Małe i duże zagadki na Copernicus Festival 2025

Jak poznać samych siebie?

Jest taka tajemnica, z którą nieuchronnie konfrontujemy się, gdziekolwiek się wybierzemy i cokolwiek robimy. Tajemnica, którą nieliczni z nas zajmują się naukowo, ale wszyscy bez wyjątku – amatorsko. Tą tajemnicą jesteśmy dla siebie my sami. I choć wezwanie „poznaj samego siebie” towarzyszy nam od tysięcy lat, wciąż nie wiemy, co to dokładnie znaczy ani w jakim stopniu poznanie samego siebie jest w ogóle możliwe. Czy żeby poznać siebie, wystarczy znać garść faktów na swój temat? Na przykład wiedzieć, że lubię lukrecję, płakałem na „Królu lwie” i zdarza mi się wkładać do dżemu oblizaną wcześniej łyżeczkę? A może musimy w tym celu zgłębić pytania dużo bardziej doniosłe? Czy byłbym dobrym rodzicem? Czego najbardziej się boję? Co nadaje mojemu życiu sens? Ponadto, choć z jednej strony wydaje się, że to my sami mamy najlepszy dostęp do naszego wnętrza, my sami możemy też być najbardziej rozczarowani tym, co tam zastaniemy. Stąd biorą się rozlegle opisywane w literaturze, a nam wszystkim znane z praktyki, mechanizmy samooszukiwania. Może zatem nieco paradoksalnie poznawać samego siebie możemy najskuteczniej w relacji z innymi ludźmi, zwłaszcza bliskimi, przyjaciółmi lub terapeutami, którzy pomagają nam dostrzec to, co przed nami samymi ukryte?

Jędrzej Grodniewicz, filozof, Uniwersytet Jagielloński

Dlaczego świat gra w matematyczną grę?

Dla mnie największą tajemnicą fizyki jest ona sama, a ściślej to, co noblista Eugene Wigner nazwał „niepojętą skutecznością matematyki w naukach przyrodniczych”. Idzie nie tyle o samą możliwość ujmowania zjawisk fizycznych w matematyczne ramy – w końcu świat można też opisywać słowem, obrazem lub muzyką – ile o to, że wielokrotnie w historii nauki struktury matematyczne stosowane przez fizyków okazywały się skrywać znacznie więcej informacji o świecie, niż przypuszczano. Czarne dziury, fale grawitacyjne, antymateria, kwarki, bozon Higgsa... Wszystkie te rzeczy odkryto najpierw „na papierze” jako byty abstrakcyjne, elementy czysto formalnej „gry w matematykę”. A jednak z jakiegoś tajemniczego powodu wszechświat także zdaje się grać w tę grę. Jak pisał Wigner: „Cud odpowiedniości języka matematyki do wyrażania praw fizyki jest niezwykłym darem, którego nie rozumiemy i na który nie zasługujemy”.

Tomasz Miller, fizyk matematyczny, Uniwersytet Jagielloński

Jakie prawa rządzą przepływem ciepła w skali nano? 

Ciepło i jego rozchodzenie w środowisku na pierwszy rzut oka wydaje się dość oczywistym i intuicyjnym zjawiskiem. Nasi przodkowie rozpalali ogniska, żeby rozgonić chłód nocy, a my, beneficjenci cywilizacji technologicznej, korzystamy z kaloryferów, klimatyzacji i tym podobnych. Jednak ta intuicja załamuje się w nanoskali, w świecie atomowych nitek i ograniczonej wymiarowości. Tam klasyczna, opisywana tzw. prawem Fouriera dyfuzja ciepła ustępuje miejsca dziwniejszym zjawiskom. Ciepło potrafi płynąć balistycznie, niemal bez rozpraszania, lub tworzyć fale przypominające dźwięk. Wiele z tych efektów, choć przewidzianych teoretycznie, wciąż czeka na pełne eksperymentalne potwierdzenie, stawiając wyzwania przed współczesnymi fizykami i materiałoznawcami. Kto wie, może zrozumienie fizyki ciepła na bardziej fundamentalnym poziomie zaowocuje nowymi technologiami i wynalazkami, które ułatwią nasze życie?

Klaudia Żerańska, fizyczka, popularyzatorka nauki z Centrum Nauki Kopernik w Warszawie

Jak znaleźć szczęście w związku?

