Patří k mladší generaci českých vědců, a i když říká, že u nás věda nemá příliš velkou podporu ani moc velkou prestiž, dokázal se astronom Michal Švanda vypracovat v oboru zvaném astrofyzika v obecně respektovaného odborníka.
Navíc má pozoruhodně utříděné názory na současný stav našeho poznání. Takže je zajímavé a poučné sledovat, jakým způsobem přemýšlí nejen o vesmíru jako takovém, ale i o vyšší inteligenci, než je ta lidská, o mimozemském životě či o člověkem stvořené umělé inteligenci.
ČESKÁ POZICE: V rámci astrofyziky se zabýváte konkrétně sluneční fyzikou. Co si pod tímto pojmem může běžný člověk představit?
„Studium Slunce nám něco říká o všech hvězdách kdesi v hlubinách vesmíru. A hvězdy jsou základními konstituenty celého vesmíru.“ŠVANDA: Cílem sluneční fyziky je snaha pochopit pochody probíhajících na naší denní hvězdě – Slunci. Sluneční fyzikové totiž mají oproti jiným odvětvím astrofyziky obrovskou výhodu: Slunce je z astronomického hlediska prakticky za rohem. To nejrychlejší, co známe, tedy světlo, k nám letí asi osm a půl minuty. Sto padesát milionů kilometrů není zkrátka v kosmu žádnou velkou vzdáleností. Pro představu: k další, v pořadí hned druhé nejbližší hvězdě to máme nepoměrně dál, od ní k nám letí paprsek světla přes čtyři roky.
I v těch největších dalekohledech vnímáme ostatní hvězdy jako jasné body, kdežto povrch Slunce můžeme pomocí dnešních dalekohledů pozorovat v neuvěřitelném sedmdesátikilometrovém detailu. To je v rámci rozměrů vesmíru a jeho těles takřka „mikroskopický“ detail. Takže pokud máme za to, že fyzikální pochody či zákony řídí život všech hvězd naprosto totožně, studium Slunce nám něco říká o všech hvězdách kdesi v hlubinách vesmíru. A hvězdy jsou základními konstituenty celého vesmíru.
ČESKÁ POZICE: A čím konkrétně se zabýváte vy osobně?
ŠVANDA: Takzvanou helioseismologií, což je obor, který nám umožňuje se alespoň nepřímo podívat pod sluneční povrch, odkud k nám nikdy nepřiletí žádná přímá informace. Podobně pracují geoseismologové, kteří získávají informace o vnitřní struktuře naší planety z analýzy zemětřesných vln. Na Slunci se uplatňují velice podobné principy. Jejich interpretací dokážeme získat informace nejen o slunečním nitru jako takovém, ale vlastně o celkovém fungování hvězdy. A nejen to: činnost Slunce má podstatný vliv na životně důležité funkce moderní civilizace.
Jedním z našich cílů je proto změřit, jakým způsobem se pohybuje plazma ve slunečním tělese (je to podobné, jako když meteorologové měří pohyby větru v zemské atmosféře). Je to jen část skládačky, která ve výsledku vede ke spolehlivým a přesným varováním před projevy sluneční aktivity, jež mohou přímo ovlivňovat nebo poškozovat pozemské technologie.
ČESKÁ POZICE: V jakém smyslu?
„Hlavním úkolem sluneční fyziky je pochopit, jakým způsobem erupce fungují, a dokázat je dostatečně dopředu předpovědět“ŠVANDA: Projevy sluneční aktivity mají dopad na rádiové spojení, navigaci, rozvody elektřiny, plynovody atd. Známe z historie již pěknou řádku událostí, které tyto dopady měly. Zatím nejvýznamnější se stala v září 1859. Tehdy došlo k silné erupci, která vyřadila z provozu v té době nejmodernější výkřik techniky – telegraf. Na obrovském území vypadlo telegrafní vedení a z telegrafních sloupů sršely jiskry, které byly příčinou několika požárů.
Kdyby k něčemu takovému došlo dnes, tak se podle krizového scénáře z dílny NASA odhaduje, že v Severní Americe – která je kvůli orientaci zemské osy k takové události náchylnější – by mohlo být téměř nenávratně poškozeno na čtyři sta velkých uzlových transformátorů po celé zemi. Ty jsou ale klíčové pro dodávky elektřiny do celého státu. Celá síť by tak nejspíš zkolabovala a návrat do stavu plného provozu by podle odhadů mohl trvat i deset let, což je dost šílená představa. Jenom výroba jednoho tak gigantického transformátoru trvá třeba i rok. Něco takového si plně neuvědomujeme a nedokážeme si to možná ani představit, snad jen v podobě nějakého katastrofického filmu.
Kompozice záběrů a časosběrných filmů z nejmodernější sluneční družicové observatoře Solar Dynamics Observatory ukazuje dynamické dění ve sluneční atmosféře. Některé z těchto jevů, sluneční erupce a výrony koronální hmoty, působí problémy pro pozemskou technologii.
ČESKÁ POZICE: Váš obor tedy představuje pozitivnější výhled?
ŠVANDA: Rádi bychom viděli takovou budoucnost, že když už aktivním jevům nedokážeme předcházet – zastavit erupci prostě nejde –, tak abychom měli k dispozici vyvinutý systém spolehlivého včasného varování a tím možnost případné škody alespoň minimalizovat. Dá se totiž s jistotou očekávat, že k nějaké velké sluneční erupci srovnatelné s tou v roce 1859 jednou dojde.
