Redakcja „Życia Uniwersyteckiego” poprosiła mnie o przygotowanie tekstu wprowadzającego do tematu numeru, jakim są badania przyszłości, czyli badania, których wyniki mogą kształtować naszą przyszłość. Czy zatem w UAM prowadzone są badania, które swoją jakością wpisują się w najnowsze trendy naukowe? Bez wątpienia tak. Czy będą one miały wpływ na naszą przyszłość? Tego nikt z całą pewnością nie może w tej chwili stwierdzić.

I learned very early the difference between knowing the name of something and knowing something.

Richard Feynman

Zacznijmy od przyjrzenia się, czym jest nauka. Jako biolog rozważę jej definicję w odniesieniu do anglosaskiego rozumienia słowa „science”, zgodnie z którym nauka jest definiowana jako systematyczna aktywność prowadząca do powiększania i porządkowania wiedzy o otaczającym nas świecie w formie testowalnych wyjaśnień i predykcji. Kluczowe dla mnie są tutaj dwa elementy tej definicji: systematyczność i weryfikacja. Pierwszy z nich wskazuje, że teraźniejsze odkrycia bazują na odkryciach wcześniejszych wieków. Drugi pośrednio umiejscawia naukę w kontekście społecznym: 1) w społeczności badaczy, których działania weryfikują rzetelność i prawdziwość wyników, ich interpretacji i możliwych konsekwencji, ale także 2) w szeroko pojmowanym społeczeństwie, które przyswaja zdobytą wiedzę i korzysta z niej w praktyce.

Wiele się w ostatnich latach mówi o doskonałości naukowej, zarówno w kontekście jej „kultowego” znaczenia, ale także w odniesieniu do oceny jakości badań naukowych. Arystoteles zauważył kiedyś: „Jesteśmy tym, co wielokrotnie wykonujemy. Doskonałość zatem nie jest aktem, lecz nawykiem”. Współgra to znakomicie z wyżej wspomnianą cechą nauki – systematyczną aktywnością. Pokazuje również, że doskonałość naukowa nie jest jednorazowym zdarzeniem, lecz procesem, ciągłym dążeniem wynikającym z rzetelnej pracy.

To pierwszy ważny aspekt doskonałości naukowej. Odkryjmy zatem kolejny, odpowiadając na pytanie: Czy i jak można zmierzyć doskonałość? Żebyśmy nazwali coś lub kogoś „doskonałym”, musimy dysponować narzędziami, które umożliwią nam porównywanie, jak i wskaźnikami, dzięki którym rozróżnimy między tym, co „złe”, a tym, co „dobre” lub „doskonałe”. Od wieków aż do dziś dla badaczy wyróżnikiem było zwykle uznanie ich badań przez im współczesnych. Znany wszystkim działającym w społeczności naukowej niezwykle długi proces „budowania swojego nazwiska” jest oczywistą tego zjawiska kontynuacją. Tak dochodzimy do konkluzji, że działalność naukowa jest aktywnością społeczną. Uczony może prowadzić badania indywidualnie, ale nie może sam stwierdzić, że są one doskonałe. By tak się stało, potrzebuje on publiczności, konfrontacji z innymi członkami społeczności naukowej.

Czasem trzeba obejrzeć się za siebie, by zrozumieć to, co niesie przyszłość.

Yvonne Woon, „Piękni i martwi”

Z okazji Dnia Nauki Polskiej powiedziałem niedawno, że dla mnie nauka jest furtką ku nieznanemu. Jak zatem rozmawiać o przyszłości? Intencjonalnie czy egzystencjalnie? Czy chcemy ją aktywnie kształtować, czy też być jedynie obserwatorem i odbiorcą zmieniającej się rzeczywistości? Poza klasycznymi czy prawnymi definicjami badań podstawowych i aplikacyjnych, właśnie w zarysowanym powyżej dualizmie skrywa się kluczowa różnica charakterów. Trudno sobie wyobrazić, by badania aplikacyjne, komercjalizacja ich wyników i wykorzystanie praktyczne nie wybiegały w przyszłość. Tymczasem badania podstawowe z natury swojej są prowadzone w celu – tylko i aż – poznania otaczającej nas rzeczywistości. To, czy kiedyś z nich wykiełkują pomysły na zastosowania, jest w danym momencie kwestią nieprzewidywalną.

Zerknijmy zatem na historię naszej cywilizacji. Znaleźć tu można przykłady, które zilustrują każdą ścieżkę, jaką toczyło się życie naukowe. Przywołując kilka z nich, można uzmysłowić sobie ową różnicę charakterów, którą – jako przedstawiciele przede wszystkim nauk podstawowych – doskonale rozumiemy.

Gregor Mendel, hodując i badając rośliny w klasztornym ogrodzie w Brnie, odkrył prawa dziedziczenia, które ogłosił w 1865 r. Jednak to, co dziś uznajemy za jedną z podstaw współczesnych nauk biologicznych, zostało całkowicie zapomniane i dopiero powtórne zmierzenie się z problemami dziedziczenia, tym razem u muszki owocowej, przez Hugona de Vries w 1900 r., przywróciło odkrycia Mendla społeczności naukowej.

