F.Koukolik Sova a Vesmir

F.Koukolik
Sova a Vesmir
Již počtvrté vychází volné pokračování populárně vědecké edice
zaměřené na vědu, její úspěchy i neúspěchy či na vyčerpávající
práci, která je ve vědeckém bádání nezbytná.
Část pojednávající o světě nejsložitějším připravil MUDr.
František Koukolík. Pozornost zaměřil i tentokrát na aktuální
témata, mezi něž patří např. pojednání o klimatických změnách,
miléniu... Pozornosti čtenáře jistě neunikne kapitola o nebezpečí
biologických zbraní. RNDr. Pavel Koubský zpracoval kapitoly
o současném výzkumu vesmíru. Věnuje se kromě jiného i velké
astronomické záhadě -- objasnění původu zábleskových zdrojů
záření gama.
Knížku doporučujeme všem, kteří mají zájem o poslední skutečně
nejnovější poznatky a kteří se jen trochu zajímají o vědu a život
kolem nás.
Je vhodná do školních knihoven k doplnění výuky.
F.Koukolik
Sova a Vesmir
Slovo úvodem
Ze současného výzkumu vesmíru jsem vybral tři
témata, kterými se zabývají následující kapitoly. Dvě jsou
věnovány velkým projektům, jedna velké astronomické záhadě.
Rozvoj obřích dalekohledů, o kterých se píše v první kapitole,
výrazným způsobem ovlivní astronomii v příštích letech. Nové
dalekohledy nepochybně přispějí také k řešení nějvětší záhady
dnešní astronomie -- objasnění původu zábleskových zdrojů záření
gama. O pokrok v této oblasti usilují astronomové už tři desítky
let, ale výrazného úspěchu dosáhli až v loňském roce. Záblesky
záření gama jsou tématem druhé kapitoly. Začala stavba kosmické
stanice, projektu, který se chystal desítky let. K čemu bude
dobrá její dnešní verze, mezinárodní kosmická stanice ISS, na to
se snaží dát odpověď třetí kapitola. Je to jen prázdné gesto,
které bude stát lidstvo hodně peněz, či to je příslib pro řešení
nejrůznějších problémů? Zcela praktických jako je výroba nových
léků, nebo zdánlivě nepraktických jako je hledání antihmoty ve
vesmíru či vyřešení záhady mohutných záblesků kosmického gama
záření. Odpovědí na tyto otázky se dočkáme až v příštím
tisíciletí, kdy stanice bude pravidelně kroužit kolem Země. A
doba do začátku třetího tisíciletí se už dnes měří na dny.
Pavel KOUBSKÝ Praha, 1998
Nové velké dalekohledy
Základní astronomické objevy, které hvězdáři učinili do první
poloviny našeho století, pocházejí z optických dalekohledů. Po
vynálezu dalekohledu se možnost stavět stále větší přístroje
stala nejvýznamnějším technickým prvkem, který podmiňoval rozvoj
astronomie.
Od Galilea k šestimetru
Malý dalekohled, který zaměřil na nebe Galileo Galilei, přinesl
závažné výsledky ze sluneční soustavy. Jeho pozorování měsíců
Jupiteru se stala pádnou podporou koperníkovského
heliocentrického systému. Lepší a hlavně stále větší dalekohledy
umožňovaly pronikat dále do vesmíru. Od začátku tohoto století to
byly vesměs dalekohledy se zrcadlovými, nikoli čočkovými
objektivy. Jejich průměry se sice pomalu, ale stále zvětšovaly.
Zrcadlový dalekohled o průměru jeden a půl metru z roku 1908 na
Mt Wilsonu ukázal, že naše Slunce se nachází na okraji hvězdné
soustavy zvané Galaxie. Dvaapůlmetrový dalekohled téže
observatoře postavený v roce 1917 umožnil získat pozorování, ze
kterých se dalo usoudit, že Galaxie je jednou z mnoha galaxií
v rozpínajícím se vesmíru. O tři desetiletí později začal na
Palomar Mountain, pár stovek kilometrů na jihovýchod od Mt.
Wilsonu, pracovat přístroj dvakrát větší, pětimetrový dalekohled
P1. K jeho nejzávažnějším zjištěním patří objev, že některé
radiové zdroje -- kvasistelární rádiové zdroje neboli kvasary,
jsou velmi vzdálené mohutné zdroje energie. Studium mnoha galaxií
uskutečněné dvěma čtyřmetrovými dalekohledy, které v sedmdesátých
letech postavili Američané na severní a jižní polokouli, vedlo ke
zjištění, že svítící, tedy viditelná hmota je jen malou částí
celkové hmoty ve vesmíru. Nové dalekohledy s průměry objektivu
šest a více metrů, které se objevily během posledních deseti let,
jsou schopny dohlédnout do vzdáleností mnoha miliard světelných
let, kde jsou galaxie vzniklé záhy po Velkém třesku.
Velké a levné dalekohledy
Zatímco Galileo Galilei měl k dispozici dalekohled s účinnou
plochou rovné jedné dvoutisícině čtverečního metru, budou mít
astronomové na konci tisíciletí dalekohledy s účinnou plochou
přes 1000 m2. Potěšitelné je, že v posledním desetiletí 20.
století se účinná plocha dalekohledů zvětší o plných 80 procent.
Proč dochází k tomuto rozvoji optické astronomie? Díky štastné
souhře tří faktorů. Tím prvním je určitá ochota investovat do
astronomie ve snaze dovědět se více o vesmíru. Zkušenost
z astronomické historie ukazuje, že nové informace přinášejí
pouze nové a dokonalejší přístroje. Finanční možnosti států nebo
soukromých subjektů však nejsou neomezené a tak důležitou roli
sehrál druhý faktor -- pokrok v rozvoji počítačů a v technologii
nových materiálů. Ten způsobil, že nyní je možné stavět velké
dalekohledy, podstatně větší a zároveň lehčí a relativně
lacinější než dalekohledy podobné palomarskému pětimetru.
Konstrukce nových dalekohledů jsou mnohem subtilnější, protože
počítače a moderní čidla mohou korigovat jejich mechanické
deformace. Tuhost starých těžkých a masivních konstrukcí nyní
přebírá řídící systém dalekohledu. Revoluci zaznamenaly zejména
optické prvky teleskopů. Třetí faktor souvisí s výpočetní
technikou, ale více s vojenskými aplikacemi optiky. Při vývoji
laserových zbraní bylo nutné odstranit vliv ovzduší na rozpyl
světelného paprsku. Technologie uvolněné pro civilní potřeby lze
s úspěchem použít při korigování neklidného obrazu hvězdy, který
vytváří dalekohled ovlivňovaný zemskou atmosférou. Takový
dalekohled pak zobrazuje stejně dobře jako Hubbleův kosmický
dalekohled na oběžné dráze. Dá se však pořídit za mnohem méně
peněz.
Ráj astronomů v Arizoně a v Kalifornii
Hlavní vliv na rozvoj astronomie první poloviny tohoto století
měly dalekohledy, kterými hvězdáři pozorovali na hvězdárnách
amerického jihozápadu. Díky finanční podpoře, kterou astronomové
často získávali od bohatých mecenášů, hospodářskému a technickému
rozvoji v Americe a velmi dobrým meteorologickým podmínkám se
tato oblast stala astronomickým rájem. Na hvězdárnách
v Kalifornii a v Arizoně vědci zaznamenávali světlo planet, hvězd
a galaxií většinou na fotografické desky, takže se už nemuseli
spoléhat jen na své oči.
Mecenáši byli ochotni přispět na stavbu nových přístrojů, které
měly podle tvrzení astronomů vyřešit problémy, na které menší
staré přístroje nestačily. Byla to tak trochu lest ze strany
astronomů, jak získat peníze pro další rozvoj astronomie. Realita
není zdaleka tak přímočará. O financování pětimetrového
dalekohledu požádal ve dvacátých letech americký astronom George
Ellery Hale jednu z Rockefellerových nadací. V návrhu programu
dalekohledu uváděl některé problémy, kterými se astronomové
zabývají dodnes. O jednom z nich -- o určení Hubbleovy konstanty
-- se dočtete v knížce z této řady.P5 Dnešní astronomové ale řeší
také problémy, o kterých se v té době nikomu ani nesnilo a které
jsou výsledkem práce mimo jiné onoho pětimetrového dalekohledu. A
to je hlavní impulz pro budování nových velkých dalekohledů -najít něco úplně nového, něco, o čem dosud nikdo nic neví. V roce
1945 takto argumentoval Lyman Spitzer, když navrhoval stavbu
kosmického dalekohledu, který se témeř po půl století dočkal
realizace jako Hubbleův kosmický dalekohled HST.
Stagnace optických dalekohledů
Po druhé světové válce přestal být velký optický dalekohled
jediným nástrojem špičkové astronomie. Astronomům se začala
postupně otvírat nová okna do vesmíru a uskutečnila se první
pozorování mimo zemskou atmosféru. Astronomie se začala víc a
více zajímat o dosud neznámé obory elektromagnetického záření.
Jejich studium přinášelo zcela netušené objevy. Objevily se
radioteleskopy a některé astronomické přístroje se dostaly na
oběžnou dráhu kolem Země a některé i dále do vesmíru. Stavba
nových velkých optických dalekohledů v té době začala stagnovat.
Po dlouhou dobu se držel na špici pětimetrový dalekohled
dokončený v roce 1947. Důvody této stagnance byly především
technické. Vedle fotografické desky začali astronomové stále více
používat elektronických detektorů světla, které byly mnohem
citlivější. Díky těmto detektorům se mohli stávajícími
dalekohledy podívat dále do vesmíru. Nové detektory suplovaly
větší dalekohledy. Navíc nebylo zcela jasné, jak vyřešit
konstrukci třeba desetimetrového dalekohledu.
Palomar brzdou pokroku
Je poněkud paradoxní, že úspěch amerického pětimetrového
dalekohledu se stal brzdou vývoje nových větších dalekohledů.
Jeho technická koncepce -- mohutná montáž, žebrované zrcadlo a
konstrukce tubusu podle Serrurieova návrhu -- P2 odolná proti
mechanickým deformacím -- se stala jakýmsi kánonem pro
nejrůznější, v poválečné době v Americe, už také vládní komise,
které posuzovaly návrhy na financování nových dalekohledů.
Vznikaly proto dalekohledy poněkud menších rozměrů, ale koncepčně
vycházející z palomarského pětimetru. Jeho dva hlavní rysy -Serrurieův tubus a olejová ložiska, na kterých byla uložena
montáž -- jako by vyzývaly konstruktéry: nešetřete na váze, velký
dalekohled unese všechno. Britský inženýr Richard Leaner,
zabývající se astronomickou technikou, nazval tento přístup
školou konstruktérů bitevních lodí. Zkušenost ale dávala za
pravdu klasickému přístupu. Těžké dalekohledy byly imunní vůči
vnějším vlivům. Nevadil jim vítr a ani změna v působení tíže při
pohybu dalekohledu. Cena však byla úměrná váze. Statistika říká,
že každé zdvojení průměru zrcadla Żklasického® dalekohledu má za
následek šestinásobné zvýšení ceny. Extrapolace grafu
znázorňující závislost ceny dalekohledu na průměru zrcadla jasně
ukazovala, že škola Żbitevních lodí® by postavila desetimetrový
dalekohledu za cenu srovnatelnou s náklady na stavbu kosmického
dalekohledu HST, tedy cenu nepřijatelně vysokou.