S mohutnými slunečními erupcemi se to má totiž statisticky podobně jako třeba se stoletou vodou. Jisté nepříliš pravděpodobné jevy se opakují – někdy za sto let, jindy třeba dva roky po sobě. Je to takzvaná statistika malých čísel, tedy tu a tam, statisticky je to vzdálené v nějakém intervalu, ale jedna konkrétní událost se chová velmi náhodně. Vědecky podložené odhady nám říkají, že střední interval mezi těmi obřími erupcemi je zhruba čtyři sta, pět set let. Takže hlavním úkolem sluneční fyziky je pochopit, jakým způsobem tyto aktivní projevy fungují, a dokázat je dostatečně dopředu předpovědět – určitě ne na rok, ale aspoň na co stačíme, což znamená na den či několik hodin, což by byla dostatečná informace. A když už nic jiného, tak abychom alespoň dokázali odhadnout, jestli ten následný jev bude významný, či nikoliv. Jestli bude mít vliv na pozemské technologie, či nikoliv.
ČESKÁ POZICE: To zní hodně dramaticky... Jakého posunu ale současná fyzika obecně dosáhla? Dá se to v krátkosti zhodnotit?
„Fyzika se tak dnes řídí třemi hlavními teoriemi: statistickou fyzikou, kvantovou teorií a teorií gravitace. Tyto oblasti či proudy spolu ne tak úplně kamarádí.“ŠVANDA: Přirozeně je velmi obtížné mluvit za celou fyziku, když se profesionálně zabývám jen velmi úzkým oborem. Nejvíce současného vědeckého výzkumu je hlavně v poznávání detailů. Celkovým cílem tohoto soustředěného úsilí je získat nějaký obecnější pohled na přírodu a její zákonitosti, to však prakticky nemůže obsáhnout jeden člověk.
Současná věda má za to, že ty obecně již definované principy jsou správné. Před sto lety přišly na svět dvě přelomové vědecké teorie: jednak teorie gravitace – obecná teorie relativity –, popisující makrosvět, a pak kvantová teorie, popisující naopak mikrosvět. Od té doby žádný srovnatelně významný přelom v našem chápání světa nenastal. Ovšem s poznámkou, že se všechno daleko víc zkomplikovalo, přidávají se detaily a diskutuje se významnost jednotlivých efektů pro popis okolního světa.
Fyzika se tak dnes řídí třemi hlavními teoriemi: statistickou fyzikou, kvantovou teorií a teorií gravitace. Tyto oblasti či proudy spolu ne tak úplně kamarádí, každá teorie rozumně popisuje jen ten svůj vymezený pohled. Příroda je ale jenom jedna, a měla by se proto popsat jednou jedinou teorií.
ČESKÁ POZICE: Proč tomu tak tedy není?
ŠVANDA: Pokud totiž existují různé přístupy k problému, tak se fyzikální problémy běžně řeší tak, že fyzikové takřka intuitivně používají ty z fyzikálních zákonů, které se zrovna hodí. Řeším-li pohyb planet ve Sluneční soustavě, nebudu si jako nástroj brát ani statistickou fyziku, ani kvantovou teorii a v drtivé většině případů je i ta obecná teorie relativity zbytečně detailní a obvykle postačí klasická mechanika. Naopak, pokud mě zajímá chování plynu v místnosti, statistická fyzika je tím správným přístupem, zatímco použitím obecné teorie relativity nezískám nic smysluplného.
Jsou však fyzikální problémy na pomezí těchto přístupů, například v extrémních podmínkách, třeba v nitru černých děr. Pak už ovšem výsledek bádání může záviset na použitém přístupu a není zřejmé, který z nich je správný. Příroda je však jen jedna a správné řešení si již dávno vybrala.
ČESKÁ POZICE: Jak se v něčem takovém může člověk orientovat?
ŠVANDA: Problém současné vědy – tedy jestli to nějaký problém je – je, že to penzum současných znalostí je prostě obrovské. Takže nejjednodušší odpověď zní, že nemůže. Prakticky není možné obsáhnout dostatečně hluboko všechny obory fyziky. Dokonce není ani možné se zabývat například úplně celou astronomií, a prakticky nemožné je se na nějaké slušné úrovni zabývat třeba jen sluneční fyzikou – i tento obor je na jeden lidský mozek příliš široký. Musíte si prostě vybrat nějaký obor, do kterého se ponoříte hodně hluboko, tedy pokud chcete držet krok s úrovní světové vědy či jednotlivých badatelů. Musíte jít do hodně velkých detailů, a tím pádem se tak trochu ztrácí vazba na ten celkový obraz vědění, který je přitom hodně důležitý. To je, řekl bych, trochu zádrhel.
ČESKÁ POZICE: V čem ho spatřujete?
„Zabýváme se detaily, ale chce to mozek typu Alberta Einsteina či Isaaca Newtona, kteří byli schopni poodstoupit od dílčích věcí, a přitom je zároveň dokázali uchopit ve vzájemných souvislostech“ŠVANDA: Zabýváme se detaily, ale chce to mozek typu Alberta Einsteina či Isaaca Newtona, kteří byli schopni poodstoupit od jednotlivých dílčích věcí, a přitom je zároveň dokázali uchopit a pracovat s nimi v nějakých vzájemných souvislostech. Čili dokázali shrnout poznatky tehdejší vědy do univerzálního popisu, zformulovali fyzikální zákon či pravidlo. Znovu opakuji: příroda je jen jedna, a měli bychom tedy být schopni ji popsat jedním univerzálním popisem, za cenu toho, že jej skutečně pochopí jen ty nejlepší mozky.