Swoim studentom – słuchaczom wykładu z podstaw teoretycznych biologii – często zadaję pytanie: czy rozwój współczesnych dyscyplin dziedzin szeroko pojmowanej biologii bardziej wynika z rozwoju idei naukowych czy z rozwoju technik badawczych? Niezwykle przydatnym argumentem jest przyjrzenie się Nagrodom Nobla. Przez prawie cały XX w. przyznawano je za realne odkrycia naukowe, lecz w ostatnich dziesięcioleciach coraz częściej doceniane jest w ten sposób opracowanie nowych metod czy narzędzi badawczych, takich jak technologia PCR, wykorzystanie białka GFP, mikroskopia superrozdzielcza, kriomikroskopia elektronowa. Nie powinno więc dziwić przyznanie Nagrody Nobla z fizyki Ernstowi Rusce w 1986 r. za opracowanie pierwszego mikroskopu elektronowego. Nie powinno, a jednak dziwi, gdyż transmisyjny mikroskop elektronowy został skonstruowany w roku 1931! Nie jest to przykład odosobniony: Barbara McClintock, która odkryła ruchome elementy genetyczne i zjawisko ich transpozycji w genomie kukurydzy na przełomie lat 40. i 50. XX w., została uhonorowana Nagrodą Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny dopiero w roku 1983!

Niezwykle ciekawym przykładem jest teoria samorództwa, której początki można łączyć z Arystotelesem. Przez stulecia teoria ta była tak popularna, że w zasadzie każdy uczony próbował swoje osiągnięcia umieścić w jej kontekście. Nic dziwnego więc, że Matthias Schleiden i Theodor Schwann, autorzy teorii komórkowej – jednej z dwóch wielkich teorii biologii współczesnej – publikując swoje odkrycia, przyjęli jako jedno z oczywistych założeń, że komórki mogą powstawać spontanicznie. Musiało minąć kilkadziesiąt lat, by to założenie zostało wyeliminowane z podstaw teorii komórkowej, a teoria samorództwa odeszła w zapomnienie.

Obecnie w instytucjach finansujących badania naukowe dominuje dążenie do wykazywania użyteczności nauki dla społeczeństwa, zwłaszcza w kategoriach ekonomicznych. Przywołam jedynie obserwację J.J. Thomsona – laureata Nagrody Nobla z fizyki z 1906 r. – o praktycznym wykorzystaniu promieniowania X. Metoda ta upowszechniła się w czasie Wielkiej Wojny, gdy w chirurgii zdjęcia rentgenowskie stały się narzędziem umożliwiającym lokalizację kul w ranach żołnierzy. A przecież Wilhelm Roentgen nie był poszukiwaczem metod chirurgicznych. Nowa metoda powstała jako efekt uboczny badań podstawowych, których celem było odkrycie natury wybranego fragmentu widma elektromagnetycznego.

zob. też Miasta przyszłości na przykładzie Poznania

Nauka ma również swoje ciemne strony. Niektóre widoczne są od razu, niektóre ujawniają się po wielu latach. Nie pamiętamy już, że amerykańskie loty kosmiczne najwięcej zawdzięczają Wernherowi von Braunowi – Sturmbannführerowi SS, szefowi programów rakietowych III Rzeszy. W czasie II wojny światowej to jego zespół opracował rakietę V2, a po wojnie von Braun stał się głównym konstruktorem rakiety Saturn V, która wyniosła pierwszych ludzi na Księżyc. Jeszcze trudniej przyjąć do wiadomości fakt, że rozwój niektórych obszarów medycyny to nie tylko odkrycie i wprowadzenie antybiotyków, ale również wykorzystanie wyników zbrodniczych niemieckich eksperymentów w obozach koncentracyjnych.

Przyszłość nie jest przed nami, ponieważ istnieje już teraz w nas w postaci kiełków, a czego nie ma teraz, tego nie będzie i w przyszłości. Nie widzimy kiełków, ponieważ są pod ziemią, i nie znamy przyszłości, ponieważ jest w nas. 

Karel Čapek, „Rok ogrodnika”

W naukach eksperymentalnych proces badawczy jest zawsze ciągiem prób, błędów, testowania rozwiązań, weryfikacji nowych pomysłów. By coś osiągnąć, trzeba zawsze być o krok przed innymi, a to nie jest łatwe. Na przełomie wieków opublikowano sekwencje genomu ludzkiego. Program jego rozszyfrowania trwał wiele lat, angażował setki badaczy w laboratoriach całego świata i kosztował setki milionów dolarów. Dziś najważniejsze dane o genomie pojedynczego człowieka mogą być uzyskane w kilka godzin za cenę kilkuset dolarów. Doskonałość przeszłości stała się rutyną teraźniejszości.

Tak dzieje się w wielu obszarach. ARPANET i jego protokoły dały podstawę dzisiejszemu internetowi. Sieć WWW została początkowo opracowana jako narzędzie komunikacji wewnętrznej zespołów badawczych CERN. Wyciągając telefon komórkowy, nie zastanawiamy się nad tym, że jego powstanie było możliwe dzięki temu, że w ciągu ostatnich 200 lat pojawili się ludzie tacy, jak J.C. Maxwell czy E. Rutherford i wszyscy wielcy twórcy mechaniki kwantowej, że wymienię jedynie Maxa Plancka, Erwina Schroedingera i Wernera Heisenberga.

Chciałbym jednak zakończyć ten tekst optymistycznie. W 1972 r. ukazał się raport Klubu Rzymskiego Limits to Growth, który stanowił dość katastroficzny opis przyszłości ludzkości. Mimo że poddawano go mocnej krytyce, stał się inspiracją do podjęcia działań sprzyjających zmniejszeniu zużycia paliw kopalnych i upowszechnieniu się energooszczędności. Odkrycie dziury ozonowej i czynników ją wywołujących było podstawą do przyjęcia we wrześniu 1987 r. Protokołu montrealskiego, międzynarodowego porozumienia, dzięki któremu znacząco ograniczono stosowanie substancji wpływających na powstawanie dziury ozonowej. Również kolejne raporty Międzyrządowego Zespołu ds. Zmiany Klimatu znajdują swój odzew i stają się katalizatorem zmian wiodących do zrównoważonego rozwoju ludzkości.

A future is not given to you. It is something you must take for yourself.