Šestimetr -- zkouška nové montáže
Přijatelná byla pouze pro Sovětský svaz. V listopadu 1960
schválila Akademie věd SSSR projekt šestimetrového dalekohledu.
Jeho konstrukce stále odpovídala koncepci bitevní lodi. Objevil
se však nový prvek, který je dnes běžný při stavbě všech velkých
dalekohledů: alt-azimutální montáž. Po dlouhou dobu se
dalekohledy montovaly na montáž paralaktickou. Ta byla výhodná
v době, kdy dalekohledy sledovaly zdánlivý pohyb hvězd po obloze
pomocí jednoduchého hodinového stroje. Paralaktická montáž má dvě
osy -- jedna je rovnoběžná se zemskou osou (míří k pólu, a proto
jí říkáme polární) a druhá je na ni kolmá. Protože zdánlivý pohyb
hvězd od východu k západu je odrazem zemské rotace, stačí, aby se
dalekohled otáčel kolem polární osy proti směru zemské rotace.
V takovém případě dokáže hodinový stroj připojený k polární ose
docela dobře vystihnout pohyb na nebeské sféře. Polární osa je
však šikmá a to působilo konstruktérům dalekohledů značné potíže.
Technicky jednodušší je montáž altazimutální (jedna osa svislá,
druhá vodorovná), která však vyžaduje, aby se při sledování
denního pohybu oblohy dalekohled pohyboval současně v obou osách.
Při počítačovém řízení to není velký problém a pro konstruktéry
dalekohledu to přináší velkou úlevu.
V únoru 1977, téměř třicet let po dokončení palomarského
pětimetru, začali se sovětským šestimetrem pozorovat astronomové
na severním předhůří Kavkazu. Hlavní zrcadlo, které vážilo 42
tun, bylo nutné několikrát měnit. Při provozu dalekohledu se
ukázalo, že klimatické podmínky značně srážejí výkonnost tohoto
obra. Ročně mohl dalekohled využívat asi třetinu nočního času,
což je ve srovnání se špičkovými observatořemi velmi málo.
Sovětský šestimetr označovaný jako BTA, Bolšoj Těleskop
Azimutalnyj, se právě pro použití netradiční montáže považuje za
první velký dalekohled nové generace. Zároveň je to poslední
velký dalekohled vytvořený staviteli Żbitevních lodí®.
Přichází renezance optických dalekohledů
Postavení šestimetru naznačilo, že se optická astronomie probouzí
z letargie. V té době už pomalu dozníval úžasný rozmach
mimozemské astronomie, která však spolykala obrovské částky peněz
a řada jejích experimentů skončila na začátku nebo uprostřed
cesty. Příkladem může být projekt Apollo, který pouze zahájil
detailní výzkum Měsíce. Byly ale i šťastnější projekty, jakými
jsou obě sondy Voyager, jež způsobily převrat ve výzkumu
vzdálených planet sluneční soustavy. Nejúspěšnější akcí
mimozemské astronomie je nepochybně Hubbleův kosmický dalekohled
HST. K jeho kladům je nutné připočítat i perfektní odstranění
optické vady, která zpočátku značně omezovala výkon tohoto
jedinečného přístroje. Nevýhodou dalekohledu HST je jeho cena.
Stál téměř 2 miliardy dolarů. HST se začal připravovat ještě
v době zlatého věku kosmického výzkumu, kdy politická prestiž
hrála důležitou roli. V době, kdy se měnila jak finanční, tak
politická situace, by se asi těžko dalo uvažovat o masovém
budování nových, výkonnějších observatoří ve vesmíru.
Dalším náznakem, že bude možné zvětšovat velikost pozemských
dalekohledů za hranici pěti metrů, byla realizace projektu MMT -Multiple Mirror Telescope -- (dalekohled se složeným zrcadlem)
přístroje složeného ze šesti zrcadlových dalekohledů na společné
montáži. O projektu podobného dalekohledu se začalo uvažovat
v roce 1969. U jeho zrodu stála řada předních amerických
astronomů jako H.L. Johnson, Gerald Kuiper, Frank Low, A.B.
Meinel, R. Weymann a Fred Whipple. Nápad dát dohromady několik
menších zrcadel, aby se získal výkon většího dalekohledu, je
staršího data. V Itálii experimentoval G. Horn-dÝArturo s
mozaikovým zrcadlem několik desetiletí. V padesátých letech
zkoušel pozorovat s nehybným zrcadlem, které bylo složeno z 61
malých zrcadel. Fin Y.Väisälä postavil v roce 1949 model
teleskopu, který měl hlavní zrcadlo složené ze šesti menších.
MMT -- dalekohled z vyřazeného materiálu
Fred Whipple, jenž byl dlouhou dobu ředitelem Smithonian
Astrophysical Observatory (SAO) se při úvahách o složených
dalekohledech inspiroval principem hmyzího oka. Fascinovalo ho,
jak příroda dokáže dokonale sladit velké množství malých čoček
k vytvoření jednoho obrazu. Sám se na arizonské stanici SAO (ta
má sídlo ve Washingtonu, ale k pozorování využívá stanic po celém
světě) pokoušel princip hmyzího oka napodobit a dospěl k závěru,
že nejschůdnější by bylo spojení malého počtu zrcadlových
dalekohledů střední velikosti. Téměř ve stejnou dobu ho
kontaktoval Aden Meinel z Arizonské univerzity se sdělením, že
americké letectvo nabídlo sedm disků z taveného křemene, každý
o průměru 1,8 metru. Disky byly vyrobeny pro projekt špionážní
družice, o který letectvo ztratilo zájem. To byl skutečný začátek
projektu MMT. Frank Low navrhl využít šest disků do dalekohledu,
který by tak měl stejný výkon jako obr s jediným,
čtyřapůlmetrovým zrcadlem. Formálně pojekt začal koncem roku
1971, kdy byla podepsána dohoda o spolupráci mezi Smithsonian
Institution a Arizonskou univerzitou. Náplní dohody bylo společně
financovat, postavit a provozovat dalekohled MMT. Začátkem
sedmdesátých let byla věda ještě štědře podporována, takže oběma
renomovaným ústavům se brzy podařilo získat častku 7,5 milionů
$. V té době to byla značná suma, ale astronomové argumentovali
tím, že dalekohled stejného výkonu budovaný technikou Żbitevní
lodě® by stál nejméně třikrát tolik a že se jedná o experiment,
který může otevřít cestu ke stavbě ještě větších dalekohledů.
Nepřehlédnutelným argumentem byl také fakt, že MMT bude třetí
největší dalekohled na světě. V březnu roku 1973 bylo rozhodnuto,
že nový dalekohled bude postaven na vrcholu Mt. Hopkins (2606
metrů nad mořem) v Arizoně. Koncem roku 1976 bylo dokončeno
tvarování všech šesti zrcadel pro MMT. Cesta k tomuto mezníku
nebyla jednoduchá. Disky, které poskytlo americké letectvo, byly
vylehčené žebrované disky z taveného křemene. K žebrování byly
z každé strany připojeny dvě desky silné 2,5 centimetru. Tato
konstrukce poněkud omezovala rozsah broušení při tvarování
optické plochy. Disky byly proto ve sklárnách Corning Glass Works
za tepla prohnuty do tvaru menisku. Byla to riskantní operace,
která nakonec dopadla dobře. Praskl pouze jediný disk, takže
realizace šestinásobného dalekohledu mohla pokračovat. Broušení a
leštění obstarali optici z Arizonské univerzity. Jednotlivé disky
se po nahřátí od sebe trochu fyzicky lišily, což ztěžovalo
tvarování. Ohniska všech šesti se musela shodovat s tolerancí tří
setin procenta. Začátkem roku 1979 začaly první zkoušky prvního
Żneklasického® velkého dalekohledu. Kromě alt-azimutální montáže,
kterou MMT používal podobně jako sovětský BTA, se při konstrukci
šestiokého obra poprvé uplatnila lehká a laciná kopule. Zatímco
kopule palomarského pětimetru má> průměr přes 40 metrů, spokojili
se konstruktéři MMT s hranatou Żstodolou® o průměru 22 metrů.
Váhu i peníze ušetřili také tím, že kopule MMT se otáčí s
dalekohledem, takže trochu připomíná kolotoč.
První úspěšný krok
Projekt narážel MMT zpočátku na velké problémy, ale nakonec se
složený dalekohled stal výkonným přístrojem a byl nepochybně
dobrou inspirací pro konstruktéry mozaikových zrcadel.
Dalekohled MMT byl prvním úspěšným pokusem, který nahradil
dosavadní těžké a silné zrcadlo mnohem subtilnějšími optickými
prvky. Zrcadlo je evidentně nejdůležitějším prvkem každého
dalekohledu. Výrazné snížení váhy velkých zrcadel otevřelo cestu
k dnešním osmi až desetimetrovým obrům. Zrcadla moderních
dalekohledů jsou buď monolitická (z jednoho bloku skla) zrcadla,
nebo se velké zrcadlo sestavuje jako mozaika z velkého počtu
malých. První dalekohledy s mozaikovými zrcadly jsou už
v provozu. Jsou to oba Keckovy dalekohledy a přístroj HET. Můžete
se o nich dočíst v předchozích knížkách P3,4 této řady. První
velké monolitické zrcadlo si astronomové mohli vyzkoušet až
v loňském roce.
Lacinější a lehčí
Již dříve jsme si připomněli graf, který dokazoval, že klasické
dalekohledy jsou drahé. Podobně nahlédneme, že tyto dalekohledy
jsou také těžké. Když totiž do grafu vyneseme závislost váhy
klasických velkých dalekohledů -- Żbitevních lodí® na průměru
zrcadla, a získanou přímku protáhneme, zjistíme, že klasický
desetimetrový dalekohled by vážil 2000 tun. První z rodiny nových
dalekohledů, desetimetrový Keckův dalekohled P3 na Havajských
ostrovech, váží ale pouhých 300 tun. Jak je to možné? Jeho
mozaikové zrcadlo je sice relativně lehčí, ale celý dalekohled je
podstatně kratší, takže se ušetří mnoho na váze tubusu, který
navíc není zdaleka tak robustní jako třeba tubus pětimetru na
Palomar Mountain. Zrcadlo Keckova dalekohledu má totiž mnohem
kratší ohnisko, je tedy mnohem světelnější. A to je jeden
z hlavních důvodů, proč konstruktéři moderních dalekohledů
dokážou tolik ušetřit na jejich váze a tím také na pořizovacích
nákladech. Museli ale nejdřív zvládnout broušení velmi světelných
zrcadel (až na světelnost, tedy poměr ohniska ku průměru, rovnou
jedničce, F/1), což je technicky velmi obtížná záležitost. Při
broušení se parabolický tvar po částech nahrazuje kulovým.