Rozhodně však můžeme říci, že je všechno pořád otevřené: dnešní vědecké přístupy zkrátka nejsou konečné. Všechno se může třeba nějakým tím geniálním mozkem se schopností nějakého odstupu úplně zásadně změnit a naše poznatky nemusejí být definitivní; a některé z nich možná ani nepopisují skutečnou realitu. Nemůžeme zkrátka vyloučit, že se v blízké době fyzikální paradigma naprosto změní, jako se to stalo už mnohokrát v minulosti, třeba v případě Newtonovy gravitační teorie.
ČESKÁ POZICE: Jakého významného úspěchu současná fyzika dosáhla?
ŠVANDA: Nejdiskutovanějším objevem z poslední doby je takzvaný Higgsův boson, kterému se také přezdívá „božská částice“. Mikrofyzika je popsána takzvaným standardním modelem částic, který popisuje, z čeho je vlastně mikrosvět složen. Žádná z těch popsaných a objevených částic ale nedokázala říci, proč mají věci hmotnost, tedy proč něco váží. Nositelem hmotnosti měla být dosud neobjevená částice, předpovězená Peterem Higgsem v šedesátých letech dvacátého století. Taková částice je však potřebná pro potvrzení správnosti současného chápání mikrosvěta.
V Evropské laboratoři částicové fyziky CERN v Ženevě navrhli a realizovali experiment, který by měl umožnit ten chybějící článek – Higgsův boson – detekovat. Což se jim povedlo a něco skutečně detekovali. Přesto je ale otázka, jestli to je opravdu hledaný Higgsův boson. To se doteď prostě neví. Je potřeba řada nezávislých a zpřesněných měření, než se něco takového potvrdí. Tedy odvozeně, že jsou naše představy o mikrosvětě správné. Ono je to ale důležité i v opačném případě: pokaždé nám to řekne, jak na tom opravdu jsme.
O hledání Higgsova bosonu se dozvíte více v těchto článcích:
- Je to opravdu on, Higgsův boson
- Tajemná částice je na světě!
- K čemu vlastně potřebujeme tajemný Higgsův boson?
ČESKÁ POZICE: Řada lidí v tom objevu ale spatřuje potvrzení existence nějaké vyšší bytosti. Co se tím potvrdí nebo vyvrátí?
ŠVANDA: Částicová teorie dává tomu chybějícímu činiteli či dílku jakési mozaiky v podobě té „hmotné částice“ jistá omezení a jasně předpovídá, jaké by asi měla mít vlastnosti. Může se tak stát, že to, co v CERN objevili, do toho standardního modelu nezapadá a celá teorie mikrosvěta se bude muset od základu změnit.
Nicméně, i když se této částici říká „božská“, její objevení či neobjevení nemá žádnou souvislost s nějakou vyšší bytostí, bohem, jak jej chápou věřící. To je prostě jen takové exoticky dobrodružné označení s příměsí nadsázky a poetiky. Fyzikové mají občas i smysl pro humor, a tak se sem tam ujme označení, které je poprvé použito v nadsázce, nebo dokonce posměšně.
„Fyzikové mají občas i smysl pro humor, a tak se sem tam ujme označení, které je poprvé použito v nadsázce, nebo dokonce posměšně“Stejně tak dnes jeden typ kosmických objektů nikdo neoznačí termínem „gravitačně zhroucená hvězda“, přestože to přesně označuje charakter toho objektu. Namísto toho používáme označení „černá díra“, termín, který vymyslel na konci šedesátých let minulého století John Wheeler, který v jejich existenci nevěřil, a použil tedy toto označení posměšně. A ono se to ujalo.
ČESKÁ POZICE: Takže objevení či neobjevení „božské částice“ není žádným definitivem?
ŠVANDA: Nejspíš to není žádný konečný a definitivní objev, který by měl všechno odhalit a vyřešit a zodpovědět všechny naše otázky. Může se však stát, že v CERN zaregistrovali částici, která nezapadá do toho takzvaného Standardního modelu, a ten by se pak musel celý od píky předělat. Úkolem základního výzkumu je pravdivě popsat přírodu, a v okamžiku, kdy naleznete něco, co do toho vašeho modelu přírody nezapadá, tak je ten model nejspíš vystavěn špatně. A nebo jsou špatně výsledky toho nezapadajícího experimentu.
ČESKÁ POZICE: Kam jsme se díky vědě dnes posunuli?
ŠVANDA: Samozřejmě v obrovském množství všelijakých detailů a dílčího poznání. Kdyby se to dalo říci hodně zjednodušeně: hodnoty fyzikálních konstant známe na více desetinných míst. Rozhodně ne ale jejich definitivní počet. Jak už bylo řečeno, převraty typu zavedení teorie relativity či formulace kvantové fyziky z počátku století se dnes žádné neodehrávají. Ty byly tím obřím skokem lidského poznání. Ten další krok, který by měl člověk očekávat, je takzvaná teorie velkého sjednocení. Tedy vymyslet nějaký popis světa jako takového, včetně makro- a mikrosvěta. K tomu bude ale potřeba větší časový horizont.
