Kvantová evoluce

Myšlenka evoluce představovala revoluci v pohledu na vznik a způsob vývoje života na Zemi. Veškerá flóra a fauna se na Zemi neobjevila ze dne na den ale v průběhu dlouhého vývoje, který trval milióny let.

Živočišné druhy nevznikly ihned ve své finální podobě, ale vyvíjely se postupně od jednodušších forem ke složitějším. Tento vývoj nebyl přímočarý, ale reagoval na aktuální po­třeby přežití druhu. Přestože myšlenka evoluce je zde již skoro 200 let, stále evokuje mnoho otázek a pochybností.

Jak to, že moderní věda se všemi svými vědci, vymoženostmi, přístroji a labo­ratořemi není sto najít žádný příklad evolučního vývoje, který by probíhal v současnosti?

Jak to, že dnešní věda není schopna doložit žádný příklad prospěšných mutací? Naprostá většina náhodných mutací či mutací způsobených zářením má pro organismy neblahý ničivý vliv. Žádné ozáření či kousnutí pavouka z nás neudělá supermana. Mutace bakterií či mušek vyvolané člověkem z nich neudělaly nic jiného než zase jen bakterie a mušky.

Jak to, že nebyly nalezeny žádné přechodové formy mezi druhy? Pokud evoluce probíhala na principu pokusu a omylu, mělo by jich být hodně. Archeologové žádné mezi-formy mezi druhy nenalezli. Vždy byly nalezeny až fosilie hotového druhu. Jakoby se jedna živočišná forma změnila v jinou velmi krátkým přechodem – skokem. Věda o evoluci nedokáže ani důvěryhodně vysvětlit, jak k přechodu z jednoho živočišného druhu na jiný může dojít.

Neexistuje žádné vysvětlení proto, jak mohla evoluce na základě zcela náhodných mutací proběhnout v historicky reálném čase. Pro takovou evoluci by ani miliony let nepředstavovaly dostatečně dlouhou dobu.

Evoluce se stala součástí moderního vědeckého paradigmatu. Je pro ni spousta důkazů, ale existuje minimálně stejně velký počet děr v těchto důkazech. Myšlenka evoluce se stala součástí ateistické víry. Slovo víra je zde plně na místě jako vždy, když chybí důkazy nebo jsou tyto důkazy neúplné a hlavně, když se nahrazují dogmaty.

Je myšlenka evoluce špatná? Ne, myslím, že ne. Je jen neúplná. Něco v této teorii chybí. Něco, co se do současného vědeckého paradigmatu nehodí – smysluplnost. Celá teorie evoluce je založena na náhodnosti a přírodním výběru z mnoha náhodně vzniklých forem. Potřebuje nějaký princip, který by ji urychlil.

Představme si, že pro vznik nového druhu potřebujeme provést určitý počet změn, které lze provést několika různými způsoby. Pro jednoduchost si představme, že hrajeme oblíbenou hru kostky. Máme šest kostek a máme za úkol jimi hodit tak, aby na všech šesti kostkách byly nahoře šestky. Přitom tohoto cíle máme dosáhnout pouze třemi pokusy.

Pokud bychom se snažili hodit kostkami tak, aby padlo šest šestek naráz, mohli bychom házet celé hodiny, dny či týdny a nemuselo by se nám to podařit. Naštěstí hra kostky se hraje jinak. S trochou štěstí se nám může podařit hodit tři šestky naráz při prvním hodu – „úspěšné“ kostky dáme bokem a hodíme už jen zbývajícími třemi kostkami. Na dvou padnou šestky, tak je dáme zase bokem. Hodíme poslední kostkou a sláva – máme šest šestek ve třech hodech.

Můžeme si prakticky ověřit, že hrát tímto způsobem je mnohem efektivnější, než se snažit hodit šest šestek naráz. Hra v kostky je proti evoluci pomocí náhodných mutací genů opravdu jen dětská zábava. Pokud máme plán, jakého výsledku chceme dosáhnout, a úspěšné změny dokážeme zafixovat, je dosažení cíle mnohem snazší než náhodné dosažení výsledku. To ale znamená mít plán – čili znát smysl a cíl hry. Kdo ale takový plán může stvořit?

Dobře, zkusíme to bez plánu. Existuje řada možnosti, jak se biologický systém může vyvíjet. V buňkách neustále dochází k rozpojování a opětovnému spojování chromozomů za účelem vytvořeni nových kombinaci genetického materiálu. Nahodile se tak mohou objevit mutace. Naprostá většina z nich ale nepřináší nic, co by úspěšnost jedince či druhu zvýšilo. Spiše mu mohou uškodit. Živé organismy by musely mutovat miliony různými způsoby, aby našly sekvenci změn, která jim přidá evoluční výhodu. Prozkoumávat všechny možnosti je obrovská ztráta času.