Zrcadlo palomarského pětimetru se od koule odlišuje o pouhých 32
mikrometrů. To mohli řemeslně zvládnout zkušení optici
v třicátých letech. Osmimetrové zrcadlo se světelností F/1,2 se
už od sférického tvaru liší o 1,2 mm. Zde už musí místo řemeslné
erudice nastoupit počítačem řízené broušení, leštění a zkoušení
optiky. Čím je zrcadlo světelnější tím rychleji se mění poloměr
Żnáhradní® koule. Pro osmimetrové světelené zrcadlo to znamená
měnit poloměr na každých třech centimetrech optické plochy.
Zkušenosti s mozaikovými zrcadly
Mozaiková zrcadla v obou Keckových dalekohledech se plně
osvědčují, o čemž svědčí řada špičkových objevů, které byly
těmito přístroji udělány. V posledním roce to byl například objev
nejvzdálenější galaxie 0141+326RD1 (je vzdálena 12,2 miliardy
světelného roku, pokud chápeme rudý posuv P4 jako funkci
vzdálenosti), nebo objev další mimosluneční planety kolem hvězdy
Gliese 876. Horší zkušenosti jsou zatím s provozem dalekohledu
HET P4, který je ve stadiu předávacích testů. Určité potíže se
objevily při slaďování všech 91 segmentů tvořících hlavní zrcadlo
dalekohledu. Zatím dochází k nepříjemným deformacím v důsledku
změny teploty během noci. Problém by měla vyřešit klimatizace
kopule dalekohledu během dne, aby se uvnitř udržela teplota
z předchozí noci.
Nastupují monolitická zrcadla
Velká monolitická zrcadla sehrají při budování moderních velkých
dalekohledů nepochybně také velkou roli. Zatím se při jejich
výrobě uplatňují dvě školy : technologie takzvaných tenkých
zrcadel a technologie vylehčených zrcadel.
Štíhlost vyjádřená číslem
Je zřejmé, že zrcadlo musí být dostatečně silné, aby se při
pohybu dalekohledu nedeformovalo vlastní vahou. Vzhledem k tomu,
že s rostoucí tlouštkou zrcadla roste i jeho váha, je třeba
hledat určitý kompromis mezi poměrem a sílou zrcadla. Tento
poměr, který můžeme chápat jako číslo popisující štíhlost
zrcadla, určuje, zda je zrcadlo Żtlusté® nebo Żtenké®. Velká
Żtlustá® zrcadla dalekohledů ze šedesátých a sedmdesátých let
mají poměr Żštíhlosti® rovný šesti. Podobný poměr platí pro
dvoumetrové zrcadlo dalekohledu v Ondřejově (6,7). O tenkých
zrcadlech se mluví, pokud jejich Żštíhlost® je větší než 15. Je
zřejmé, že Żštíhlá® zrcadla zmenší váhu celého dalekohledu. Je
zajímavé, že disk pro palomarské zrcadlo je efektivně také tenký.
Konstruktéři se obávali, že nebudou schopni zvládnout disk o váze
kolem 40 tun, a proto byl disk zhotoven jako žebrovaný (více
kapitola Zrcadla s voštinou uvnitř). Tím se snížila váha zrcadla
na 13 tun, ale zrcadlo se stalo Żefektivně® tenké -- s poměrem
22. Jiné odhady říkají, že zrcadlo se prohýbalo jako by bylo
vyrobeno z jednoho kusu o síle 40 cm (poměr 12 až 13). Nicméně s
počátečním uložením pětimetrového zrcadla byly značné potíže, a
proto byla v dalekohledech stavěných po vzoru pětimetru používána
Żtlustá® zrcadla.
Tenká zrcadla
Tenké optické disky vyrábějí nyní dvě velké sklárny s bohatou
zkušeností s astronomickou technikou, americká Corning Glass
Works a německá Schott Glaswerke. Vyrobily osmimetrové skleněné
disky silné jen 18 až 20 centimetrů (koeficient Żštíhlosti® je
40). Tak tenké zrcadlo musí být dokonale podepřeno, jinak by se
tvar jeho optické plochy při pohybu dalekohledu neustále měnil.
Působily by na ni i vnější vlivy jako třeba vítr. Tenké zrcadlo
proto Żsedí® na mnoha podpěrách. Sílu, kterou jednotlivá podpěra
působí na zrcadlo, určuje počítač na základě vyhodnocení kvality
obrazu v kontrolním místě zorného pole. Korekce se mohou měnit
velmi rychle. Tím se nevýhoda tenkého zrcadla -- malá tuhost -stane výhodnou, protože rychlou změnou působení aktivních podpěr
se dá odstranit nejen mechanické prohýbání zrcadla a různé
posuny, ale i Żvrozené® vady zrcadla vzniklé už při jeho výrobě.
Taková úloha se dá zvládnout jedině zapojením počítače do řídící
smyčky a využíváním matematického aparátu, který popisuje chování
zrcadla při mechanických a tepelných deformacích. Do příchodu
počítačů se muselo spoléhat jen na mechanické řešení, které
nedávalo vždy nejlepší výsledky. Systémy se musely ladit
empiricky po montáži zrcadla. V případě palomarského pětimetru se
systém podpěr několikrát změnil a nakonec byly do soustavy
zahrnuty i čtyři mincíře.
Aktivní optika
Zrcadlu s tímto typem podpěr se říká aktivní. Ve velkém měřítku
bylo poprvé úspěšně vyzkoušeno v třiapůlmetrovém dalekohledu NTT
-- New Technology Telescope (dalekohled s novou technologií).
Jeho zrcadlo spočívá na 78 podpěrách, 75 je aktivních. NTT
postavila Evropská jižní observatoř ESO, která sdružuje osm
evropských zemí, pro svou hvězdárnu La Silla v chilských Andách.
NTT byl uveden do provozu v roce 1989 a záhy se stal nejlepším
přístrojem observatoře La Silla. Disk pro zrcadlo je
z keramického skla. Je silný 24 centimetrů a vyrobila jej
Schottova sklárna. Dvojče dalekohledu NTT postavili Italové na
Kanárských ostrovech. Dalekohled se jmenuje TGN -- Telescopio
Nazionale Galileo. Na nebe se s ním astronomové podívali v březnu
loňského roku. První zkušební snímky získali o tři měsíce
později.
Aby tenká světelná zrcadla dávala dokonalý obraz, je nutné splnit
velmi přísné tolerance umístění dalších optických součástí.
Zrcadlové dalekohledy mají většinou dva optické prvky -- velké
primární zrcadlo a menší sekundární. Je to jakási obdoba
teleobjektivu tvořeného spojkou (hlavní zrcadlo) a rozptylkou
(sekundární zrcadlo). V dalekohledu s osmimetrovým primárním
zrcadlem je sekundární zrcadlo ve vzdálenosti asi 12 metrů. Tuto
vzdálenost je třeba neustále udržovat v rozmezí 2,5 mikrometrů.
Velké dalekohledy s tenkými zrcadly
Tenká zrcadla se uplatňují ve třech projektech velkých
dalekohledů, které už jsou ve stadiu realizace. Nejvýznamnější a
nejpokročilejší z nich je VLT -- Very Large Telescope (Velmi
Velký Dalekohled).
VLT
Koncem května minulého roku se z vrcholu hory Paranal v chilských
Andách podíval na hvězdy jižní oblohy první ze čtveřice
dalekohledů, jež v roce 2005 vytvoří VLT -- největší teleskop na
světě.
Projekt VLT je společnou akcí organizace ESO. Tato organizace se
už 35 let stará o rozvoj evropské astronomie. Vybudovala moderní
hvězdárnu na La Silla v severní Chile. La Silla s velmi dobrými
klimatickými podmínkami patří mezi špičkové světové observatoře.
Program velkého dalekohledu VLT byl zahájen v prosinci roku 1987.
Je to velmi neobvyklý dalekohled, který sdružuje čtyři
osmimetrové dalekohledy s tenkými zrcadly. Dalekohledy budou moci
pracovat buď zcela nezávisle, nebo opticky propojeny, takže
soustředí tolik světla jako jediné zrcadlo o průměru 16 metrů.
Plocha všech čtyř zrcadel měří 211 čtverečních metrů. Tenká
zrcadla pocházejí ze sklárny Schott Glaswerke v Mohuči. Při
průměru 8,2 metru jsou silná jen 18 centimetrů. Disky jsou
z keramického skla Zerodur, které má téměř nulovou tepelnou
roztažnost. Jakousi ouverturou ke stavbě dalekohledu VLT byl již
zmíněný dalekohled NTT.
Paranal -- sídlo optického obra
Pro dalekohled VLT zvolila organizace ESO nové místo -- horu
Paranal, asi 600 kilometrů severně od La Silly. Zrcadlo pro první
dalekohled dorazilo na vrchol Paranalu koncem roku 1997. Zkoušky
dalekohledu probíhaly nejprve s nepokoveným optickým diskem.
20.května 1998 bylo přímo na observatoři pokoveno a druhý den
namontováno zpět do dalekohledu, který se (zatím) nepoeticky
jmenuje VLT UT 1. Blížilo se první uvedení dalekohledu do
provozu. Všechny zkoušky probíhaly dobře, pouze počasí nebylo
příliš příznivé. Oficiálně proběhlo Żprvní světlo® dalekohledu
UT1 v noci z 25. na 26. května 1998. Existují však snímky z 22.
května a dokonce z období, kdy zrcadlo ještě nemělo povrchovou
vrstvu a zobrazovalo jen díky dokonalé skleněné ploše. UT 1 se
tedy stal největším dalekohledem s monolitickým zrcadlem na světě
a prvním z řady osmimetrových dalekohledů, které astronomové
v příštích několika letech získají.
V polovině srpna začal dalekohled UT 1 produkovat zkušební
snímky, které jsou už použitelné pro vědecký výzkum. V téže době
byl ve francouzkém přístavu Le Havre naloděn optický disk pro
dalekohled UT 2. Na nebe se podívá v tomto roce.
Astronomická politika
Kromě vědeckého významu, o kterém se zmíníme v souhrnné pasáži
o všech chystaných velkých teleskopech, má dalekohled VLT i
značný význam politický. Velmi Velký Dalekohled lze do jisté míry
považovat za společný projekt Evropské unie, i když ne všechny
země Unie jsou členskými státy ESO. Všechny ostatní projekty
velkých dalekohledů jsou akcemi univerzit a jiných vědeckých
institucí v různých státech světa. Cílem VLT je (mimo jiné)
přiblížit se, vyrovnat či dokonce předběhnout v astronomii
evropského konkurenta -- Spojené státy.
Americká astronomie měla od začátku tohoto století navrch a tento
trend pokračuje. Sečteme-li plochu všech větších dalekohledů
(větších než 2 metry), ke kterým budou mít Američané v dohledné
době přístup, dostaneme plochu asi 500 čtverečních metrů.
Evropani mají zatím k dispozici plochu pětkrát menší. VLT k tomu
dodá dvě stovky metrů, a podaří-li se dokončit Gran Canaria
Telescope, tak přibude ještě dalších 75 metrů. Tím vzniká naděje,
že by evropská astronomie mohla v 21. století znovu konkurovat
americké optické pozemní astronomii, podobně jako na přelomu 19.
a 20. století.
