrejöttek. világzónák: a lakott világ nagy területei (Afro-Eurázsia, Ausztrálázsia, a két Amerika és a csendes-óceáni térség), amelyek az 1500-as évek előtt nem álltak kapcsolatban egymással, így a történelem az egyes világzónákban különböző módon fejlődött. vörös óriás: haldokló csillag, mint például a Betelgeuse az Orion csillagképben, amely felfúvódott, ezért felszíne lehűlt (vörösebbé vált). vöröseltolódás: az abszorpciós vonalak eltolódása a spektrum vörös vége felé; arra utaló jel, hogy a fényt kibocsátó csillagászati objektum távolodik a Földtől. Kulcsfontosságú bizonyíték arra, hogy a Világegyetem tágul.

AJÁNLOTT IRODALOM A jegyzetekben néhány olyan könyvet sorolok fel, amelyet a leginkább hasznosnak találtam egyes szűkebb témákhoz. A jegyzetekben hivatkozott legtöbb mű azonban újabb keletű, ezért ott nem szerepel sok klasszikus szöveg, amelyek ma már túlhaladottak, például H. G. Wells A világtörténet alapvonalai című könyve vagy Carl Sagan csodálatos Kozmosza. Az alábbi lista főleg olyan könyvekre összpontosít, amelyek a múltat átfogóan tárgyalják, így ez a felsorolás bevezető bibliográfiának tekinthető a Nagy Történelemmel és a modern eredettörténetekkel foglalkozó művekhez, illetve azokhoz, amelyek a Nagy Történelem egy-egy jelentősebb témáját dolgozzák fel.

Könyvek és cikkek Alvarez, Walter: A Most Improbable Journey: A Big History of Our Planet and Ourselves. New York: W. W. Norton, 2016. Személyes hangvételű kalandozás a Nagy Történelemben annak a geológusnak a tollából, aki bebizonyította, hogy egy kisbolygó bánt el a dinoszauruszokkal. Brown, Cynthia Stokes: Big History: From the Big Bang to the Present. 2. kiadás, New York: New Press, 2012. A Nagy Történelem egy változata. Bryson, Bill: Majdnem minden rövid története. Akkord Kiadó, 2014. Csodálatos és felettébb olvasmányos beszámoló a Világegyetemről alkotott modern, tudományos felfogásunk fejlődéséről. Chaisson, Eric: Cosmic Evolution: The Rise of Complexity in Nature. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2001. A szerző feltárja a kapcsolatot az energiasűrűség áramlása és a növekvő komplexitás között.

Christian, David: Maps of Time: An Introduction to Big History. 2. kiadás, Berkeley: University of California Press, 2011. Az 1. kiadás 2004-ben jelent meg. Első próbálkozásaim egyike, hogy bemutassam a Nagy Történelmet. ———: This Fleeting World: A Short History of Humanity. Great Barrington, MA: Berkshire Publishing, 2008. Az emberiség rövid története. ———: „What Is Big History?” Journal of Big History 1, no. 1 (2017): 4–19, https://journalofbighistory.org/index.php/jbh. Christian, David – Cynthia Stokes Brown – Craig Benjamin: Big History: Between Nothing and Everything. New York: McGraw-Hill, 2014. Egyetemi tankönyv a Nagy Történelemről. Macquarie University Big History Institute. Big History. London: DK Books, 2016. A Nagy Történelem látványosan illusztrált bemutatása. Rodrigue, Barry – Leonid Grinin – Andrey Korotayev szerk.: From Big Bang to Galactic Civilizations: A Big History Anthology, Vol. 1: Our Place in the Universe. Delhi: Primus Books, 2015. Esszégyűjtemény. Spier, Fred: Big History and the Future of Humanity. 2. kiadás, Malden, MA: Wiley-Blackwell, 2015. Ambiciózus kísérlet arra, hogy rendet teremtsen a Nagy Történelem hátterét alkotó legfontosabb elméleti elképzelések közt.

Más, a Nagy Történelemmel kapcsolatos források A Nagy Történelem („Big History”) Projekt létrehozását Bill Gates finanszírozta, azzal a céllal, hogy ingyenesen online hozzáférhető tanmenetet bocsásson a középiskolák rendelkezésére. A Nagy Történelemnek ma már tudományos igényű szervezete is van (az International Big History Association), a Macquarie Egyetem pedig megalapította a Nagy Történelem Intézetet a Nagy Történelem oktatására és kutatására. A TED (Technology, Entertainment, Design – technológia, szórakoztatás, dizájn) konferenciák sorozatában 2011-ben tartottam előadást, amelyben

rövid bevezetőt adtam a Nagy Történelem elgondolásához. Az előadás itt érhető el: https://www.ted.com/talks/david_christian_big_history.