ČESKÁ POZICE: Jak dnes věda ovlivňuje běžný život člověka?
ŠVANDA: Myslím, že věda – tedy přinejmenším ten základní výzkum – už skrze své objevy nemá nějaký bezprostřední vliv na celé pohyby a děje ve společnosti, jako tomu bylo dřív. Prostřednictvím obrovsky komplikovaného detailizování všemožných vědních oborů a zákrutů nejspíš normální laik není s to jisté věci vůbec pochopit a zůstává na úrovni školních fyzikálních pouček.
„Astrofyzikální aplikace se tady na Zemi využívají jen velmi zprostředkovaně a ne tak úplně spotřebitelsky“Nicméně ten moderní všeobecný pokrok vytvářejí ty zdánlivě nesrozumitelné detaily základního výzkumu díky svým aplikacím. Tedy například ve využití nových technologií a materiálů, což se ale netýká astrofyziky. Astrofyzikální aplikace se tady na Zemi využívají jen velmi zprostředkovaně a ne tak úplně spotřebitelsky.
Ve spojení s astrofyzikou se ale v současnosti dosti významně diskutuje minimálně o jednom pozoruhodném jevu a jeho využitelnosti, který by mohl bezprostředně zasáhnout do života člověka – a to v rámci hledání nových zdrojů energie.
ČESKÁ POZICE: O co konkrétně jde?
ŠVANDA: Hvězdy vyrábějí energii takzvanou termojadernou fúzí. Kdybychom uměli v malém zkonstruovat „hvězdu na Zemi“, měli bychom na dlouho vyřešený energetický problém lidstva a nebyli omezeni těžbou surovin či neustále diskutovanou jadernou energetikou. Procesy, které v současnosti pro výrobu elektrické energie využíváme, mají mizernou účinnost a jsou nestálé: například uhlí, které vznikalo desítky milionů let, jsme schopni spálit za sto, dvě stě let a pak už žádné nebude. Přitom termojaderná fúze má lepší účinnost a je schopna energií zásobovat celé hvězdy po miliardy let.
Termojaderná fúze je proces, při němž se spojí celkově čtyři jádra vodíku v jádro hélia, přičemž se uvolní přebytečná energie ve formě tepla. Aby fúze vodíku mohla probíhat, musíme vodíkový plyn velmi stlačit, tedy zvýšit jeho hustotu, a současně ohřát na miliony stupňů. Neřízená, překotná krátkodobá termojaderná fúze probíhá i ve vodíkových bombách. V současnosti v pozemských termojaderných reaktorech, tokamacích, dovedeme fúzi zažehnout, ale neumíme ji dlouhodobě udržet a energetická bilance je prozatím záporná; na zažehnutí se spotřebuje více energie, než se pak vyrobí během krátkého fúzního procesu. Snad se ale jedná o pouhý technický problém v návrhu správného zařízení, který se jednou vyřeší.
Aplikovatelnost tohoto procesu v rámci získávání energie nemusí být pro nás tak úplně nemožná, protože jak známo, vodíku je na Zemi spousta jako součást vody v oceánech. Kdybychom dokázali zkonstruovat takovouto fúzní elektrárnu, problém s energetickou krizí by se odsunul o stovky let.
ČESKÁ POZICE: Jako laici tedy stíhat vývoj či překotnost objevů asi nemůžeme... Víte tedy o vesmíru něco, co laikovi uniká?
ŠVANDA: Současné vědecké poznání je sice ohromující, přesto si nemyslím, že nese nějakou převratnou zprávu, která by měla převrátit život či myšlení člověka zcela na ruby. Přiznávám, že můj pohled může být zkreslený, neboť pro mě jde o denní chléb. Učebnice fyziky se zkrátka zatím nepřepisují, ale spíše doplňují.
V poslední době se třeba zásadně změnil hlavní proud pohledu na vývoj vesmíru. Ještě nedávno lidé měli za to, že se vesmír v současnosti sice rozpíná, ale to se v budoucnu změní, převládne vlastní gravitace vesmírných těles a začne se smršťovat. Moderní měření nám však říkají, že se naopak vesmír neustále rozpíná, a to stále rychleji a rychleji. To má samozřejmě velký vliv na naši představu o konci vesmíru, což je docela zajímavá otázka. Ty dva scénáře jsou totiž navzájem naprosto odlišné.
Původní model předpokládal, že vesmír skončí v jediném bodě, takzvaném „velkém křachu“. Dnes už je ale téměř jisté, že k něčemu takovému nedojde. Vesmír totiž nemá tendenci se zastavovat, ale jeho rozpínání se dokonce neustále zrychluje. Takže nakonec nastane jev, kterému se říká „temná smrt vesmíru“. Za stovky a stovky miliard let by zkrátka měly vyhasnout veškeré energetické zdroje. Něco takového se dá asi jen těžko představit, snad i proto vyslovování takovýchto hypotéz život obyčejného člověka nijak nemění. Jsou to prostě tak nepředstavitelné rozměry a děje, ve kterých se lidské myšlenkové pochody neodehrávají.
ČESKÁ POZICE: Kdysi ale člověk na základě takové konfrontace vytvářel celé náboženské a filosofické systémy. Jak ten dnešní vnímá představu nekonečna?