Gemini
Dalším velkým projektem, který počítá s tenkým zrcadlem, je
projekt Gemini -- dvojice dalekohledů s průměrem zrcadla 8,1
metrů. Jeden dalekohled bude na Mauna Kea na Havajských ostrovech
(nadmořská výška 4253 metrů) přehlížet objekty na severní obloze,
druhý na Cerro Pachon (2737 metrů nad mořem) v Chile pokryje
jižní oblohu. Na obou místech už jsou postavené kopule a koncem
června 1998 přivezli osmimetrové zrcadlo na vrchol Mauna Kea.
Projektu Gemini se účastní USA, Velká Británie, Kanada,
Austrálie, Chile, Argentina a Brazílie. Projekt Gemini má mezi
nynějšími projekty velkých dalekohledů několik priorit. Postavení
dvou identických dalekohledů umožní zkoumat celou oblohu stejným
typem přístrojů. Infračervené snímky z obou Gemini se patrně
vyrovnají, nebo dokonce předčí výsledky získávané HST.
Disky pro Gemini jsou křemenné s příměsí titanu. Materiál s
obchodním názvem ULE používá firma Corning Glass Works založená
už v roce 1851. Je to, podobně jako keramické sklo Zerodur,
materiál s malou tepelnou roztažností.
Každý disk pro Gemini vznikl roztavením 42 šestiúhelníkových
skleněných bloků. Oba disky byly za tepla vytvarovány do tvaru
menisku. Konečný tvar dostaly oba disky v laboratořích firmy
REOSC u Paříže. Zrcadla obou Gemini jsou jen 20 cm silná.
Dalekohled Gemini I na Havajských ostrovech, nazývaný severní,
měl začít s pozorováním ještě před koncem loňského roku. Jižní
Gemini II v Chile v roce 2001. Obě zrcadla jsou uložena na 120
aktivních podpěrách.
Tubus dalekohledů Gemini má velmi subtilní konstrukci. Pohyblivé
části teleskopů Gemini váží Żjen® 360 tun, což je jen o třetinu
více než klasický čtyřmetrový dalekohled. Konstruktéři Gemini se
snažili nejen ušetřit na váze, ale museli také vyhovět požadavkům
astronomů, aby dalekohled co nejméně vyzařoval. Převážná část
pozorovacího programu Gemini bude totiž v infračerveném oboru.
Hlavní zrcadlo má klimatizaci, která udržuje jeho teplotu pod
teplotou okolního vzduchu. Jedině tak může zrcadlo dávat
perfektní obrazy. Velká pozornost se věnuje i cirkulaci vzduchu
v kopuli, protože ta také ovlivňuje kvalitu obrazu.
Subaru
Ze stejné líhně jako dalekohledy Gemini je i velký japonský
národní dalekohled, nejprve nazývaný JNLT -- Japan National Large
Telescope a později přejmenovaný na Subaru. Dalekohled
nefinancuje známá automobilka, jak by se na první pohled mohlo
zdát. Spíše naopak. Subaru si vypůjčila, podobně jako mnoho
jiných automobilek ve světě, svoje jméno z oblohy. Subaru je
totiž japonský výraz pro Plejády, otevřenou hvězdokupu
v souhvězdí Býka, která vyniká na zimní obloze.
Subaru má opět tenké zrcadlo o průměru trochu větším než Gemini
-- 8,3 metru. Síla je stejná -- 20 cm. Disk pro zrcadlo byl hotov
už v roce 1994, tři roky po oficiálním zahájení projektu. Disk
byl potom vybroušen ve firmě Contraves v Pensylvánii. Konstrukce
dalekohledu je prakticky japonskou záležitostí, podobně jako
kopule, která už stojí na vrcholu Mauna Kea nedaleko kopule pro
Gemini I. Japonská kopule je atypická -- má tvar válce o průměru
40 metrů a je 43 metry vysoká. Je největší z nových kopulí, které
se na Mauna Kea objevily. Pro srovnání Keckův desetimetrový
dalekohled se podařilo umístit do téměř sférické kopule, která je
vysoká jen 32 metrů.
Subaru by měl být uveden do provozu v roce 2000. Japonské
univerzity a hvězdárny usilovně pracují na sedmi přístrojích,
kterými bude dalekohled vybaven.
Zrcadla s voštinou uvnitř
Poněkud jiný postup při výrobě velkých monolitických zrcadel pro
astronomické dalekohledy zvolil Dr. Roger Angel z Arizonské
univerzity. Ten vsadil na vylehčená zrcadla, s voštinou uvnitř.
Taková zrcadla se navíc dají Żvětrat®, aby se při pozorování
jejich teplota rychle přizpůsobila okolní teplotě.
Vylehčená zrcadla nejsou úplnou novinkou v astronomické praxi. S
touto myšlenkou přišel už ve dvacátých letech prof. Ritchey,
který je autorem prvního velkého dalekohledu, reflektoru
o průměru 2,5 metru na Mt. Wilsonu v Kalifornii. Ritchey nebyl s
realizací vylehčení příliš úspěšný, protože svá zrcadla lepil.
Jak jsme se již zmínili v pasáži o tenkých zrcadlech, rovněž disk
pro palomarské pětimetrové zrcadlo byl žebrovaný. Firmě Corning
působilo odlití žebrovaného disku velké potíže. Aby se na spodní
straně zrcadla vytvořilo žebrování, vložili optici do odlévací
formy keramická jádra. Ta se však opakovaně uvolnila a vyplavala
na povrch odlitého disku, čímž ho zcela znehodnotila. V době
ekonomické deprese ve třicátých letech byl pro Corning
pětimetrový disk velmi zajímavá zakázka. V rámci zkoušek proto
vznikl také třičtvrtěmetrový, jedenapůlmetrový, třímetrový a
konečně pětimetrový disk. Všechny byly z borosilikátového skla s
obchodním n
160>zvem Pyrex, známým dodnes jako varné sklo. Třímetrový disk
byl později využit pro dalekohled Lickovy observatoře
v Kalifornii.
Namísto odlévání zkoušeli optici i spékání jednotlivých částí
disku -- přední a zadní skleněné desky a vnitřní voštiny. Byla to
však velmi drahá technologie, která nakonec nalezla astronomické
uplatnění v kosmickém teleskopu HST a v dalekohledu MMT.
Optická pec na kolotoči
Angelovi se podařilo výrobu voštinových zrcadel výrazně zlevnit.
Další výhodou je, že odlehčená zrcadla začal odlévat v rotujíci
peci. Povrch roztavené skloviny dostává tvar rotačního
paraboloidu, stejně jako čaj, který zamícháme lžičkou v hrnku.
Pec se zahřívá pět dní, maximální teplota dosahuje 1180 řC.
V okamžiku, kdy dosáhne teplota 700 řC a sklovina se začíná
tavit, pec se roztočí až na rychlost 7 otáček za minutu a točí se
70 hodin. V maximální teplotě je zrcadlo asi 5 hodin a pak se
teplota v peci snižuje stejným tempem, jako se před tím
zvyšovala. Když klesne pod 600 řC, zpomalí se její otáčení na půl
otáčky za minutu. Z pece vyjde jakýsi parabolický polotovar. Tím
se ušetří mnoho práce ve srovnání s dřívějším postupem, kdy optik
začal pracovat s rovným diskem a k parabole se dostal až po
pracném broušení. S velkou nadsázkou se dá říci, že disk vytažený
z pece zbývá jen vyleštit.
Laboratoř pod fotbalovým hřištěm
Angelova cesta k lehkým voštinovým zrcadlům nebyla jednoduchá. S
prvními pokusy začal kolem roku 1980, kdy zkoušel na zahradě
svého domu v Tucsonu technologii odlévání malých zrcadel. První
pokusy dopadly dobře a tak si brzy troufl na stavbu
experimentální pece, ve které dokázal vyrobit dvě zrcadla
o průměru 1,8 metru. To byl velký úspěch, takže kolem roku 1985
už pokračoval za peníze federálních institucí a Arizonské
univerzity. Vybudoval optické laboratoře s oficiálním názvem
Steward Observatory Mirror Laboratory (Zrcadlová laboratoř
Stewardovy observatoře). Stewardova observatoř je součástí
Arizonské univerzity. Má poněkud nezvyklé umístění -- leží přímo
pod univerzitním fotbalovým stadionem v Tucsonu. V nové
laboratoři poprvé instalovali rotující pec, která dokázala
pojmout skleněné disky až do průměru 3,5 metru. Výsledek první
etapy příprav a zkoušek laboratoře byl více než úspěšný: Angelovu
optiku používá nyní šest dalekohledů s průměrem objektivu 1,8 až
3,5 metru na hvězdárnách v Arizoně, v Novém Mexiku a v Kanadě.
Angel odmítá tenká zrcadla bonmotem, ve kterém porovnává živého
člověka a sochu: ŻČlověk stojí vzpřímeně jen když dobře pracuje
jeho mozek, zatímco socha dokáže bez jakéhokoli námahy stát
stovky i tisíce let®. Je to ale bonmot poněkud přehnaný, protože
i Angelova zrcadla je nutno podpírat, takže to nejsou jen tuhé
kusy hmoty se zcela neměnným povrchem.
První úspěchy
Asi nejznámějším dalekohledem, který má Angelovo zrcadlo
z počátečního období, je dalekohled WYIN na observatoři Kitt Peak
v Arizoně. WYIN je opět zkratka, která napovídá, že tento
třiapůlmetrový dalekohled financovaly univerzity ve Wisconsinu,
Indianě, Yaleská univerzita a americká Národní optická
astronomická observatoř. WYIN na hvězdárně Kitt Peak reprezentuje
úspěšný moderní dalekohled. Když u něj stojíte, máte pocit, že by
se dal odnést v ruce. Kopule, ve které je, připomíná amatérsky
vyrobený lunární modul z projektu Apollo. Tato nízká hranatá
plechová stavba ostře kontrastuje s třicetimetrovou bílou věží,
vrcholem amerického stavitelství poloviny dvacátého století,
která stojí necelý kilometr vedle. Je elegantní, funkční,
technicky dokonalá a ohromující. V ní je dalekohled s téměř
stejným průměrem zrcadla jako má WYIN -- 4 metry, ale o 25 let
starší. Jeho jméno připomíná významného americkém astronoma
Mayalla. Je skorem 10 krát těžší než WYIN. V noci v setmělé
kopuli vypadá Mayallův teleskop jako přízračný obr. Kontrast
starého a nového. Mayallův dalekohled byl postaven na konci éry
Żbitevních lodí®. Jeden novinář ho přirovnal k poslední parní
lokomotivě postavené na úsvitu dieselů.
Vraťme se zpět do zrcadlové laboratoře Stewardovy observatoře
v Tusconu. Začátkem devadesátých let se dále rozšířila včetně
pece, která může zvládnout disky až do průměru 8,4 metru. Přibyly
dvě brousící pracoviště a věž pro zkoušení optiky. První Żvelký
kousek® vyšel z Angelovy laboratoře počátkem roku 1992 -šestapůlmetrový disk pro modernizovaný dalekohled MMT na Mount
Hopkins v Arizoně.