JEGYZETEK

Igyekeztem a jegyzetek számát minimálisra szorítani, kivéve azokat a témákat, amelyekben jelentős vita van a különböző nézetek között.

Előszó 1. William H. McNeill: „Mythistory, or Truth, Myth, History, and Historians,” American Historical Review 91, no. 1 (1986. február): 7. 2. H. G. Wells: Outline of History: Being a Plain History of Life and Mankind, 3. kiadás (New York: Macmillan, 1921), vi. 3. A neves biológus, E. O. Wilson sokatmondóan írt arról, hogy létfontosságú a modern tudomány különböző területei között a szorosabb kapcsolat kialakítása; lásd E. O. Wilson: Consilience: The Unity of Knowledge (London: Abacus, 1998). 4. A fogalmat a következő cikkemben használtam először: „The Case for ‘Big History’”, Journal of World History 2, no. 2 (1991. ősz): 223–238.

Bevezetés 1. Ezeknek a leleteknek a történetéről, a régészek ezekkel kapcsolatos, egymástól nagyon eltérő álláspontjáról és a napjainkban a Mungo-tó környékén élő népekről szól a következő, kitűnő, rövid dokumentumfilm: Andrew Pike – Ann McGrath: Message from Mungo (Ronin Films, 2014). 2. Nagyszerű könyv Ausztrália belső területének régészetéről: Mike Smith: The Archaeology of Australia’s Deserts (Cambridge: Cambridge University

Press, 2013). 3. The Power of Myth, 2. epizód, Bill Moyers – Joseph Campbell, 1988, https://billmoyers.com/content/ep-2-joseph-campbell-and-the-power-ofmyth-the-message-of-the-myth/ 4. Alvarez: A Most Improbable Journey, 33. 5. In Fritjof Capra – Pier Luigi Luisi: The Systems View of Life: A Unifying Vision (Cambridge: Cambridge University Press, 2014), 280. 6. A Goldilocks-elv részletes kifejtése a következő könyvben olvasható: Spier: Big History, 63–68 oldal és később.

1. FEJEZET A kezdetek: az első küszöb 1. Richard S. Westfall: The Life of Isaac Newton (Cambridge: Cambridge University Press, 1993), 259. Newton később megváltoztatta véleményét arról, hogy az univerzum Isten „érzékelő rendszere”, kitartott azonban amellett, hogy „Isten mindenható, a szó betű szerinti értelmében”. 2. Bertrand Russell: „Why I Am Not a Christian”, előadás a Battersea Town Hallban, London, 1927. március. 3. Idézi: Christian: Maps of Time, 17. 4. Deborah Bird Rose: Nourishing Terrains: Australian Aboriginal Views of Landscape and Wilderness (Canberra: Australian Heritage Commission, 1996), 23. 5. Joseph Campbell: The Hero with a Thousand Faces, 2. kiadás (Princeton, NJ: Princeton University Press, 1968), 261. [Magyarul: Az ezerarcú hős, Édesvíz, Budapest, 2010] 6. Stephen Hawking: A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes (London: Bantam, 1988), 151. [Magyarul: Az idő rövid története, Akkord Kiadó, Budapest, 2004] 7. Köszönetemet fejezem ki Elise Bohannek a következő műből vet idézetért: Terry Pratchett: Lords and Ladies (London: Victor Gollancz, 1992). 8. A paradigmákra vonatkozóan a klasszikus forrás: Thomas Kuhn, The

Structure of Scientific Revolutions, 2. kiadás (Chicago: University of Chicago Press, 1970). [Magyarul: A tudományos forradalmak szerkezete, Osiris, Budapest, 2000] 9. Peter Atkins: Chemistry: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2015), 722. old., Kindle. 10. Lawrence Krauss: A Universe from Nothing: Why There Is Something Rather than Nothing (New York: Simon and Schuster, 2012). 11. Erwin Schrödinger: What Is Life? és Mind and Matter (Cambridge: Cambridge University Press, 1967), 73. [Magyarul: Válogatott tanulmányok, Gondolat, Budapest, 1970] 12. Campbell: The Hero with a Thousand Faces, 25–26. 13. Peter M. Hoffmann: Life’s Ratchet: How Molecular Machines Extract Order from Chaos (New York: Basic Books, 2012), 179. old., Kindle. 14. Az elképzelésről részletesebben lásd: Krauss: A Universe from Nothing. 2. FEJEZET Csillagok és galaxisok: a második és harmadik küszöb 1. „Molekuláris nézőpontból valamely súly felemelése azt jelenti, hogy a testet alkotó összes atom ugyanabban az irányban mozog. … A munka az az energiaátadás, amely kihasználja a környezetben lévő atomok homogén mozgását.” Peter Atkins: Four Laws That Drive the Universe (Oxford: Oxford University Press, 2007), 32. 2. Lásd Chaisson: Cosmic Evolution és Spier: Big History. 3. Andrew King: Stars: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2012), 49. 4. U. o., 59. 5. U. o., 66. 3. FEJEZET Molekulák és holdak: a negyedik küszöb 1. Peter Atkins: Chemistry: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford

University Press, 2015), 788. old., Kindle. 2. Robert M. Hazen: „Evolution of Minerals”, Scientific American (2010. március): 61. 3. John Chambers – Jacqueline Mitton: From Dust to Life: The Origin and Evolution of Our Solar System (Princeton, NJ: Princeton University Press, 2014), 7. 4. Doug Macdougall: Why Geology Matters: Decoding the Past, Anticipating the Future (Berkeley: University of California Press, 2011), 4. 5. Doug Macdougall: Nature’s Clocks: How Scientists Measure the Age of Almost Everything (Berkeley: University of California Press, 2008), 58–60. 6. Tim Lenton: Earth Systems Science: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2016), 1297. old., Kindle. 4. FEJEZET Az élet: az ötödik küszöb 1. Az említett hasonlatok és számítások a következő könyvből valók: Peter Hoffmann: Life’s Ratchet: How Molecular Machines Extract Order from Chaos (New York: Basic Books, 2012), 238. old., Kindle. 2. John Holland: Complexity: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2014), 8. A komplex alkalmazkodó rendszerek „nem rögzített elemeket tartalmaznak. Ezek az általában ágenseknek nevezett elemek a más ágensekkel való kölcsönhatásokra adott válaszként alkalmazkodnak.” 3. Seth Lloyd: Programming the Universe (New York: Knopf, 2006), 44. 4. Gregory Bateson (idézi Luciano Floridi): Information: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2010), 295. old., Kindle. 5. Daniel C. Dennett: Kinds of Minds: Towards an Understanding of Consciousness (London: Weidenfeld and Nicolson, 1996), 82. 6. David S. Goodsell: The Machinery of Life, 2. kiadás, (New York: Springer Verlag, 2009), 700. old., Kindle. 7. „Bármely, valamilyen struktúrát létrehozó folyamat megnöveli az adott struktúrában jelen lévő látens információ mennyiségét, ami az entrópia

csökkenésének (kevesebb mikroállapotnak) felel meg.” Forrás: Anne-Marie Grisogono: „(How) Did Information Emerge?”, in From Matter to Life: Information and Causality, szerk. Sara Imari Walker, Paul C. W. Davies és George F. R. Ellis (Cambridge: Cambridge University Press, 2017), 4. fejezet, Kindle. 8. Hoffmann: Life’s Ratchet, 3058. old., Kindle. 9. Charles Darwin: The Origin of Species (New York: Penguin, 1985), 130– 131. [Magyarul: A fajok eredete természetes kiválasztás útján, Typotex, Budapest, 2003] 10. Darwin elképzelésének megrázó erejét nagyszerűen írja le Daniel Dennett: Darwin’s Dangerous Idea: Evolution and the Meaning of Life (London: Allen Lane, 1995). 11. A változatos kémiában fennálló Goldilocks-feltételek kimerítő tárgyalását lásd: Jeffrey Bennett – Seth Shostak: Life in the Universe, 3. kiadás (Boston: Addison-Wesley, 2011), 7. fejezet 12. Daniel C. Dennett: From Bacteria to Bach: The Evolution of Minds (New York: Penguin, 2017), 48. 13. Science 356, no. 6334 (2017. április 14.): 132. 14. Robert M. Hazen: „Evolution of Minerals”, Scientific American (2010. március): 58. 15. Peter Ward – Joe Kirschvink: A New History of Life: The Radical New Discoveries About the Origins and Evolution of Life on Earth (London: Bloomsbury Press, 2016), 65–66. 16. Allen P. Nutman és mtsai: „Rapid Emergence of Life Shown by Discovery of 3,700-Million-Year-Old Microbial Structures”, Nature 537 (2016. szeptember 22.): 535–538, doi:10.1038/nature19355. 17. Nadia Drake: „This May Be the Oldest Known Sign of Life on Earth”, National Geographic, 2017. március 1., http://news.nationalgeographic.com/2017/03/oldest-life-earth-iron-fossilscanada-vents-science/? WT.mc_id=20170606_Eng__bhptw&WT.tsrc=BHPTwitter&linkId=38417333 18. Madeline C. Weiss és mtsai: „The Physiology and Habitat of the Last Universal Common Ancestor”, Nature Microbiology 1, article no. 16116