ŠVANDA: Mám takový dojem, že nabídka všeho možného ve všech možných oborech lidské činnosti včetně zábavy je tak obrovská, že se lidé o přírodní vědy zajímají čím dál méně. Lidé už nereagují na zprávy typu odlišných představ o konci vesmíru, protože možná pochopili, že na světě není nic úplně konstantní, všechno se obrovsky mění a zrychluje. Dříve by možná vzniklo třeba nějaké nové božstvo či rituál, dnes však mají lidé asi hodně co dělat se vstřebáváním prosté reality.
Nakonec si ani nemyslím, že by takové informace měly lidstvo zase až tak zasahovat či ovlivňovat. Jsou to prostě úvahy a teorie, o kterých ani všichni vědci nejsou přesvědčeni, že odrážejí realitu. A upřímně řečeno, normálního člověka takové věci prostě nemusejí zajímat, protože se ho přímo netýkají.
ČESKÁ POZICE: Přesto jsou naše výlety do kosmu a konfrontace s ním stále na pořadu dne...
ŠVANDA: Kosmické experimenty naše poznatky samozřejmě ovlivňují, ale ne tak zásadním způsobem, jak bychom si možná představovali. Technologie kosmických letů se od jejich počátků v podstatě nezměnily, takže v tomto smyslu se v běžném životě neprojevují. Není moc důvod, aby něco takového běžný člověk nadmíru sledoval. Ostatně nějaké atraktivní výlety, třeba na Měsíc, se nejspíš v brzké době neuskuteční. K takovým cestám, které by měly nějakým způsobem značit náš stupeň vývoje, ani není žádný důvod. Pokud chceme informace o nějaké planetě ve formě vzorků, něco takového můžou udělat mnohem levněji, a dokonce i lépe kosmické automaty.
„Kosmické experimenty naše poznatky samozřejmě ovlivňují, ale ne tak zásadním způsobem, jak bychom si možná představovali“Vždyť i lety na Měsíc byly tak riskantním podnik, že by do něj dnes se všemi současnými bezpečnostními pravidly nikdo nešel. Tehdy byla větší pravděpodobnost neúspěchu než úspěchu. Prostě posadili tři astronauty do kapsle kónického tvaru, která měla v průměru čtyři metry, na vrchol sto dvanáct metrů dlouhé rakety totálně napěchované palivem toho nejhoršího kalibru, které pak zapálili, a poslali je kamsi do kosmického prostoru. Byla to spíš otázka prestiže v rámci studené války, vědecký zájem byl v případě letů na Měsíc značně v pozadí.
ČESKÁ POZICE: Let do kosmu už tedy není prestižní záležitostí?
ŠVANDA: Ta ambice je nyní zřejmě v rukou Číny a Indie, které můžou do svého kosmického programu investovat velké peníze. Američané dnes obracejí každý investovaný dolar. Stala se z toho jakási rutina a společnost se začíná ptát, proč? Co nám to přináší? Mnohé předměty denního užití jsou výsledkem aplikovaného výzkumu pro kosmické lety. Například chytrá pěna používaná v matracích byla vyvinuta v sedmdesátých letech pro výrobu lepších sedaček pro piloty. Hodiny řízené krystalem jsou další z vynálezů kosmických misí. Stejně tak hotové jídlo v krabičkách, které můžeme koupit v každém obchodě s potravinami, se začalo poprvé používat pro účely pilotovaných kosmických misí. Veřejná sféra však nemá tendenci investovat peníze do projektů, které nemají jasný užitek.
ČESKÁ POZICE: Přesto existuje projekt Mars One s cílem dostat člověka na Mars do roku 2023...
ŠVANDA: Jistě, to je projekt ryze soukromý. Prvními lidmi na Marsu by tedy mohli být nikoli trénovaní profesionálové, ale vybraní dobrovolníci, kteří absolvují trénink, let, i pobyt na rudé planetě pod dohledem televizních kamer v novodobé „reality show“. Tím, že jde o záležitost jednosměrné letenky, se ten projekt hodně zlevňuje. Dostat každé dva roky čtyři lidi pouze na Mars, a nikoliv zpátky může stát podle odhadů šest miliard dolarů, což je relativně pakatel.
Přínos projektu je však diskutabilní: ti lidé přistanou na Marsu v nějakých kapslích a nebudou z nich moci ani volně vystoupit, pouze na omezenou dobu ve skafandru. Prostředí Marsu je natolik nehostinné, že stráví zbytek svého života v uzavřených a omezených prostorech. To není ani přes všechen ten romantismus či odvahu zrovna povzbudivá vyhlídka. Co budou třeba dělat, když si zlomí nohu, je otázkou, kterou dopředu nikdo nechce zodpovídat.
Pokud se tento projekt povede, mohla by to být spíš než cokoliv jiného docela zajímavá sonda do psychiky člověka. Také je otázka, jak bude taková „reality show“ zajímavá a dlouhodobě udržitelná, vždyť třeba první let na Měsíc měl sice obrovskou sledovanost, ale už ten druhý tolik lidí nezaujal. A let třetí mise v pořadí – Apolla 13 – až do výbuchu na palubě nesledoval dokonce skoro nikdo.
ČESKÁ POZICE: Co by dle vás bylo tím objevem, který by nám opravdu zamotal hlavu?