ŻNový® MMT
Astronomové při pozorování dalekohledem MMT, který byl složen ze
šesti menších, dosáhli řady významných výsledků. Dalekohled
dosáhl technické dokonalosti, ale trpěl řadou nedostatků, které
se nedaly odstranit, protože jejich příčina spočívala v principu
fungování složeného dalekohledu. Jedním z nich bylo malé zorné
pole. Proto se o nahrazení šesti zrcadel dalekohledu MMT jedním
velkým začalo uvažovat už v roce 1985, když bylo zřejmé, že
Angelova laboratoř při Stewardově observatoři v Tusconu bude
schopná produkovat velká voštinová zrcadla. Ukázalo se, že do
stávající kopule na Mt. Hopkinsu se může vejít dalekohled s
monolitickým zrcadlem o průměru až 6,5 metru. Tím by se stávající
účinná plocha MMT zvětšila dvakrát (připomeňme, že šest zrcadel
mělo účinnou plochu opovídající průměru monolitického zrcadla 4,5
metru) a zorné pole dokonce patnáctkrát.
S broušením šestapůlmetrového disku se začalo v roce 1995, tři
roky po jeho vyrobení. Původní dalekohled MMT přestal pracovat
v březnu loňského roku a v srpnu už bylo nové zrcadlo v kopuli
MMT. Dalekohled měl být uveden do provozu loni v prosinci a
v letošním roce už by měl zahájit pravidelná pozorování. Zkratka
jeho názvu zůstane stejná -- MMT, i když se bude jednat
o dalekohled s jediným zrcadlem. Změní se však význam zkratky.
MMT, původně Multiple Mirror Telescope, bude napříště znamenat
Magnum Mirror Telescope, dalekohled s velkým zrcadlem.
LBT, původně Columbus
LBT, zkráceno z Large Binocular Telescope -- (Velké kukátko či
velký triedr) -- je další projekt, který bude využívat
voštinových zrcadel. Tento zajímavý projekt běží už od roku 1992.
Spolupracují na něm Italové, Němci a Američané. ŻVelké kukátko®
bude sestavené ze dvou dalekohledů, z nichž každý má jako
objektiv zrcadlo o průměru 8,4 metru. Tento přístroj dokáže
soustředit tolik světla jako jediný dalekohled s průměrem
objektivu 11 metrů. Optické osy obou dalekohledů budou od sebe
14,4 metrů, takže rozlišovací schopnost zařízení LBT bude po
složitém matematickém zpracování obrazu odpovídat obru s téměř
třiadvacetimetrovým zrcadlem. Pokud půjde vše podle plánu bude
Żvelký triedr® dokončen v roce 2003. Zatím se participujícím
organizacím podařilo získat přes 55 milionů dolarů. To je dost
pro dokončení projektu v původním rozsahu. Očekává se, že se
k projektu LBT nyní připojí další zájemci, aby bylo možné
financovat i stavbu specializovaných přístrojů pro tento
dalekohled.
První disk pro dalekohled LBT byl dokončen v Angelově laboratoři
v lednu 1997. Byl to zároveň první osmimetrový disk, který vyšel
z rotační pece laboratoře. Odlévání neproběhlo úplně hladce,
protože po vychladnutí disku se zjistilo, že vrchní skleněná
vrstva, která má mít sílu asi 5 centimetrů, není zcela
rovnoměrná, protože část skla protekla dovnitř. Závada byla při
druhém pokusu v červnu odstraněna přidáním dvou tun skloviny a
disk byl připraven k broušení. Hotové zrcadlo bude vážit 15,6
tuny a včetně voštiny bude 90 centimetrů silné.
Kopule pro LBT se staví na vrcholu Mt. Graham v Arizoně, kde již
pracují dva dokončené dalekohledy. V obou případech ve spolupráci
Arizonské univerzity a dalších zahraničních institucí. Vzniká tak
mezinárodní pracoviště s názven Mt. Graham International
Observatory -- MGIO.
MGIO a veverky
Jak jsme se zmínili už v úvodu, patří Arizona ke světovým
astronomickým rájům. Na horských vrcholcích, které vystupují ze
Sonorské pouště, jsou rozesety nejlepší americké astronomické
dalekohledy. MGIO má velmi příznivé klimatické podmínky. Leží ve
větší nadmořské výšce než americká Národní observatoř na Kitt
Peaku (KPNO) a je mnohem více chráněna před rušivým světlem
z nedalekých měst. Mt. Graham vybrali hvězdáři z 280 možností.
Přesto se musí smířit s tím, že v době vrcholného léta,
v červenci a v srpnu, si mnoho nezapozorují. V té době v Arizoně
prší a většina hvězdáren není v provozu. Po zbývající část roku
je počasí velmi příznivé.
MGIO leží na území, které patří indiánskému kmeni Apačů, kteří
zpočátku neměli pro astronomii velké pochopení. Třecí plochy se
postupně podařilo odstranit a hvězdáři a Apači si vycházeli
vstříc. Při úvahách o stavbě dalekohledu LBT se objevil nový
problém -- veverky. Ochránci přírody tvrdili, že stavba
dalekohledu LBT na Mt. Grahamu bude ohrožovat vzácný druh
červených veverek a prosadili dokonce zastavení stavebních prací.
Teprve v dubnu 1996 schválil Kongres zákon, který dovoluje
postavit na Mt. Grahamu další dalekohled. Tím padla poslední
překážka v projektu LBT.
Magellan
Další dvojicí připravovaných obřích dalekohledů jsou dalekohledy
Magellan 1 a 2. Oba budou na observatoři Las Campanas v Chile,
která patří Carnegieho nadaci ve Washingtonu. Tato instituce je
spolu s Arizonskou univerzitou hlavním iniciátorem projektu, ke
kterému se připojily další americké univerzity ( MIT, Harvard
University a University of Michigan). Cílem projektu Magellan je
postavit na observatoři Las Campanas dva dalekohledy se zrcadly
o průměru 6,5 metru. Obě zrcadla dodá Angelova zrcadlová
laboratoř v Tucsonu. Stavba dalekohledu Magellan 1 je
v pokročilém stavu. Jeho části se objevily na na vrcholu Las
Campanas v průběhu roku 1997. A byla rovněž dokončena stavba
první kopule. Disk pro první šestapůlmetrové zrcadlo byl odlit už
v lednu 1994 . Na optice dalekohledu se podílí i Vavilovův státní
optický institut v Petrohradě, který dodává sekundární zrcadlo
dalekohledu. Druhý Magellan je zatím ve stadiu příprav. Problémy
s financováním zmizely poté, co se na přelomu let 1995/96
k projektu připojily Harvardská a Michiganská univerzita.
Magellan 2 nebude přesnou kopií jedničky, ale jeho optické
uspořádání bude takové, aby se oba přístroje co nejúčinněji
doplňovaly. Magellan 1 by měl být dokončen v letošním roce,
Magellan 2 za dva roky později.
Mauna Kea -- v půli cesty do vesmíru
Vrchol vyhaslé havajské sopky Mauna Kea, česky Bílá hora. Její
vrchol považují astronomové za nejlepší místo k pozorování na
světě. Nepřekvapí proto, že v dohledné době budou na Mauna Kea
pracovat čtyři z první desítky největších dalekohledů na světě -Keck I a II, Gemini I a Subaru. Mauna Kea je svou nadmořskou
výškou 4205 metrů s přehledem nejvyšší astronomickou observatoří
na světě. Dalekohledy na vrcholu Mauna Kea mají velkou část
zemské atmosféry pod sebou. To je výhodné zejména pro pozorování
v infračerveném oboru, protože je neruší přítomnost vodní páry
v ovzduší. Vzduch na vrcholu Mauna Kea je čistý, stabilní a
suchý. Je to ovšem místo značně odlehlé a drsné. Astronomové si
musí zvyknout dýchat řídký vzduch, výjimkou nejsou vichřice
o rychlosti 200 kilometrů v hodině. Lze jen souhlasit s
přirovnáním René Racina, ředitele jednoho z mezinárodních
projektů této observatoře: ŻMauna Kea je v půli cesty do
vesmíru.®
Kuiperova iniciativa
I když se první vědecké výzkumy na vrcholu Mauna Kea uskutečnily
už před 160 lety, je historie této observatoře mnohem kratší,
necelých čtyřicet let. Prvním impulzem pro vznik observatoře na
nejvyšším vrcholu ostrova Havaj bylo zničení jeho hlavního města
Hilo přílivovou vlnou. Tato přírodní katastrofa, ke které došlo
v květnu 1962, silně ovlivnila tradičně nestabilní ekonomiku
ostrova. Mezi nápady na oživení zničené ekonomiky byl také návrh
zřídit na obou vrcholech ostrova Mauna Kea a Mauna Lea
astronomické observatoře. Na tento návrh reagoval přední americký
astronom holandského původu Gerhard Kuiper, který se proslavil
svými objevy v astrofyzice hvězd a také se intenzivně věnoval
výzkumu těles sluneční soustavy. Zaměření na studium Měsíce a
planet a vzniku sluneční soustavy ho přivedlo k velmi těsným
kontaktům s americkým Národním úřadem pro letectví a vesmír NASA.
Návštěvy na Havajských ostrovech mu učarovaly, protože se po celý
život snažil najít vhodná místa pro astronomická pozorování,
zejména pro sledování v infračerveném oboru. Kuiper začal brzy
usilovat o to, aby NASA postavil dalekohled pro planetární výzkum
na vrcholu Mauna Kea. Z Kuiperovy vlastní iniciativy začal v roce
1964 na Mauna Kea pozorovat malým dalekohledem amatér Alika
Herring. Jeho pozorování potvrdila, že toto místo je skutečně
vynikající.®Je to skutečný šperk, je to místo, kde bude možné
získávat ta nejlepší pozorování na světě,® řekl později Kuiper. A
při jiné příležitosti řekl, že považuje objev Mauna Kea za
nejlepší pozorovací místo na světě a za jeden ze svých největších
vědeckých úspěchů.
Příliš vlivný muž
Bylo to v éře startů prvních amerických měsíčních a planetárních
sond a Kuiper se díky svému zaměření a znalostem stal mužem,
který měl v NASA velké slovo. Paradoxně mu toto postavení při
budování observatoře Mauna Kea více uškodilo než prospělo. NASA
po podání Kuiperova návrhu překvapivě vyzval další dvě instituce
-- Observatoř Harvardské univerzity a později Havajskou
univerzitu, aby navrhly konkurenční projekty. Byl to dost
překvapivý krok, protože Havajská univerzita neměla v té době ani
řádnou katedru astronomie. Řada vědců se domnívala, že Kuiper už
je příliš angažován v projektech NASA a že vedení dalšího
programu je třeba nabídnout někomu jinému. A NASA s tímto názorem
souhlasil. A tak se stalo, že budovatelem nové observatoře se
stal astronom-teoretik, John T. Jefferies, který se hlavně
zabýval interpretací slunečního spektra. Stát se vedoucím
projektu stavby prvního většího přístroje na Mauna Kea byla ale
velmi lákavá nabídka. Jefferies spolu s několika kolegy navrhl
postavit dalekohled o průměru zrcadla kolem dvou metrů, což byl
větší a dokonalejší přístroj než navrhl Kuiper. První roky
projektu nebyly snadné, kritiků, kteří nemohli zapomenout, že
Jefferies jen dále rozvíjí Kuiperův nápad, bylo dost. V roce 1967
začaly stavební práce. Práce v prostředí, kde se nedostává
kyslíku, nebyla snadná. Lidé byli nervozní a dělali chyby. Sydney
Wolffová, pozdější ředitelka americké Národní optické
astronomické observatoře, která v té době byla Jefferiesovou
zástupkyní, k tomu poznamenává: ŻZavedli jsme jasná pravidla.