(2016), doi:10.1038/nmicrobiol.2016.116. 19. Nick Lane: Life Ascending: The Ten Great Inventions of Evolution (New York: W. W. Norton, 2009), 421. old., Kindle. 20. Terrence Deacon ezt autonóm sejtként írja le; lásd Grisogono: „(How) Did Information Emerge?” 5. FEJEZET A Kis Élet és a bioszféra 1. A bioszféra elképzelését illetően lásd: Vaclav Smil: The Earth’s Biosphere: Evolution, Dynamics, and Change (Cambridge, MA: MIT Press, 2002), Vlagyimir Vernadszkij úttörő munkásságáról pedig: The Biosphere (Göttingen, Germany: Copernicus, 1998), Lynn Margulis előszavával. A bioszféra történetének rövid összefoglalását lásd: Mark Williams és mtsai: „The Anthropocene Biosphere”, Anthropocene Review (2015): 1–24, doi: 10.1177/2053019615591020. 2. Christian – Brown – Benjamin: Big History, 46. 3. Andrea Wulf: The Invention of Nature: The Adventures of Alexander von Humboldt, the Lost Hero of Science (London: John Murray, 2015), 2368. old., Kindle. 4. Jeffrey Bennett – Seth Shostak: Life in the Universe, 3. kiadás (Boston: Addison-Wesley, 2011), 130. 5. Robert M. Hazen: „Evolution of Minerals”, Scientific American (2010. március): 63. 6. Bennett – Shostak: Life in the Universe, 134. 7. David Grinspoon: Earth in Human Hands: Shaping Our Planet’s Future (New York: Grand Central Publishing, 2016), 204. 8. Ezen mechanizmusok tárgyalását lásd: U. o., a 44. oldalon és később. 9. Peter Ward – Joe Kirschvink: A New History of Life: The Radical New Discoveries About the Origins and Evolution of Life on Earth (London: Bloomsbury Press, 2016), 64. 10. Dennis Bray: Wetware: A Computer in Every Living Cell (New Haven, CT: Yale University Press, 2009), 1084. old., Kindle.

11. A leírás forrása: Gerhard Roth: The Long Evolution of Brains and Minds (New York: Springer, 2013), 70. 12. Lásd Andrew Knoll: Life on a Young Planet: The First Three Billion Years of Evolution on Earth (Princeton, NJ: Princeton University Press, 2003), 20; a könyv nagyszerű áttekintést ad a prokarióták meghökkentően sokszínű anyagcsere-rendszereiről. A legkorábbi szervezetek által megcsapolt energiaáramlásokról lásd Olivia P. Judson, „The Energy Expansions of Evolution”, Nature: Ecology and Evolution 28 (2017. április): 1–9. 13. Tim Lenton: Earth Systems Science: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2016), 18. 14. U. o., 1344. old., Kindle. 15. Robert M. Hazen: „Evolution of Minerals”, Scientific American (2010. március): 63. 16. Lenton: Earth Systems Science, 1418. old., Kindle. 17. Donald E. Canfield: Oxygen: A Four Billion Year History (Princeton, NJ: Princeton University Press, 2014), 893. old., Kindle. 18. Lenton: Earth Systems Science, 1438. old., Kindle. 19. Roth: The Long Evolution of Brains and Minds, 73–75. 6. FEJEZET A Nagy Élet és a bioszféra 1. Michael J. Benton: The History of Life: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2008), 766. old., Kindle, továbbá lásd Dennis Bray: Wetware: A Computer in Every Living Cell (New Haven, CT: Yale University Press, 2009), 2008. old. és később, Kindle. 2. Siddhartha Mukherjee: The Gene: An Intimate History (New York: Scribner, 2016), 5797. old., Kindle. 3. Sean B. Carroll: Endless Forms Most Beautiful: The New Science of Evo Devo and the Making of the Animal Kingdom (London: Weidenfeld and Nicolson, 2011), 71. old. és később. 4. A következő fejtegetés alapja jórészt Peter Ward – Joe Kirschvink: A New History of Life: The Radical New Discoveries About the Origins and