„Osobně si myslím, že existuje planeta, či dokonce hodně planet, kde se nějaké inteligentní formy života rozvíjejí. Co je ale inteligentní život?“ŠVANDA: Samozřejmě objev nějaké mimozemské civilizace. Možná to vypadá hodně lacině, vždyť se to propírá takřka neustále, ale já osobně si myslím, že je to pořád legitimní a docela vážná otázka. Ostatně otázce mimozemských civilizací se věnuje i seriózní výzkum.
Pokud totiž připouštím naši existenci, není důvod nepřipustit život i kdesi jinde ve vesmíru; a já si opravdu myslím, že život ve vesmíru někde je. Ten prostor je tak velký, že by to mělo lidstvo dokonce i rozumně předpokládat. Jinak by totiž nedávalo moc smysl, proč by v tak rozlehlém prostoru – představme si biliony a biliony kilometrů všude kolem nás – měl být život pouze na jedné jediné planetě.
ČESKÁ POZICE: Jak to podle vás tedy je?
ŠVANDA: Osobně si myslím, že existuje planeta, či dokonce hodně planet, kde se nějaké inteligentní formy života rozvíjejí. Co je ale inteligentní život? Že plundrujeme nerostné bohatství či budujeme nějakou společnost? Je to jen otázka definice. Zároveň si ale myslím, že se s nimi vzhledem k tak nesmírným vzdálenostem v následujících tisíciletích naší případné další existence nepobavíme. Tedy pokud nás opravdu nepřiletí navštívit.
Což znamená, že vesmír může být protkán civilizacemi, ale pokud budou všechny na úrovni, jako jsme my, nemáme šanci se prostě někdy vůbec potkat. Jednoduše to neumíme, na zvládnutí technologie mezihvězdného letu nemáme ani možnosti, ani schopnosti. A zřejmě úplně největší bomba by byla, kdybychom objevili život, který nemá s tím pozemským ve své podstatě nic společného. Tedy že by vnikl na úplně jiném základě a principu.
ČESKÁ POZICE: Jak to myslíte?
ŠVANDA: Náš pohled na život je antropocentrický, což znamená, že hledáme ve svém okolí vlastně to, co známe. Veškeré výzkumy se tedy soustředí na hledání života pozemského typu. To ale nemusí být vůbec pravidlem. Nikde totiž není psáno, že veškeré životní formy v celém vesmíru musejí být založeny na modelu našeho života: uhlíkových řetězcích, prosperujících v přítomnosti tekuté vody.
Chemických prvků je přece spousta a některé z nich mají víceméně podobné vlastnosti jako uhlík – třeba křemík, bór nebo germanium. Může se tak stát, že třeba objevíme život, který je založen na atomech křemíku. Samozřejmě si asi ani neumíme představit, jak by to probíhalo či vypadalo, jak by se takový život projevoval. V každém případě ho ale nehledáme. Veškeré biologické experimenty, a to i na palubách kosmických sond, jsou založeny na hledání procesů, které by ukazovaly na metabolismus životních forem podobných těm pozemským. Přesto to ale může být slepá větev. Nechme se překvapit.
ČESKÁ POZICE: Může takové bádání člověka přesvědčit o nějaké nadzemské síle či inteligenci?
„Naše poznání poukazují na to, že aby na Zemi vzniknul život, muselo se současně splnit poměrně velké množství úzce definovaných podmínek“ŠVANDA: Samozřejmě ano, řada vědců také věřící je. Já osobně nejsem, jsem spíš takový agnostik. Já myslím, že jsme odpovědni jen sami sobě a naše rozhodnutí a kroky nám nejsou nikým diktovány, tedy ani osudem ani vyšší existencí. Spíše věřím v člověka a jeho schopnosti a vlohy posouvat se pořád dál a dál. K tomu ale nepotřebuje žádný osud či nějakou vyšší bytost. Jednoduše řečeno, jaké si to v rámci svého života a životního prostoru uděláme, takové to máme a budeme mít. Mým osobním krédem je, nedělej ostatním, co nechceš, aby dělali oni tobě.
Nicméně připouštím, že v tom námi poznaném světě existuje tolik podivuhodných věcí, že to nějaká náhoda snad ani nemůže být. Naše poznání totiž poukazují na to, že aby na Zemi vzniknul život, muselo se současně splnit poměrně velké množství úzce definovaných podmínek; alespoň tak to vidí současná věda.
ČESKÁ POZICE: Jsme tedy nějak výjimeční?
ŠVANDA: Třeba zase až tak úplně ne. Je samozřejmě docela možné, že příroda tyto situace v podobě nějakého pokusu vzniku života ve vesmíru realizovala tolikrát, že to prostě a jednoduše jednou vyšlo. Právě proto, že ta pravděpodobnost je malá, ale nikoliv nulová. Nicméně těch náhod je skutečně trochu moc. Mezi vědci i astronomy je řada lidí, kteří jsou hluboce věřící a své přesvědčení dokážou se svým „rozumovým“ povoláním bez problému skloubit. Třeba jsou zkrátka přesvědčeni, že nám vyšší bytost dává právě prostřednictvím našich schopností hloubat a bádat příležitost poznat svět tak, jak jej vytvořila. Tedy velmi lapidárně řečeno.
ČESKÁ POZICE: Které nepravděpodobné náhody máte na mysli?