Každý musel jednou za půl hodiny minutu dýchat čistý kyslík, a
situace se zlepšila.® Po těchto zkušenostech byl v kopuli nového
přístroje zřízen rozvod kyslíkem obohaceného vzduchu, který
zásoboval všechna důležitá místa pro provoz dalekohledu. V červnu
1970 byl konečně dalekohled o průměru zrcadla 2,2 metru hotov.
Byl to v té době osmý největší dalekohled na světě. Slavnostní
ceremonie se zúčastnil i Kuiper. Nebál se přiznat svou chybu a
navíc tímto gestem ocenil Jefferiesovo obrovské úsilí při stavbě
observatoře. Jefferiesova snaha neskončila tímto projektem. Jeho
cílem bylo vytvořit na Havajské univerzitě astronomické
pracoviště na světové úrovni a vybudovat na Mauna Kea jednu
z největších observatoří na světě. O práci na Havajské univerzitě
nebyl velký zájem a tak Jefferies sázel na mladé odvážné lidi.
Prvním krokem k budování světově proslulé observatoře bylo
jednání s Francií a s Kanadou o stavbě společného dalekohledu
o průměru zrcadla 3,6 metru. Havajská univerzita byla ochotná
zaplatit 15 procent nákladů. Dalekohled, nyní známý pod zkratkou
CFHT -- Canada-France- Hawaii Telescope Ä byl dokončen v roce
1979. Konstrukce jeho kopule umožňuje pozorování i při větru
o rychlosti 100 kilometrů v hodině. Ještě v témž roce jako
dalekohled CFHT byl na Mauna Kea uveden do provozu britský
přístroj UKIRT pro pozorování v infračerveném oboru. Jeho tenké
zrcadlo má průměr 3,8 metrů. Dokonalý tvar zajišťuje celý les
počítačem řízených podpěr.
Jefferiesovo vítězství
Poněkud složitější byl vývoj amerického dalekohledu pro
pozorování v infračerveném oboru. Tento projekt s názvem IRTF
-Infrared Telscope Facility financoval, podobně jako projekt
havajského dvoumetru, NASA. Infračervená pozorování měla doplnit
planetární program kosmických sond připravovaných na sedmdesátá a
osmdesátá léta. NASA najal amerického astronoma Jamese Westphala,
aby navrhl nejvhodnější místo pro stavbu velkého infračerveného
dalekohledu. Westphal dospěl k jednoznačnému doporučení:
nejvhodnější místo je Mauna Kea. Jefferies toto rozhodnutí
podporoval, protože v něm viděl další možnost, jak observatoř na
Mauna Kea rozšířit. NASA proto zadal v roce 1974 kontrakt na
stavbu IRTF Havajské univerzitě. Projekt nezačal dobře. Na podzim
1975 disk pro třímetrové zrcadlo, který připravovali v Arizoně,
záhadně praskl. Bylo třeba pořídit nový disk a to projekt značně
prodražilo. V té chvíli se opět ozvaly hlasy, které už před tím
kritizovaly rozhodnutí postavit dalekohled na Havaji. Potíže, se
kterými se setkávali pracovníci Havajské univerzity při uvádění
dvoumetrového dalekohledu na Mauna Kea do provozu, vzbuzovaly
obavy, zda budou schopni provozovat ještě další přístroj.
Dvoumetrový dalekohled na Mauna Kea byl jedním z prvních
přístrojů zcela řízený počítačem a ještě šest let po zahájení
provozu nebyl dosti spolehlivý. Řešení se našlo až v roce 1976,
kdy byla instalována zcela nová elektronika. Další vážné problémy
v projektu IRTF, který někdo sarkasticky nazval NIRD -- National
Infrared Disaster, (Národní infračervená katastrofa) způsobila
diskuse o nejvhodnější montáži pro dalekohled. Montáž měla být
velmi tuhá, aby bylo možné nastavit studovaný objekt podle
referenční hvězdy vzdálené na obloze až 15ř. Infračervený
dalekohled může pozorovat i ve dne, protože pozadí oblohy v tomto
pásmu je prakticky stejné ve dne i v noci. Při denních
pozorováních je ale třeba nastavovat naslepo podle několika
referenčních hvězd. Nakonec všechno dobře dopadlo, IRTF byl
slavnostně uveden do provozu v roce 1979, takže jeho pozorování
mohla významným způsobem podpořit data z Voyageru 2 získaná při
průletu soustavou měsíců Jupiteru. Bylo to další vítězství pro
Jefferise. V roce 1981 řekl americký astronom Cruikshank, blízký
spolupracovník Jefferiese, že Żvše nasvěčuje tomu, že Mauna se
stala jednou z nejvýznamnějších observatoří na světě. John
Jefferies má šanci, že se zařadí, podobně jako George Ellery Hale
P1, mezi velké budovatele astronomických observatoří.®
Další plány
Na závěr se ještě zmíníme o projektech velkých dalekohledů,
jejichž stavba ještě nebyla zahájena, ale jejich realizace je
téměř jistá. Oba jsou replikami dalekohledů, které již byly
dokončeny.
Keck III na Kanárských ostrovech
V dubnu loňského roku se španělská vláda rozhodla finacovat
stavbu velkého dalekohledu GTC -- Gran Telescopio Canarias (Velký
kanárský dalekohled), který by měl být dokončen v roce 2002 na
observatoři Roque de los Muchatos na ostrově La Palma. Náklady na
stavbu dalekohledu se odhadují na 85 milionů dolarů. Dalekohled
bude svou koncepcí i rozměry velmi blízký oběma Keckovým
dalekohledům, které už pracují na Havajských ostrovech. Ředitel
projektu Pedro Alvarez ale tvrdí, že GTC bude lepší než oba
Keckovy dalekohledy. Bude vytvářet ostřejší obrazy a pozorování s
ním bude více efektivní.
Další HET v Jihoafrické republice
Začátkem června loňského roku oznámila vláda Jihoafrické
republiky, že věnuje 10 milionů dolarů na stavbu Velkého
jihoafrického dalekohledu -- anglicky South African Large
Telescope -- SALT. Tento přístroj také vychází z osvědčené
koncepce. Vzorem pro jeho stavbu bude loni dokončený dalekohled
HET na McDonaldově observatoři v Texasu P4.
Jihoafrická astronomie má poměrně dlouhou tradici. Ve dvacátých
letech minulého století byla založena Královská observatoř na
Mysu Dobré naděje. O 150 let později se všechny jihoafrické
hvězdárny sloučily v jednu instituci South African Astronomical
Observatory SAAO. Sloučení znamenalo také přestěhování čtyř
dalekohledů na nové místo v horách v severním Kapsku. Nové místo
je ideální pro astronomická pozorování. Přestěhoval se i
dalekohled o průměru zrcadla 1,9 metru, který byl v době svého
vzniku, tedy před 50 lety, největším přístrojem na jižní
polokouli. Koncem padesátých let uvažovaly evropské státy
o vybudování společné jižní observatoře právě v Jižní Africe. Byl
to hlavně aparteid, který nakonec přiměl Evropany, aby postavili
observatoř ESO v Chile. Jihoafrická astronomie se v posledních 25
letech velmi úspěšně rozvíjela a záměr postavit kopii HET tento
rozvoj korunuje. SALT by se opět mohl stát největším dalekohledem
pod jižní oblohou. Většina velkých astronomických dalekohledů je
stále na severní polokouli. Přístrojů s průměrem nad 2 metry je
na severu 4krát víc než na jihu.
Jihoafrická vláda utratí za špičkový astronomický přístroj
podstatně méně než Španělé -- SALT by neměl stát více než 24
milionů dolarů, ovšem za cenu omezení, která tento typ
dalekohledu má. Připomeňme, že je jen omezeně pohyblivý, takže
nemůže pozorovat libovolné místo na obloze. Pokud by Jihoafričané
přesně okopírovali výkresy z Texasu, mohl by SALT pozorovat jen
půlku Malého Magellanova mračna. A to je natolik zajímavý objekt,
že stojí za to uvažovat o menších konstrukčních úpravách.
Jihoafrická vláda zaplatí během pěti let téměř polovinu nákladů.
Podaří-li se získat i dalších 14 milionů dolarů, mohl by se SALT
podívat na nebe už v roce 2004. Finanční pomoc nabídla
Carnegie-Mellonova univerzita, která připravila video pro
propagační akci, jejíž cílem je získat část potřebných peněz.
Zájem podílet se na stavbě dalekohledu projevily Japonsko, Korea,
Čína, Tchaj-van a Polsko.
Proč stavět velké dalekohledy?
V předchozích odstavcích byly popsány všechny projekty velkých
dalekohledů, které budou dokončeny během několika let. Každý
z šesti projektů, který se už rozběhl, stojí kolem 100 milionů
dolarů. Ha, řekne si čtenář, astronomové jsou na tom dobře, když
v průběhu několika let dostanou přístroje za víc než půl miliardy
dolarů. To rozhodně není pravda. Peněz pro astronomii je málo a
navíc, jak si povíme dále, tyto stamilionové příspěvky vedou
v jiných oborech astronomie k velmi bolestným omezením.
Astronomie ale velké dalekohledy potřebuje. Čím větší je objektiv
dalekohledu, tím detailnější snímky se dají takovým přístrojem
pořídit a zároveň také platí, že větší dalekohled dohlédne dále
do vesmíru, protože dokáže soustředit více světla.
Seznam úkolů pro nové obry
Daleký vesmír
Zájem o pozorování s nimi mají především kosmologové. Klasickým
problémem zůstává určení Hubblovy konstantyP5, která určuje
rychlost rozpínání vesmíru a také jeho stáří. Data z nových
přístrojů pomohou vysvětlit, jaká byla cesta od Velkého třesku
k nynějšímu rozdělení galaxií, hvězd a planet, schopných nést
život. Astronomové doufají, že velké dalekohledy dohlédnou tak
daleko, že budou moci pozorovat galaxie v jejich mládí, tedy
v době, kdy vznikaly, a spektrografy budou studovat jejich
chemické složení. Hodně si astronomové slibují od velké
rozlišovací schopnosti dalekohledů. Bude možné studovat tvary
mnoha galaxií, které jsou dnes známy jen jako bodové zdroje.
Taková data by měla být použitelná i pro hledání skryté, temné
hmoty ve vesmíruP6. Detailní snímky by měly vypovídat o rotaci
galaxií, struktuře jejich jader a o existenci mohutných černých
děr.
Hvězdy
Další okruh otázek se týká vzniku hvězd a planet. Dosavadní
pozorování jasně dokazují, že vznik hvězd je spojitý proces,
který se odehrává v mezihvězdných mračnech v naší i v cizích
galaxiích. Co však nevíme, je, jakým způsobem se mezihvězdná
mračna rozpadají na menší části, ze kterých potom vznikají
zárodky hvězd, dvojhvězd a také zárodky planetárních systémů.