Evolution of Life on Earth (London: Bloomsbury Press, 2016), 7. fejezet. 5. Doug Macdougall: Why Geology Matters: Decoding the Past, Anticipating the Future (Berkeley: University of California Press, 2011), 132. 6. Ward – Kirschvink: A New History of Life, 119. 7. U. o., 124. 8. Niles Eldredge – S. J. Gould: „Punctuated Equilibria: An Alternative to Phyletic Gradualism”, in Models in Paleobiology, szerk. T. J. M. Schopf (San Francisco: Freeman Cooper, 1972), 82–115. 9. Csodálatos, de ellentmondásos könyv a Burgess-pala fosszíliáiról Stephen Jay Gould: Wonderful Life: The Burgess Shale and the Nature of History (London: Hutchinson, 1989). 10. A fogalmat használják: Ward – Kirschvink: A New History of Life, 222. 11. Tim Lenton: Earth Systems Science: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2016), 44. 12. U. o., 48. old.: „A fanerozoikum idején a légkör CO2-tartalmában a leghatározottabb változást a szárazföldeket meghódító növények okozták. Ez körülbelül 470 millió évvel ezelőtt kezdődött, majd 370 millió éve, az első erdőségek megjelenésével teljesedett ki. A szilikátok ennek következtében felgyorsuló eróziója becslések szerint egy nagyságrenddel csökkentette a légkör CO2-tartalmát, ami lehűtötte a bolygót, kiváltva a karbon és a perm időszakokban a jégkorszakok sorozatát.” 13. U. o., 72. 14. U. o., 24., a szén betemetődése és a légköri oxigénszint közötti kapcsolatról. Robert M. Hazen: „Evolution of Minerals”, Scientific American (2010. március): 58, azt fejti ki, hogy 400 millió évvel ezelőtt a Földön a ma ismert több mint négyezer fajta ásvány mindegyike jelen volt. 15. Gerhard Roth: The Long Evolution of Brains and Minds (New York: Springer, 2013), 229. 16. Daniel Cossins: „Why Do We Seek Knowledge?”, New Scientist (2017. április 1.): 33. 17. Az idegkutató Antonio Damasio Self Comes to Mind: Constructing the Conscious Mind (Calgary, Alberta: Cornerstone Digital, 2011) című könyvében kifejti, hogy tudatosságunk érzése beágyazódik a valóság

folyamatosan frissülő térképeibe, amelyek kezdetben testünk érzéki, vizuális és érzelmi térképeit alkotják. 18. Dylan Evans: Emotion: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2001), 334. old., Kindle. 19. Roth: The Long Evolution of Brains and Minds, 15–16. 20. U. o., 162–163. 21. Fejtegetésemben híven igyekszem követni az eseménynek azt a leírását, amelyet a geológus, Walter Alvarez ad, aki bebizonyította, hogy a dinoszauruszokat egy kisbolygó becsapódása pusztította el; lásd csodálatos, rövid könyvét: T. Rex and the Crater of Doom (New York: Vintage, 1998). 22. Science News, https://www.sciencenews.org/article/devastationdetectives-try-solve-dinosaur-disappearance. 23. Stephen Brusatte – Zhe-Xi Luo: „Ascent of the Mammals”, Scientific American (June 2016): 20–27. 24. Ward – Kirschvink: A New History of Life, 315. 25. U. o., 316. 7. FEJEZET Emberek: a hatodik küszöb 1. Mindezt ékesszólóan fejti ki David Grinspoon: Earth in Human Hands: Shaping Our Planet’s Future (New York: Grand Central Publishing, 2016). 2. Robin Dunbar: The Human Story: A New History of Mankind’s Evolution (London: Faber and Faber, 2004), 71. 3. Gerhard Roth: The Long Evolution of Brains and Minds (New York: Springer, 2013), 226. 4. Régi vicc, itt találtam: Daniel Dennett: Consciousness Explained (London: Penguin, 1991), 177; Dennett az összehasonlítást Rodolfo Llinás kolumbiai– amerikai agykutatónak tulajdonítja. 5. Az utóbbi elgondolásról lásd Michael S. A. Graziano: Consciousness and the Social Brain (Oxford: Oxford University Press, 2013). 6. A majmok és az emberszabású majmok egymás közti komplex kapcsolatait munkáikban Frans de Waal és Jane Goodall tárgyalják, míg egy újabb, a

babuinok közösségével foglalkozó tanulmány a következő: Dorothy L. Cheney – Robert M. Seyfarth: Baboon Metaphysics: The Evolution of a Social Mind (Chicago: University of Chicago Press, 2007). 7. Lásd Christopher Seddon: Humans: From the Beginning (New York: Glanville Books, 2014), 42–45. 8. Az EQ-ról lásd U. o., 225. old. és később, valamint Roth: The Long Evolution of Brains and Minds, 232. 9. Roth: The Long Evolution of Brains and Minds, 228. 10. Lásd John Gowlett – Clive Gamble – Robin Dunbar: „Human Evolution and the Archaeology of the Social Brain”, Current Anthropology 53, no. 6 (2012. december): 695–696, az agy mérete és a csoportméret közötti korrelációról. 11. New Scientist (2017. április 29.): 10. 12. Robin Dunbar: Human Evolution (New York: Penguin, 2014), 163. 13. Gowlett – Gamble – Dunbar: „Human Evolution”, 695–696. 14. Michael Tomasello: The Cultural Origins of Human Cognition (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1999), 39. old., Kindle. 15. James R. Hurford: The Origins of Language: A Slim Guide (Oxford: Oxford University Press, 2014), 68; Cheney – Seyfarth: Baboon Metaphysics, 2408. old., Kindle: „Az emberen kívüli főemlősök tanításának eredményére vonatkozó bizonyítékok egyetlen szóval jellemezhetők: csekélyek.” 16. Tomasello: The Cultural Origins of Human Cognition, 5. old., Kindle: „A megbízható társadalmi ismeretátadás úgy működik, mint a kilincsmű, amelyik nem engedi az elmozdulást visszafelé – ezért az újonnan feltalált tárgyak vagy eljárások mindaddig legalább bizonyos mértékig híven megőrzik új és tökéletesített formájukat, míg nem születik meg egy újabb továbbfejlesztés vagy tökéletesítés.” Tomasello ezt együttműködő tanulásnak nevezi. 17. Steven Pinker: The Sense of Style: The Thinking Person’s Guide to Writing in the Twenty-First Century (New York: Penguin, 2015), 110. 18. Az ötlet eredete: Roth: The Long Evolution of Brains and Minds, 264; arról a sajátos emberi képességről, miszerint sok szóra is képesek vagyunk emlékezni, lásd Hurford, The Origins of Language, 119.