Co łączy Senekę Młodszego, Williama Szekspira, Sylvię Plath i szwedzkiego youtubera PewDiePie? Wszyscy wierzyli, że sekret szczęścia tkwi w niskich oczekiwaniach wobec ludzi i świata. Codzienność zdaje się potwierdzać tę intuicję – podróżnik przygotowany na spanie w namiocie doceni każdy hotel, a nieoczekiwany drobiazg przynosi więcej radości niż długo wyczekiwany prezent. Czy jednak zasada ta sprawdza się także w bliskich związkach? Czy obniżenie wymagań wobec partnera rzeczywiście sprzyja satysfakcji z relacji? Teoria współzależności sugeruje, że zadowolenie wynika z porównania tego, co otrzymujemy, do naszych oczekiwań. Jeśli rzeczywistość przewyższa oczekiwania – czujemy się spełnieni; jeśli nie – doświadczamy rozczarowania. Najnowsze badania przynoszą jednak zaskakujące wyniki: to osoby, które mają wysokie oczekiwania, częściej deklarują większe zadowolenie ze związku! Jak wyjaśnić tę sprzeczność? Czy to błąd teorii, czy też nasze myślenie o relacjach wymaga zmiany?

Magdalena Śmieja, psycholog, Uniwersytet Jagielloński

Czy czarne dziury zjadają informację?

Czarne dziury to jedne z najbardziej tajemniczych obiektów we wszechświecie. Ich pole grawitacyjne jest tak silne, że cokolwiek znajdzie się pod ich powierzchnią, już nigdy nie wydostanie się na zewnątrz. Pochłaniają one wszelką materię w swoim pobliżu, a wraz z nią całą informację, którą ona niesie. Ogólna teoria względności mówi, że owa informacja pozostanie uwięziona aż do końca wszechświata.

Teoria kwantowa implikuje jednak, że czarne dziury parują. Jest to proces szalenie powolny, ale skuteczny – w końcu każda czarna dziura we wszechświecie zniknie bez śladu. Cała masa w niej zgromadzona przekształci się w energię promieniowania. To jednak tylko pogarsza problem, ponieważ promieniowanie to ma charakter termiczny – nie niesie w sobie żadnej informacji!

Ale czy informacja rzeczywiście może zostać kompletnie wymazana ze wszechświata? I co by to właściwie oznaczało dla fizyki? Jedno jest pewne – ażeby wyjaśnić tę tajemnicę, musimy wyjść poza ramy znanych nam teorii fizycznych.

Michał Eckstein, fizyk, Uniwersytet Jagielloński

W jaki sposób nasz umysł radzi sobie z matematyką? 

Matematyka, królowa nauk – dla wielu osób to hasło było zmorą czasów szkolnych, oddzielającą „humanistów” od tej niedostępnej dziedziny, która była zarezerwowana dla wybrańców z wrodzonym talentem. Ale czy słusznie? Co tak naprawdę dzieje się w naszych głowach, gdy liczymy, i od czego zależy to, czy zostaniemy wybitnym matematykiem? Naukowcy wciąż próbują rozwikłać te zagadki. Odkryto na przykład, że ogromny związek z naszymi zdolnościami matematycznymi ma pewien niepozorny obszar w mózgu, odpowiadający też za koordynację ruchową, że umiejętność nazywania palców czy wrażliwość na rymy w dzieciństwie może mieć związek z rozwiniętymi później zdolnościami matematycznymi, a czasem dobrą strategią na poprawę ocen może być budowanie z klocków albo nauka gry na perkusji. Być może więc matematyka nie jest tak tajemna, jak się wydaje, a drogi do jej nauki są zaskakująco różnorodne i powiązane z takimi obszarami jak ruch czy język. Odkrywanie tych nieoczywistych połączeń to fascynująca podróż w głąb tajemnic ludzkiego mózgu.

Nina Bażela, informatyczka i kognitywistka, Uniwersytet Jagielloński

Czy dzieci powinno się zachęcać do liczenia na palcach? 