„Ve vnějších částech Sluneční soustavy je všelijakých šutrů, které by dokázaly náš svět poničit, obrovské množství. Gravitační vliv Saturnu a Jupitera je dokáže z našeho prostoru vymést.“VANDA: Je jich řada. Ve Sluneční soustavě leží právě a pouze Země zrovna v té správné vzdálenosti od Slunce, že se na jejím povrchu může udržet tekoucí voda, což se považuje za jednu ze základních podmínek vzniku života. Země má také správný sklon rotační osy, čímž se střídají roční doby, což ve Sluneční soustavě také není pravidlem a je to pro kosmopolitní život také jistou podmínkou. Nemůže se prostě stát, aby se určitá část planety rapidně přehřívala a jiná naopak extrémně vychládala. Teplotní rozdíly jsou po celé naší planetě tak přijatelné, že jsou živoucí organismy rozšířené po celé zemi.
Dalším unikátem je, že máme Měsíc, který má příznivou velikost, aby udržel sklon rotační zemské osy víceméně stabilní, což je právě příznivé pro stabilní existenci živočichů bez zhoubných výkyvů. Sluneční soustava má také dvě obří planety – Saturn a Jupiter, které dokážou svojí silou stabilizovat oběžné dráhy planet, což jinde ve vesmíru není pravidlem. Navíc ty vnitřní dráhy chrání před „bombardováním“ komet či dalších těles, které jsou za nimi. Ve vnějších částech Sluneční soustavy je všelijakých šutrů, které by dokázaly náš svět poničit, obrovské množství. Gravitační vliv Saturnu a Jupitera je dokáže z našeho prostoru vymést.
ČESKÁ POZICE: A jak jsme na tom ve vztahu k objektu vašeho zkoumání – Slunci?
ŠVANDA: Rozhodně je pro nás zajímavé, že Slunce má rozumnou životní dobu několika desítek miliard let, tedy dobu, kdy se nějaký život mohl rozvinout. Má také rozumnou úroveň sluneční aktivity, podobně jako Země úroveň aktivity vulkanické. Máme povrchové oceány, máme příznivé teploty. Další pro náš život příznivou věcí je zvláštní anomálie vody. Její hustota je nejvyšší při teplotě plus čtyři stupně, přičemž pevná fáze, čili led, má menší hustotu než ta kapalná. Jiné látky se chovají přesně opačně: větší hustotu má pevná fáze. V případě vody by to ale znamenalo, že by oceány promrzaly až na dno. Krusta plovoucího ledu v polárních čepičkách tak funguje jako izolační materiál a oceány nepromrznou, což je pro život také dobrou okolností.
ČESKÁ POZICE: To jsou, jak říkáte, parametry zemské oběžné dráhy a orientace zemského tělesa v prostoru. Jaké jsou ale „náhody“, které se týkají živých bytostí?
ŠVANDA: To, že se z nějakých důvodů na Zemi objevily složité organické molekuly a že právě zrovna ony jsou založené na atomech uhlíku, který je velmi variabilní a nebrání se tvoření právě těch složitých biologicky aktivních organických molekul, které stvořily život. Vytvořit stavební prvky biologických struktur, tak jak je známe, ze základních prvků jako třeba vodíku, dusíku, kyslíku a uhlíku, je také řekněme něco jako zázrak. Možností, jak se náhodně můžou navzájem pospojovat, je totiž strašně moc, a to, že se spojily zrovna tímto způsobem, samozřejmě vzbuzuje otázku, proč?
ČESKÁ POZICE: Jak si takové „náhody“ vysvětlujete?
ŠVANDA: Na něco takového nedokážu samozřejmě odpovědět, jsou to jen takové osobní pocity. Těch náhod je opravdu trochu moc. Nejspíš je to věc pouhé statistické realizace. Pravděpodobnosti výše popsaných jevů jsou hodně malé, zjednodušeně řečeno: že se něco takového přihodí, se rovná takřka nule.
Pokud však máme ve vesmíru miliardy planetárních soustav – což zatím naše hledání po planetách obíhajících jiné hvězdy naznačuje –, z nichž některé budou mít planety s podmínkami vhodnými pro život, tak nám třeba vyjde, že v drtivé většině případů ke vzniku takového života, jak ho známe my, nedojde. Přesto, jak vidíme, to občas prostě vyjde. Je to asi to samé jako se sportkou: většina lidí nevyhraje, ale ten jeden jediný ano, a i ten si jistě také řekne, to je nějaké divné, vždyť ta pravděpodobnost vlastně nebyla takřka žádná.
ČESKÁ POZICE: Čím dál častěji se ale mluví i o negativním jevu lidského zkoumání, v podobě umělé inteligence. Jak to vidíte?
ŠVANDA: Myslím si, že to nemusí být jen blouznění, ale že skutečně něco takového jako vznik umělé inteligence možné je. Rozhodně se úroveň naší robotizace neuvěřitelně vylepšuje. Dnešní automaty jsou schopné zvládat mnohem víc úloh, než jaké mu člověk nějakým způsobem naprogramuje. Člověk robotovi předepíše v programu rozhodovací algoritmy, ale skutečné rozhodnutí už závisí na okolnostech. Přesně tak z velké části funguje lidská mysl.