19. Lásd Terrence Deacon: The Symbolic Species: The Co-Evolution of Language and the Brain (New York: W. W. Norton, 1998) és Michael Tomasello: Why We Cooperate (Cambridge, MA: MIT Press, 2009). A nyelv fejlődésére vonatkozó legújabb vizsgálatokról lásd: W. Tecumseh Fitch: The Evolution of Language (Cambridge: Cambridge University Press, 2010) és Peter J. Richerson – Robert Boyd: „Why Possibly Language Evolved”, Biolinguistics 4, nos. 2/3 (2010): 289–306. Alex Mesoudi: Cultural Evolution: How Darwinian Theory Can Explain Human Culture and Synthesize the Social Sciences (Chicago: University of Chicago Press, 2011) nagyszerű, újabb tanulmány, amely darwini nézőpontból vizsgálja a kulturális változások kutatásának gazdag tárházát. 20. Eric R. Kandel: In Search of Memory: The Emergence of a New Science of Mind (New York: W. W. Norton, 2006), 330. old., Kindle. 21. William H. McNeill: „The Rise of the West After Twenty-Five Years”, Journal of World History l, no. 1 (1990): 2. 22. Sally McBrearty – Alison S. Brooks: „The Revolution That Wasn’t: A New Interpretation of the Origin of Modern Human Behavior”, Journal of Human Evolution 39 (2000): 453–563. 23. A kép forrása: Peter J. Richerson – Robert Boyd: Not by Genes Alone: How Culture Transformed Human Evolution (Chicago: University of Chicago Press, 2005), 139. 24. Dunbar: Human Evolution, 13. 25. Jó és rövid áttekintés található itt: Chris Scarre, szerk., The Human Past: World Prehistory and the Development of Human Societies (London: Thames and Hudson, 2005), 143–145. 26. Peter Hiscock: „Colonization and Occupation of Australasia”, in Cambridge World History, vol. 1, szerk. Merry Wiesner-Hanks (Cambridge: Cambridge University Press, 2015), 452. 27. Ezeket a vándorlásokat jól írja le Peter Bellwood: First Migrants: Ancient Migration in Global Perspective (Malden, MA: Wiley-Blackwell, 2013). 28. A korai szétszóródás modelljét lásd Hiscock: „Colonization and Occupation of Australasia”, 433–438. 29. A számadatok forrása Christian: Maps of Time, 143.

30. Marshall Sahlins: „The Original Affluent Society”, Stone Age Economics (London: Tavistock, 1972), 1–39. 8. FEJEZET Mezőgazdaság: a hetedik küszöb 1. Vaclav Smil: Harvesting the Biosphere: What We Have Taken from Nature (Cambridge, MA: MIT Press, 2013). 2. Jared Diamond: Guns, Germs, and Steel: The Fates of Human Societies (London: Vintage, 1998), utolsó fejezetében fejti ki a természetes kísérlet elképzelését. [Magyarul: Háborúk, járványok, technikák Akkord, 2019.] 3. Lásd http://www.theaustralian.com.au/nationalaffairs/indigenous/aborigines-were-building-stone-houses-9000-yearsago/news-story/ 30ef4873a7c8aaa2b80d01a12680df77. 4. A közelmúltban született, nagyszerű áttekintés a nemi szerepek változásáról az emberi történelemben: Merry E. Wiesner-Hanks: Gender in History: Global Perspectives, 2. kiadás (Malden, MA: Wiley-Blackwell, 2011). 5. Marc Cohen: The Food Crisis in Prehistory (New Haven, CT: Yale University Press, 1977), 65: „A csoportok szerte a világon rákényszerülnének arra, hogy egymáshoz képest néhány ezer éven belül alkalmazzák a mezőgazdaságot.” 6. Chris Scarre, szerk.: The Human Past: World Prehistory and the Development of Human Societies (London: Thames and Hudson, 2005), 214– 215. 7. Bruce Pascoe: Dark Emu: Black Seeds: Agriculture or Accident? (Broome, Australia: Magabala Books, 2014) sok ősi, ausztráliai mezőgazdasági művelési módszerrel foglalkozik, a sarlót a 456. oldalon írja le, Kindle. 8. Ez az érvelés áll Jared Diamond kitűnő, Guns, Germs, and Steel című könyve középpontjában. 9. Peter Bellwood: First Migrants: Ancient Migration in Global Perspective (Malden, MA: Wiley-Blackwell, 2013), 124. 10. Smil: Harvesting the Biosphere, 2075. old., Kindle.