Liczne kultury opracowały sposoby wykorzystywania ciała do rachowania. Taką naturalną „maszyną obliczeniową” jest dłoń: palce są zawsze pod ręką, łatwo je rozróżnić, poruszać nimi, a ich uporządkowanie jest stałe. Sprzyja to utrzymaniu odpowiedniości między palcami a zliczanymi obiektami, a także określaniu ich ilości i kolejności. Nawyki liczenia na palcach, przyswojone w dzieciństwie, często pozostają z nami w dorosłości (np. przy odliczaniu miesięcy czy wyliczaniu argumentów). Czy zatem rodzice i nauczyciele powinni aktywnie zachęcać dzieci do liczenia na palcach, by wspomóc rozwój ich kompetencji matematycznych? A jeśli tak, to czy istnieje granica wieku, po której powinno się od tego odchodzić? Pytanie to dzieli edukatorów i psychologów poznawczych. Z jednej strony badania wskazują, że dzieci, u których sprawniej działa mózgowa reprezentacja palców, przejawiają lepsze osiągnięcia matematyczne, a te z mniej sprawną reprezentacją palców radzą sobie z matematyką gorzej. Z drugiej strony istnieją argumenty za tym, że choć palce rzeczywiście przydają się w zliczaniu przedmiotów, to jednak matematyka jest domeną abstrakcyjnego myślenia, w którym zbytnie zakorzenienie w konkrecie stanowi szkodliwy balast.

Mateusz Hohol, kognitywista, Uniwersytet Jagielloński

Czy życie może wyglądać inaczej niż ziemskie? 

Choć nie mamy dowodów na istnienie życia poza Ziemią, ogrom i wiek wszechświata sprawiają, że wydaje się niemal niemożliwe, by powstało ono tylko na jednej planecie. Możemy więc założyć, że życie jest naturalną konsekwencją ewolucji wszechświata: od wodoru poprzez cięższe pierwiastki umożliwiające złożoną chemię aż do życia, które z czasem także przybiera coraz bardziej skomplikowane formy. Jeśli to prawda, pojawia się fundamentalne pytanie: jak różnorodne może być życie? Na Ziemi, mimo niesamowitego bogactwa gatunków i ich rozmaitych przystosowań, życie jest bardzo jednolite w najbardziej podstawowych charakterystykach – dziedziczności opartej na kwasach nukleinowych (DNA i RNA) oraz budowie i metabolizmie opartych na węglu (białku). Fascynującą zagadką jest więc, czy prawa fizyki i chemii dopuszczają istnienie zupełnie odmiennych od ziemskich form życia? I jak uniwersalne są procesy ewolucyjne znane z Ziemi? Na przykład: jak unikalne było powstanie płci i – co za tym idzie – pojawienie się doboru płciowego, które najprawdopodobniej jeśli nie umożliwiły, to co najmniej przyspieszyły proces ewolucji złożonych form życia, w tym powstanie cywilizacji?

Łukasz Michalczyk, zoolog i ewolucjonista, Uniwersytet Jagielloński

Zagadka gwiezdnej galaretki 

O „gwiezdnej galaretce” wspominam w tekście „Oto wielka tajemnica wiedzy”. W skrócie: już od średniowiecza znane są relacje o grudkach białawej, półprzezroczystej substancji, znajdywanych na trawie, mchu czy gałęziach. Do dzisiaj nie wiadomo, co to jest: nawet współczesne badania mikroskopowe i genetyczne nie pomagają.

Niektóre „gwiezdne galaretki” udaje się zidentyfikować jako śluzorośla (kolonijne pierwotniaki tworzące żelowate skupiska), grzyby albo fragmenty ciał zwierząt. W 1926 r. czasopismo „Nature” opublikowało króciutki list od biologa H.A. Baylisa, który zbadał dostarczoną mu próbkę „gwiezdnej pleśni” i zarzeka się, że jest to częściowo rozłożony jajowód ropuchy. Wielka mi tajemnica.

Udaje się więc zidentyfikować niektóre konkretne okazy, a z każdą taką identyfikacją tajemnica odrobinę się kurczy. Nauka opiera się na założeniu, że teoretycznie da się wytłumaczyć powstanie każdej z nich – nawet jeżeli istnieją konkretne gwiezdne żelki, których nikt nigdy nie wytłumaczy. To ciekawe założenie. Można je też nazwać wiarą w racjonalność świata.

Łukasz Lamża, filozof i popularyzator nauki, Uniwersytet Jagielloński

Skąd się wzięły w języku pojęcia abstrakcyjne? 