Nevíme to jednak proto, že pro viditelné světlo jsou oblasti
vzniku hvězd nedostupné, protože je stíní prachová mračna, a také
proto, že v době vzniku jsou zárodky hvězd chladné a svítí tedy
hlavně v infračerveném oboru, kde mají nynější dalekohledy malou
citlivost a malou rozlišovací schopnost. Všechny nové velké
dalekohledy se proto orientují na infračervený obor. Odhaduje se,
že by měly zlepšit citlivost i rozlišení v infračerveném oboru
desetkrát. Optimistické vize tvrdí, že například LBT by měl
získat snímky, které by přímo ukazovaly, jakým způsobem se mračna
rozpadají.
Vznik planetárních soustav
V řadě případů se pozorují disky kolem mladých vznikajích hvězd.
Zpočátku jsou tyto disky dost výrazné v infračerveném oboru, ale
postupně slábnou a nedají se nynějšími prostředky pozorovat. HST
objevil takové objekty v mlhovině Orionu. Většina těchto objektů
je velmi Żzaprášena®, takže je vidět jen v infračerveném oboru.
Opět podstatně větší rozlišovací schopnost, jakou bude mít LBT,
by měla v tomto případě výrazně pomoci.
Zásadní důležitost mají i přímá pozorování planet. Všechny
planety mimo sluneční soustavu byly objeveny nepřímými metodami.
Nikomu se ještě nepodařilo vzdálenou planetu přímo pozorovat.
V návrhu dalekohledu LBT se tvrdí, že tento dalekohled by měl
Żvidět® planetu velikosti Jupiteru u 50 nejbližších hvězd.
Asteroseismologie
V osmdesátých letech vznikl nový obor -- helioseismologie,
studium vnitřní struktury Slunce na základě studia jeho oscilací.
Sledování slunečních pětiminutových oscilací se stalo základním
nástrojem zkoumání slunečního nitra. Astronomové jdou v principu
cestou geofyziků, kteří se o zemském nitru dovídají ze šíření
seismických vln. K přechodu od helioseismologie
k asteroseismologii -- studiu niter nejbližších hvězd -- je nutné
soustředit mnohem více světla. A to dokážou právě chystané
osmimetrové dalekohledy.
Je zřejmé, že nové velké dalekohledy ovlivní poměry v astronomii
na celém světě. Trend vybudovat nové obří přístroje přinese mnoho
kladů, ale zároveň i zápory. Podstatným způsobem se zvětší
kapacita dalekohledů vyjádřená velikostí účinné optické plochy.
Počet dalekohledů se však zvětší jen velmi málo, protože zvětšení
optické plochy jde na vrub necelé desítky nových obrů. Zároveň
uvažuje řada institucí o omezení stávajících středních a větších
dalekohledů, aby byly prostředky pro provoz připravovaných obřích
teleskopů. To není rozhodně krok správným směrem. Obří dalekohled
potřebuje podporu menších přístrojů, které pro něj mohou testovat
nové přístroje a vyhledávat zajímavé objekty k dalšímu studiu.
Zatímco jsme si ukázali, že třeba v případě MMT bylo možné
spojením šesti menších dalekohledů získat kapacitu velkého,
neplatí opačný postup: jeden velký dalekohled nenahradí deset
menších. Pokud nedojde k investicím i v Żzázemí®, tedy do četných
menších přístrojů, hrozí nebezpečí, že předvoj obrů nesplní
všechna očekávání do něj vkládaných.
Před několika lety se vztah mezi Żnovými® a Żstarými® dalekohledy
nebezpečně vyhrotil. Americká Národní optická astronomická
observatoř, která podporuje stavbu dalekohledů Gemini, zcela
reálně uvažovala o radikálním omezení provozu na observatoři Kitt
Peak v Arizoně. Škrty se neměly zastavit ani u čtyřmetrového
Mayallova teleskopu, který i po dokončení obrů bude stále v první
dvacítce největších dalekohledů světa. V současné době se situace
zlepšila a Mayallův dalekohled bude vybaven zařízením pro
zlepšení obrazu. Podobně optimistické zprávy přicházejí i
z Evropské jižní observatoře, která plánuje modernizaci dvou
dalekohledů na Ls Sille a Żmenšího® (průměr zrcadla 2,6 metru),
který bude vyhledávat objekty pro dalekohled VLT. Tyto dva
příklady jsou zatím spíše výjimkou. Řada zemí, které nějakým
způsobem na optických obrech participují, se stále snaží ušetřit
prostředky na provozu národních hvězdáren.
Poznámky
1. Pětimetrový dalekohled Palomarské observatoře. Slavnostně
inaugurován 3.června 1948. Až do roku 1977 byl největším optickým
dalekohledem na světě. Byl pojmenován po americkém astronomovi
G.E. Halovi (1868-1938), který organizoval budování tří velkých
amerických dalekohledů. Uvedení do provozu posledního z nich,
palomarského pětimetru, se nedožil. Pětimetrový dalekohled byl
postaven na vrcholu Palomar Mountain v jižní Kalifornii ve výšce
1706 metrů. Hlavní zrcadlo má světelnost f/3,3.
2. Konstrukce tubusu podle Serrurieova návrhu je vysvětlena
v knize Grygar, J., Horský, Z. a Mayer, P.: Vesmír.
Mladá fronta, Praha 1983, str.410
3.
Koukolík, F.: Mravenec a vesmír. Vyšehrad, Praha 1997
kapitola ŻNeznámý kmen hnědých trpaslíků®
4.
Koukolík, F., Koubský P.: Šimpanz a vesmír. Vyšehrad, Praha
1998, kapitola ŻHET®
5.
Koukolík, F.: Lenochod a vesmír. Vyšehrad, Praha 1995,
kapitola ŻO rudém posuvu, Edwinovi Hubblovi...®
Koukolík, F.: Mravenec a vesmír. Vyšehrad, Praha 1997,
kapitola ŻPotíže s Hubblovou konstantou®
6.
Koukolík, F.: Mravenec a vesmír. Vyšehrad, Praha 1997,
kapitola ŻNeznámý kmen hnědých trpaslíků®
Literatura
Nature 395, Supplement, 1 October 1998
http://medusa.as.arizona.edu/mlab/mlhist.html (zrcadlová
laboratoř)
http://medusa.as.arizona.edu/lbtwww/lbt.html (projekt LBT)
http://medusa.as.arizona.edu/mlab/magellan.html (projekt
Magellan)
http://www.ocin.edu/~johns/magellan.html (projekt Magellan)
http://sculptor.as.arizon.edu/foltz/www/mmt.html (dalekohled MMT)
http://www.eso.org (projekt VLT)
http://www.ifa.hawaii.edu/images/aerial-tour/ (působivá přehlídka
všech dalekohledů na observatoři Mauna Kea)
Záhadné záblesky vesmírného gama záření
Nejmohutnější výbuchy ve vesmíru
Gama astronomie se zabývá studiem gama záření z vesmíru, zářením,
které má velmi krátkou vlnovou délku a tudíž je velmi
energetické. Podobně jako v případě retgenového (X) -- záření,
pracuje se i v gama oboru spíše s elektronvolty, tedy energií
záření než vlnovou délkou P1. Většina přístrojů pro detekci
záření gama pracuje mimo zemskou atmosféru, ale v některých
oblastech se dá vystačit jenom s výškovými balony či dokonce
detektory na zemském povrchu. Vesmírné gama záření musí vznikat
při netepelných procesech, protože nejsilnější nebeské zdroje
paprsků gama se neshodují s optickými a infračervenými objekty,
které jsou evidentně tepelného původu. Podobné objekty zná
radioastronomie, takže paradoxně záření s nejmenší energií
(rádiové) a největší (gama) může přicházet ze stejného zdroje.
Gama astronomie přesto, že je velmi mladým odvětvím astronomie,
pokrývá velmi široký obor od Měsíce až po extragalaktickou
astronomii. Gama záření přichází též ze Slunce v souvislosti s
erupcemi. V gama záření se projevují různé exotické objekty jako
výtrysky, pulzary a sluneční erupce. Zajímavé je záření ze
supernov, které v podstatě potvrzuje dosavadní teorie vzniku
prvků ve vesmíru. K nejzajímavějším a stále nejzáhadnějším
objektům patří zábleskové zdroje.
Zábleskové zdroje
V šedesátých letech začaly Spojené státy vypouštět družice Vela,
které měly sledovat, zda nedochází k porušování mezinárodní
dohody o zákazu jaderných výbuchů v vesmíru. Družice obíhaly
kolem Země po kruhových drahách ve výšce 125 000 kilometrů a byly
vybaveny detektory záření s velkou energií (100 keV až několik
MeV), které vzniká při jaderných reakcích. První pozorování
naznačovala, že některá jaderná mocnost, nejspíše Sovětský svaz,
jaderné vzněty ve vesmíru koná. Družice totiž několikrát
zachytily krátká vzplanutí v oboru gama záření. Protože se
jednalo o vojenský program, byly první výsledky zveřejněny až
v roce 1973, poté, co bylo zřejmé, že vzplanutí jsou přírodního
původu. Družice Vela místo zjištění tajných jaderných explozí
objevila nový typ vesmírných objektů -- zdroj záblesků záření
gama, anglicky Gamma-Ray Burst -- GRB. Gama záblesky se vyskytují
asi jednou denně v libovolných místech na obloze. Náběh pulzu je
velmi krátký -- zlomek sekundy, následuje ostré maximum a
doznívání, které může trvat i několik minut. V jednom případě
dozníval gama záblesk přes hodinu. Z prvních pozorování
vyplývalo, že GRB nedoprovází žádný úkaz v rádiovém nebo optickém
oboru. Zpočátku nebylo vůbec zřejmé, z kterého místa na nebi
záblesky přicházejí. Způsob detekce na družicích Vela nedovoloval
jejich přesné zaměření na obloze. Teprve kombinací simultánních
měření z několika družic se podařilo určit polohu GRB s větší
přesnostíP2. Jedině přesná poloha totiž umožňuje ztotožnit GRB s
objektem, který se pozoruje v jiném oboru spektra, nejlépe
optickém. Zkušenosti ze studia rádiových a později rentgenových
zdrojů na nebi ukázaly, že ztotožnění těchto objektů s optickými
protějšky bylo hlavním impulzem pro pochopení jejich povahy P3.
Nicméně obrovské úsilí mnoha astronomů po celém světě nevedlo
k žádoucím výsledkům.
Potíže s identifikací
Identifikace zábleskových gama zdrojů má proti rádiové a
rentgenové astronomii dva velké handicapy -- poloha zdroje se
nedá určit příliš přesně a záblesk je velmi krátký. Navíc chybí
přesnější představa o tom, jaké vlastnosti by měl optický
protějšek zábleskového gama zdroje mít. I když se v průběhu mnoha
let vyskytlo několik zpráv o úspěšném ztotožnění GRB s optickými
objekty, k výraznému pokroku při pochopení mechanismu
zábleskových zdrojů nedošlo. A tak se objevovaly doslova desítky
teorií, které vysvětlovaly, proč někde ve vesmíru dochází ke
krátkým, ale velice silným výronům energie. Nebylo ovšem jasné,
jak jsou intenzivní, protože nebylo možné určit jejich
vzdálenost. Teorie to byly nejrůznější od fantastických
(mezihvězdné války) přes velmi neobvyklé (hroutící se hvězdy ve
velkých vzdálenostech, spojování černých děr a neutronových
hvězd) po přijatelné (dopady komet na neutronovou hvězdu).