11. Merry Wiesner-Hanks, szerk., Cambridge World History, vol. 2 (Cambridge: Cambridge University Press, 2015), 221, 224–228. 12. Robin Dunbar: Human Evolution (New York: Penguin, 2014), 77. 9. FEJEZET Agrárcivilizációk 1. Richard Lee: „What Hunters Do for a Living, or, How to Make Out on Scarce Resources”, in Man the Hunter, szerk. R. Lee és I. DeVore (Chicago: Aldine, 1968). 2. Chris Scarre, szerk.: The Human Past: World Prehistory and the Development of Human Societies (London: Thames and Hudson, 2005), 403. 3. Idézi Alfred J. Andrea – James H. Overfield: The Human Record: Sources of Global History, vol. 1, 4. kiadás (Boston: Wadsworth, 2008), 23–24. 4. Idézi Robert C. Tucker, szerk.: The Marx-Engels Reader, 2. kiadás (New York: W. W. Norton, 1978), 608. 5. Hans J. Nissen: „Urbanization and the Techniques of Communication: The Mesopotamian City of Uruk During the Fourth Millennium bce”, in Cambridge World History, vol. 3, Merry Wiesner-Hanks, szerk. (Cambridge: Cambridge University Press, 2015), 115–116. 6. Mark McClish – Patrick Olivelle, szerk.: The Arthasastra: Selections from the Classic Indian Work on Statecraft (Indianapolis: Hackett Publishing, 2012), 1.4. 13–15 szakaszok, Kindle. 7. U. o., 1.4.1–1.4.4, 1.5.1. szakaszok 8. U. o., 2.36.3. szakasz 9. U. o., 2.35.4. szakasz 10. Thomas Piketty: Capital in the Twenty-First Century, ford. Arthur Goldhammer (Cambridge, MA: Harvard University Press, 2014), 270, lásd továbbá a 7.2. táblázatot a 258. oldalon. 10. FEJEZET Karnyújtásnyira a mai világtól

1. Grace Karskens: The Colony: A History of Early Sydney (New South Wales: Allen and Unwin, 2009), 756–779. old., Kindle. 2. Az egyre fokozódó, az egész világra kiterjedő versengést az új erőforrásokért nagyszerűen írja le John Richards: The Unending Frontier: Environmental History of the Early Modern World (Berkeley: University of California Press, 2006). 3. Alfred W. Crosby: Ecological Imperialism: The Biological Expansion of Europe, 900–1900 (Cambridge: Cambridge University Press, 1986). 4. Felipe Fernández-Armesto: Pathfinders: A Global History of Exploration (New York: W. W. Norton, 2007), 161. oldal és később. 5. David Wootton: The Invention of Science: A New History of the Scientific Revolution (New York: Penguin, 2015), 68. 6. Cited in Steven J. Harris: „Long-Distance Corporations, Big Sciences, and the Geography of Knowledge”, Configurations 6 (1998): 269. 7. Wootton: The Invention of Science, 37. 8. U. o., 54. 9. U. o., 35. 10. U. o., 5–6, 8–9. 11. Margaret Jacob – Larry Stewart: Practical Matter; Newton’s Science in the Service of Industry and Empire, 1687–1851 (Cambridge, MA: Harvard University Press, 2004), 16. 12. David Christian: „Living Water”: Vodka and Russian Society on the Eve of Emancipation (Oxford: Oxford University Press, 1990). 13. E. A. Wrigley: Energy and the English Industrial Revolution (Cambridge: Cambridge University Press, 2011), 298–306. old., Kindle. Malthus, Jevons, Ricardo és Mill is elfogadták, hogy a természet határt szab a növekedésnek; részletes tárgyalását lásd Donald Worster, Shrinking the Earth: The Rise and Decline of American Abundance (Oxford: Oxford University Press, 2016), 44–49. 14. Alfred W. Crosby: Children of the Sun: A History of Humanity’s Unappeasable Appetite for Energy (New York: W. W. Norton, 2006), 60. 15. Wrigley: Energy and the English Industrial Revolution, 2112. old., Kindle.