Jedną z najciekawszych zagadek, na które można natrafić na styku wielu dziedzin – m.in. filozofii, psychologii, neuronauki, językoznawstwa, matematyki, prawa – jest pytanie o pochodzenie i naturę pojęć abstrakcyjnych, których powszechnie używamy w naszym języku. Jak to jest, że potrafimy się nimi posługiwać? Z perspektywy historycznej to jeden z pierwszych problemów podjętych w filozofii. Przypomnijmy sobie postać Sokratesa portretowanego w dialogach platońskich, który spacerował po Atenach i pytał np. o to, czym jest sprawiedliwość. Również matematyka pełna jest pojęć abstrakcyjnych. Platon rozwiązał problem ich pochodzenia, twierdząc, że stoją za nimi odwieczne, niezmienne idee. Dziś taka odpowiedź nas nie zadowala. Wiemy coraz więcej o tym, jak działa nasz aparat poznawczy, budujemy ekscytujące scenariusze ewolucyjne dotyczące tego, skąd wzięła się komunikacja językowa, coraz lepiej rozumiemy, jak nasze mózgi przetwarzają język. W tych nowych kontekstach stare pytanie o pochodzenie pojęć abstrakcyjnych powraca ze zdwojoną siłą. Pytanie to jest ważne nie tylko dlatego, że dzięki pojęciom abstrakcyjnym potrafimy się skutecznie porozumiewać, ale również dlatego, że pozwalają nam one odkrywać naturę rzeczywistości.

Jak trwałe są efekty identyfikowane przez psychologów? 

W badaniach empirycznych często dokonujemy generalizacji naszych wniosków poza obiekty, które obserwowaliśmy. Psycholodzy eksperymentalni badają próbę osób badanych i na tej podstawie starają się opisać, w jaki sposób ludzie – nie tylko osoby, które wzięły udział w eksperymencie, ale ludzie „tak w ogóle” – przetwarzają informacje. Zazwyczaj psychologów interesuje efekt na poziomie próby (np. średnio osoby badane szybciej nazywają niebieski kolor atramentu, jeśli jest nim napisane słowo „niebieski”, niż wtedy, gdy jest nim napisane słowo „czerwony”). Czy to oznacza, że ten efekt można zaobserwować u każdego człowieka? Czy taki efekt będzie widoczny za każdym razem i z taką samą siłą, gdy dana osoba wykona takie zadanie? Nasze ostatnie badania pokazują, że wiele znanych z podręczników psychologii poznawczej zjawisk charakteryzuje się ogromną zmiennością – zarówno w populacji, u różnych badanych, jak i u tych samych osób w różnym czasie. Czy to nowa tajemnica, przed którą staje psychologia poznawcza?

Krzysztof Cipora, psycholog, Loughborough University

Kim byli ludzie o małych mózgach? 

W 2003 r. w jaskini Liang Bua na wyspie Flores odkryto szkielet dorosłej kobiety sprzed ok. 70 tys. lat, która mogła mieć metr wzrostu i mózg trzykrotnie mniejszy od naszego. Ta oraz kilka innych skamieniałości znalezionych na tej wyspie sugerują, że zamieszkiwał ją nietypowy gatunek skarłowaciałych ludzi – nazywanych Homo floresiensis lub hobbitami z Flores.

W 2013 r. w Jaskini Wschodzącej Gwiazdy w RPA znaleziono szczątki istot zdolnych do chodzenia na dwóch nogach, ale dobrze przystosowanych do wspinaczki po drzewach, którzy żyli ok. 300 tys. lat temu. Byli wyżsi niż hobbici, ale mieli równie niewielkie mózgi – porównywalne z mózgami szympansów. Nazwano ich Homo naledi.

W 2019 r., na podstawie skąpego materiału z jaskini Callao na Filipinach opisany został trzeci nietypowy gatunek człowieka – Homo luzonensis. Jego odkrywcy twierdzą, że przypominał hobbitów z Flores i żył w podobnym czasie.

Kim były te wszystkie istoty? Dlaczego miały małe mózgi, skoro w naszej linii ewolucyjnej mózgi tak bardzo urosły? Jak daleko musimy się cofnąć w czasie, by znaleźć naszych wspólnych przodków? Na razie żaden paleoantropolog na świecie nie wie, jak na te pytania odpowiedzieć.

Łukasz Kwiatek, popularyzator nauki, Uniwersytet Jagielloński, „Tygodnik Powszechny”