Příroda naštěstí zná princip, jak dosáhnout cíle bez toho, abychom se museli zdržovat blou­dě­ním skrze všechny možné cesty. Znají ho kupříkladu i všechny rostliny využívající foto­syntézu.

Ve chvíli, kdy světlo dopadne na buňku obsahující chlorofyl, vznikne tzv. exciton. Ten přenáší energii mezi molekulami do reakčního centra buňky, kde může být uložena ve sta­bil­nější chemické formě. Kdyby se exciton pohyboval náhodně od jedné molekuly ke druhé, trval by přenos energie moc dlouho a efektivita fotosyntézy by byla velmi nízká. Tajemství je v tom, že se exciton nepohybuje náhodně jako klasická částice, ale kráčí tzv. kvantovou chůzí – jako vlna projde všemi možnými cestami a zhmotní se až v cíli své cesty, jakoby se pohyboval jen tou nejkratší možnou cestou.

Existují tisíce možnosti, jak složit řetězec RNA 100 bází dlouhý. K náhodnému vytvořeni takového řetězce bychom potřebovali mnohonásobně víc hmoty, než obsahuje celá Mléčná dráha. Nelze proto vytvářet život touto cestou. Musí existovat princip – podobný kvantové chůzi, který umožňuje projit všechny možnosti naráz a zrealizovat až tu jednu správnou.

Možné řešení je ukryto v kvantové fyzice. Do chvíle, než je provedeno pozorování, se fyzikální systémy vyvíjejí ne jedním, ale všemi možnými způsoby – viz známý myšlenkový experiment Schrö­din­gerova kočka. Říká nám, že dokud neprovedeme pozorování, může realita existovat ne v jedné ale v mnoha možných historiích.

To, že nějaká evoluce proběhla, je stejně podivné jako to, že žijeme ve vesmíru, který je vhodný pro život. Jak vyplývá z tzv. antropického principu, existence vesmíru vhodného pro vznik života, jako je ten náš, je zcela nepravděpodobná. Současná věda, kromě pár neověřitel­ných hypotéz, nemá žádné vysvětlení pro to, že je náš vesmír tak neuvěřitelně přesně naladěn, aby v něm mohl existovat život a to i ve své vědomé formě.

Velkou filosofickou i fyzikální otázkou je, zda má existence vesmíru bez života a tedy i bez pozorovatele, nějaký smysl či význam a to i ten fyzikální. Kvantová fyzika totiž tvrdí, že bez pozo­ro­vatele není realita. Spor je ale v tom, co si představit pod pojmem pozorování a po­zoro­vatel. Stačí k aktu pozorování či dekoherence pár částic, které na sebe vzájemně působí nebo pozorovatel musí být obdařen myslí schopnou vytvářet představy o okolním světě? Je-li správná druhá možnost pak, žádný jiný vesmír než takový, který je vhodný pro život nemůže existovat.

Vesmír tedy na počátku mohl existovat jako souhrn všech svých možných podob a mohl se vyvíjet v mnoha možných historiích. Realita v našem slova smyslu neexistovala, dokud se alespoň v jedné z jeho možných historií neobjevil pozorovatel. Je otázkou, zda tím prvním pozorovatelem musel být Bůh, první člověk – Adam, první zvíře, rostlina, buňka či jen nějaký shluk atomů a molekul.

Jakmile se objevil první pozorovatel, počet možných podob a historií vesmíru se začal prudce redukovat. Evoluce života na Zemi tedy vůbec nemusela být náhodná, ale naopak mohla být zcela zásadní proto, aby vůbec mohla existovat nějaká realita a vesmír v podobě, jak ho známe. Objevil-li se v nějaké historii „lepší“ pozorovatel, tato historie měla tendenci se rozvinout v realitě. „Lepší“ pozorovatel vznikl z „horšího“ ze zpětného pohledu deterministicky, ale tak, že byly přeskočeny „kvantovou chůzí“ všechny vývojové cesty nevedoucí k cíli.

Z tohoto důvodu máme problém najít vývojové mezistupně či jen „napůl“ vyvinuté slo­žité orgány, jako je třeba oko. Evoluce nemusela probíhat pomalu a brodit se skrze bažinu slepých cest, ale naopak mohla probíhat velmi rychlými a elegantními skoky. A proč už dnes nemůžeme evo­luci pozorovat? Prostě proto, že už pozorujeme svět okolo nás až příliš. Evoluce může probí­hat pouze tehdy, když se nikdo nedívá. Abychom pochopili evoluci, musíme pochopit, že příběh evoluce začíná na jejím konci.

Viz také: Schrödinge­rova kočka, Antropický princip, Má existence vesmíru význam?, Zenónův kvantový efekt

S použitím:

Szeruda, R.: Nový pohled na lidskou duši a vědomí. Praha 2017.

Jim Al-Khalili, Johnjoe McFadden, Life on the Edge. London 2014.