16. Newcomen gőzgépének történetét és kapcsolatát az ipari forradalommal lásd Wootton: The Invention of Science, 14. fejezet 17. Wrigley: Energy and the English Industrial Revolution, 2112. old., Kindle. 18. Daniel Yergin: The Prize: The Epic Quest for Oil, Money, and Power (New York: Free Press, 1991), 1. fejezet 19. U. o., 16. 11. FEJEZET Az antropocén: a nyolcadik küszöb 1. Graham Allison – Philip Zelikow: Essence of Decision: Explaining the Cuban Missile Crisis, 2. kiadás (New York: Longman, 1999), 271. 2. Angus Maddison: The World Economy: A Millennial Perspective (Paris: Organisation for Economic Co-Operation and Development, 2001), 127. 3. Tim Lenton: Earth Systems Science: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2016), 82. 4. Ha-Joon Chang: Economics: The User’s Guide (New York: Pelican, 2014), 429, a Világbank adatai alapján. 5. Lenton: Earth Systems Science, 82, 96–97. 6. A tudós Wally Broecker volt. Idézi David Christian, „Anthropocene Epoch”, in The Berkshire Encyclopedia of Sustainability, Vol. 10: The Future of Sustainability, szerk. Ray Anderson és mtsai. (Barrington, MA: Berkshire Publishing, 2012), 22. 7. Jan Zalasiewicz – Colin Waters: „The Anthropocene”, in The Oxford Research Encyclopedia, Environmental Science (Oxford: Oxford University Press, 2015), 4–5. 12. FEJEZET Merre tartunk? 1. Kim Stanley Robinson Mars trilógiája – Red Mars (1993), Green Mars (1994), Blue Mars (1996) – részletes és látványos tudományos-fantasztikus

képet ad arról, milyen lehet a Mars gyarmatosítása. 2. Joseph Campbell: The Hero with a Thousand Faces, 2. kiadás (Princeton, NJ: Princeton University Press, 1968), 46. 3. J. S. Mill: „Of the »Stationary State«”, in The Principles of Political Economy, Google Books, http://www.efm.bris.ac.uk/het/mill/book4/bk4ch06. 4. Johan Rockström és mtsai: „A Safe Operating Space for Humanity”, Nature 461 (2009. szeptember 24.) 472–475; aktualizálta Will Steffen és mtsai, „Planetary Boundaries: Guiding Human Development on a Changing Planet”, Science (2015. január): 1–15. 5. Steffen és mtsai: „Planetary Boundaries”, 1. 6. Az érett antropocén elképzelését vizsgálta David Grinspoon: Earth in Human Hands: Shaping Our Planet’s Future (New York: Grand Central Publishing, 2016). Az e szakaszban kifejtett gondolatok némelyikét a következő munkából kölcsönöztem: Paul Raskin: Journey to Earthland: The Great Transition to Planetary Civilization (Boston: Tellus Institute, 2016). 7. Az itt következő leírás részleteit Sean Carroll nagyszerű könyvéből vettem: The Big Picture: On the Origins of Life, Meaning, and the Universe Itself (New York: Dutton, 2016), 878. old., Kindle.

TARTALOM Előszó Bevezetés Idővonal 1. RÉSZ: A KOZMOSZ 1. fejezet A kezdetek: az első küszöb 2. fejezet Csillagok és galaxisok: a második és harmadik küszöb 3. fejezet Molekulák és holdak: a negyedik küszöb 2. RÉSZ: A BIOSZFÉRA 4. fejezet Az élet: az ötödik küszöb 5. fejezet A Kis Élet és a bioszféra 6. fejezet A Nagy Élet és a bioszféra 3. RÉSZ: MI 7. fejezet Emberek: a hatodik küszöb 8. fejezet Mezőgazdaság: a hetedik küszöb 9. fejezet Agrárcivilizációk 10. fejezet Karnyújtásnyira a mai világtól 11. fejezet Az antropocén: a nyolcadik küszöb 4. RÉSZ: A JÖVŐ 12. fejezet Merre tartunk?

Köszönetnyilvánítás Függelék: az emberi történelem statisztikai adatai Kislexikon Ajánlott irodalom Jegyzetek

Az eredeti mű címe: David Christian Origin Story Little, Brown and Company, New York, 2018 Fordította: dr. Both Előd Lektorálta: Z. Karvalics László Szerkesztette: Oláh Judit Tördelés, tipográfia: Gelányi Mariann Borítóterv: Szabó Vince Copyright © 2018 by David Christian Hungarian translation © Both Előd, 2019 Hungarian edition © Akkord Kiadó, 2019 Minden jog fenntartva. A könyv bármely részlete csak a kiadó előzetes engedélyével használható fel. ISBN 978-963-252-132-9 Kiadja az Akkord Kiadó Kft. www.gabo.hu [email protected] www.dibook.hu Felelős kiadó: Földes Tamás Felelős szerkesztő: Várlaki Tibor