Vezměte si třeba takové vozítko na Marsu: aby opravdu fungovalo, musí mít nějakou autonomii, jinak by to nebylo možné. I když ji umožnil člověk, přesto tam musejí být nějaké rozhodovací algoritmy, které dokážou vyhodnotit okolní situaci. Rádiový signál letí na Mars nejméně tři minuty a nejdéle dvacet dva minut, podle vzájemné polohy Marsu a Země; řekněme, že v průměru třináct minut. Takže pokud se vozítko blíží ke kameni, vy to víte se třináctiminutovým zpožděním. A dalších třináct minut trvá, než se vaše reakce dostane nazpátek k vozítku. To už je docela dost času. Takže v rámci rozhodovacího algoritmu vozítka se už bavíme o umělé inteligenci.
ČESKÁ POZICE: V čem se blíží schopnostem člověku?
ŠVANDA: Člověk tam sice naprogramoval nějaké reakce, přesto reaguje na aktuální konkrétní situaci. Běžný operační režim provozu takových vozítek je, že pozemští operátoři jim dávají rámcové pokyny typu „jeď támhle k tomu kameni“. Palubní software si už sám naprogramuje optimální trasu, aby se vyhnul případným problémům a vozítko se tam v pořádku skutečně dostalo.
To je určitě hodně velký posun, podobně jako experimenty s automatickými automobily v ulicích San Franciska a okolí. Vůz má senzory, které předávají údaje do paměti počítače, a ten pak rozhoduje, jak se má automobil v různých situacích zachovat tak, aby dodržel předpisy, nezpůsobil nehodu, a ještě k tomu nikoho neohrozil. Fungovalo to poměrně dobře, testovací vozidla, byla-li řízena počítačem, nezaznamenala žádnou nehodu. Při jedné jediné to auto zrovna řídil člověk...
ČESKÁ POZICE: Vězí v tom pro člověka nějaký problém?
„Já spíš vidím potíž v jiné věci: lidská existence je poměrně významně založena na aktivní činnosti. S přibývající automatizací ale práce ubývá.“ŠVANDA: Pokud myslíte nějakou vzpouru strojů, tak to je ještě hodně daleko a nemyslím si, že by to měl být v blízké budoucnosti nějaký velký problém. Já spíš vidím potíž v jiné věci: lidská existence je poměrně významně založena na aktivní činnosti, čili na nějaké práci a všech souvislostech kolem ní, jak existenčních, tak společenských. Člověk, který nemá práci, se obvykle velmi rychle dostane do existenčních problémů. S přibývající automatizací ale práce ubývá. Potřebujete už pak vlastně jen nějakého údržbáře, který udržuje stroj v chodu, a odborníky, kteří tyto automaty vyvíjejí a zdokonalují. Nic víc. V důsledku toho bude ubývat pracovních míst a přibývat nezaměstnanosti. Z nějakých dvaceti procent, na kterých se současná automatizace svým způsobem už také podílí, může být za chvíli padesát a více.
ČESKÁ POZICE: Jak tedy vidíte naši budoucnost?
ŠVANDA: Přiznám se, že jsem trochu skeptik. Myslím, že nás v brzké budoucnosti čeká boj o přírodní zdroje. Počet obyvatel Země narůstá geometrickou řadou a již brzy bude dosažena hranice únosnosti, za niž někteří odborníci považují číslo deseti miliard. Jedním ze zásadních a nejvíc omezených a ohrožených zdrojů je pitná voda. Nejenže je jí omezené množství, ale kvůli lidské průmyslové a zemědělské činnosti dochází k jejímu úbytku. To, že je pro nás samozřejmostí, nemusí v blízké budoucnosti, řekněme ve výhledu padesáti let, platit. A je vcelku nabíledni, že pokud se lidstvo neprobere, může takové drama vést k nějakému obecnému napětí a významným konfliktům. Násilí tak bude opět tady.
Michal Švanda
Narodil se v roce 1980 v Havlíčkově Brodě. Magisterská studia v oboru astronomie a astrofyziky absolvoval na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy v roce 2004. Vzápětí nastoupil na doktorské studium v oboru teoretické fyziky, astronomie a astrofyziky se zaměřením na dynamiku plazmatu ve sluneční fotosféře. Během studií úzce spolupracoval se Slunečním oddělením Astronomického ústavu AV ČR v Ondřejově a četnými zahraničními vědeckými ústavy (Stanford University v USA, Astrophysikalisches Institut Potsdam v Německu, Observatoire Midi-Pyrénées ve Francii).
V letech 2009-2011 pobýval na postdokovém pobytu na Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburgu-Lindau v Německu, kde se specializoval na helioseismologii. Té se primárně věnuje i po návratu do Čech. V současnosti vědecky bádá v Ondřejově a vyučuje fyziku plazmatu a sluneční fyziku pro studenty astronomie na Matematicko-fyzikální fakultě UK. V zahraničních impaktovaných časopisech publikoval 18 recenzovaných prací, které byly celkově 124krát citovány.
V roce 2012 obdržel za soubor prací věnujících se „rychlostním polím ve svrchní vrstvě sluneční konvektivní zóny“ Prémii Jana Friče, udělovanou úspěšným mladým vědeckým pracovníkům Astronomického ústavu AV ČR. Vyjma odborné práce se věnuje též popularizaci astronomie. Je členem redakční rady časopisu Astropis a stálým spolupracovníkem časopisu Tajemství vesmíru. Několik let prováděl na Štefánikově hvězdárně v Praze. Je autorem dvou populárních knih věnujících se naší nejbližší hvězdě (Slunce a Slunce dalekohledem). V minulosti se organizačně podílel na letní škole astronomie Expedice Úpice, jejíž odbornou stránku po dva roky vedl.