Pokrok přinesla družice Compton
Nakonec se ukázalo, že v případě zábleskových gama zdrojů pomohou
jen pozorování mimo zemskou atmosféru. První průlom znamenal
systematický výzkum družice ComptonP4. Družici s původním názvem
Gamma Ray Observatory vynesl americký raketoplán v dubnu 1991. Na
palubě observatoře, která váží 17 tun, jsou čtyři detektory gama
záření. Pro výzkum GRB je nejdůležitější experiment BATSE, který
může zaznamenávat záblesky gama záření současně na dvou třetinách
oblohy. Ani BATSE nedokáže určit polohu GRB s dostatečnou
přesností, ale dá se použít pro jejich systematická sledování.
Před startem se informace o GRB získávaly většinou jen jako
vedlejší výsledky při letech družic a kosmických sond. První
zpráva o GRB zachycených družicemi Vela se zmiňovala o 16
vzplanutích za 3 roky. Výhodné bylo zachycovat GRB na kosmických
sondách letících různým směrem ve sluneční soustavě, protože tak
se dosáhlo toho, že vzdálenost mezi detektory byla velká a o to
přesněji šlo určit polohu zdroje. Zpracování těchto dat bylo
velmi zdlouhavé. Z pozorování gama aparatur bylo možné vytipovat
malou plošku na obloze a tu podrobili astronomové pečlivému
průzkumu. Vybírali z archivů snímky oblohy a pořizovali nové
záběry, na kterých byla chybová ploška GRB zachycena a snažili se
na ní najít nějaký Żpodezřelý® objekt. Těch mohlo být v chybové
plošce několik. Mohl jím být kvasar, pozůstatek po výbuchu
supernovy, nebo neobvyklé zjasnění neviditelné ve stejném místě
na jiných snímcích. Hlavní nevýhodou této metody bylo, že se
většinou nejednalo o současná pozorování, ale že se detekce gama
zdroje, která se uskutečnila před několika týdny, srovnávala se
snímky pořízenými před nebo po vzplanutí.
Experiment BATSE znamenal výrazný obrat: od startu družice
Compton do srpna 1996 se podařilo zaznamenat 1636 GRB. Dnes už je
jich známo přes dva tisíce. To už stačí k tomu, aby se GRB
statisticky analyzovaly. Z pozorovaného, velmi rovnoměrného
rozložení GRB na obloze, se dá usoudit, že záblesky vznikají buď
blízko -- v jakési slupce kolem sluneční soustavy, nebo velmi
daleko -- na kraji známého vesmíru, nebo, jak říkají astronomové,
v kosmologických vzdálenostech. Ze statistického materiálu také
vyplývalo, že GRB se neopakují, což znamená, že gama záblesk
znamená definitivní zničení původního objektu. Na základě
výsledků z experimentu BATSE se dalo říci, že GRB nemohou vznikat
v rovině naší Galaxie, kde se soustřeďuje většina hvězd.
Nejistota ve vzdálenostech a tedy i v energetické mohutnosti
záblesků zůstala.
BeppoSAX -- první nález optického protějšku GRB
Další pokrok znamenalo vypuštění družice BeppoSAX koncem dubna
1996. Družice o váze necelých 1,5 tuny obíhá po kruhové dráze ve
výšce 600 kilometrů. Na palubě má dva druhy detektorů -- úzkoúhlé
a širokoúhlé, které pracují v energetickém pásmu 0,1 až 300 keV.
Úzkoúhlé detektory míří podél osy z družice, zatímco širokoúhlé
detektory zabírají podél osy y, takže záběry obou skupin
přístrojů jsou navzájem kolmé. Úzkoúhlá čidla zachytí málo
energetické X záření, zatímco širokoúhlé přístroje dosahují až do
oblasti záření gama. Díky tomu, že družice může pozorovat v obou
oborech, podařilo se učinit objev, který má pro výzkum GRB
zásadní význam. Ukázalo se totiž, že GRB září také v rentgenovém
oboru a to dokonce mnohem déle trvá záblesk záření gama. To bylo
velmi důležité zjištění, protože v rentgenovém oboru se dá poloha
zdroje určit mnohem přesněji. V praxi to vypadá tak, že pokud GRB
zachytí širokoúhlý detektor, zamíří se na něj během několika
hodin rentgenový dalekohled s dobrým rozlišením a ten určí polohu
zábleskového zdroje. Díky tomu, že GRB Żdoznívá® v rentgenovém
oboru déle než v oblasti gama a že v X záření se dá poloha určit
s lepší přesností, přinesla pozorování z družice BeppoSAX
výsledek, o který astronomové usilovali téměř 30 let: konečně se
podařilo nalézt optický protějšek GRB.
Historické pozorování se uskutečnilo 28. února 1997, kdy BeppoSAX
zachytil zábleskový zdroj označený podle data pozorování zkratkou
GRB970228. Ze snímku rentgenového dosvitu se podařilo určit
přesnou polohu, takže necelý den po záblesku snímaly jeho okolí
výkonné dalekohledy na Kanárských ostrovech a v Chile. Zjistily,
že na místě záblesku byl objekt, který postupně slábl. K dalšímu
případu úspěšného nalezení optického protějšku k záblesku gama
došlo začátkem května 1997. Záblesk je proto označen GRB970508.
Jeho optický protějšek se v době identifikace zjasňoval.
Spektrografem na druhém Keckově dalekohledu se podařilo získat
jeho spektrum. Z posuvu spektrálních čar se dá usoudit, že zdroj
se nachází v kosmologické vzdálenosti -- 7 miliard světelných
let.
V prosinci 1997 byl ztotožněn GRB971214 s objektem v galaxii,
která je podle rudého posuvu ještě mnohem dále než protějšek ke
zdroji GRB970508. Pokrok ve studiu GRB v roce 1997 byl velmi
nadějný. Kromě družice BeppoSAX se do měření poloh rentgenových
dosvitů GRB zapojily i další satelity -- Rossi, Rosat a japonská
ASCA. Některá pozorování byla získána ve spolupráci s družicí
Compton a s některými kosmickými sondami. Bylo zjištěno celkem
devět GRB, z nichž tři se podařilo ztotožnit s optickým objektem.
Ve dvou případech jsou blízko míst, kde vzplanul GRB velmi
vzdálené galaxie. To tedy znamená, že s jevem GRB je spojeno
uvolnění velkého množství energie. Jsou-li GRB vzdálené miliardy
světelných let a září-li všemi směry, pak musí dosahovat výkonu
1043 W, tedy tisíckrát víc než kvasar. Energie, kterou za těchto
předpokladů GRB vyzáří za několik sekund je srovnatelná s
vyzářenou energií Slunce za celou dobu jeho života (8 až 10
miliard let). Proto většina modelů vysvětlujících vznik GRB
předpokládá, že souvisejí s kompaktními objekty. Jev má patrně
tři fáze. V první se odehraje výbuch projevující se jako gama
záblesk. Může k němu dojít v důsledku splynutím dvou blízkých
neutronových hvězd. Z místa výbuchu se velkou rychlostí rozpíná
ohnivá koule, která vyzařuje méně energetické záření a může být
vidět i v optickém oboru. Postupně se ohnivá koule brzdí a její
záření v optickém i rádiovém oboru slábne. V loňském roce byl
ztotožněn záblesk GRB980425 s objektem, který má velmi malý rudý
posuv a musí být relativně blízko. Tím se situace opět poněkud
komplikuje. Je možné, že existuje několik typů zábleskových gama
zdrojů.
Další pozorování, další komplikace
Po prvním úspěšném nálezu optického protějšku GRB se zdálo, že
záhada gama záblesků bude brzy vyřešena. Za necelé dva roky
přibylo jen několik dalších identifikací. Na rozdíl od rentgenové
astronomie, kde se dá ztotožnění zdroje nezávisle ověřit tím, že
optické a rentgenové jevy se mění se stejnou periodou, je optická
identifikace GRB stále trochu nejistá. Nedá se úplně vyloučit, že
optický protějšek GRB se na pozadí vzdálených galaxií jenom
promítá. Většinou je třeba hledat velmi slabé objekty, kterých
může i na malé chybové plošce být několik. Kromě toho GRB je
okamžitou událostí, která se už nebude opakovat, takže
astronomové musí vystačit s tím, co v danou chvíli napozorovali.
Výhledy do budoucna
Úspěšné ztožnění GRB s optickými protějšky výrazně posunula tuto
zajímavou oblast astrofyziky. Už se nediskutuje o tom, jak daleko
zdroje jsou, ale mluví se spíš o konstrukci realistických modelů.
Pokud i další optické protějšky GRB budou stejně slabé objekty
jako ty dosud identifikované, bude nutné počítat s nasazením nově
budovaných obřích dalekohledů, které budou schopny získat jejich
spektra.
Velkou nadějí pro pokrok ve studiu GRB byla družice HETE, která
měla studovat gama záblesky v širokém energetickém pásmu a
získávat jejich spektra a měření jejich jasností. Družice byla
vybavena i malými kamerami pro optický obor. Zároveň měla
předávat v síti internet informace pro pozemní dalekohledy.
Experiment HETE se nepodařilo realizovat, ale je možné, že se
bude opakovat v letošním roce. Po roce 2000 se očekává vypuštění
velké laboratoře pro výzkum kosmického gama záření INTEGRAL a
později další družice pro gama astronomii GLAST.
Poznámky
1. Elektronvolt (eV) jednotka energie používaná pro částice (ev.
fotony). 1 eV odpovídá vlnové délce 1,2 mikrometru -infračervené pásmo.
2. Určování poloh GRB. Ostrý náběh impulzu gama záření umožňuje
stanovit čas zachycení GRB aparaturou družice. Zachytí-li záblesk
dvě dostatečně vzdálené družice, dá se z rozdílu časů zachycení
určit poloha kružnice na obloze, na které se zdroj nachází.
Pozorování ze tří družic určí dvě kružnice se dvěma průsečíky a
teprve měření ze čtyř družic určí polohu jednoznačně.
3. V polovině šedesátých let byl objeven první rentgenový zdroj
na nebi (mimo Slunce, jehož X emise byla známa už řadu let před
tím). Zdroj se podařilo ztotožnit se slabou hvězdou v souhvězdí
Štíra. Výrazný pokrok rentgenové astronomie byl zaznamenán až při
ztotožnění zdroje Cyg X 1 (první rentgenový zdroj v souhvězdí
Labutě). Podařilo se prokázat, že v optickém oboru se objekt jeví
jako dvojhvězda, a že rentgenová emise je důsledkem přetékání
hmoty z jedné složky na druhou.
4. Družice byla pojménována po americkém fyzikovi A.
E. Comptonovi (1892 -1962), který se zabýval studiem gama a
X-záření. V roce 1923 objevil po něm pojmenovaný Comptonův jev,
který popisuje rozptyl X-záření na volných elektronech. Tento jev
potvrzuje kvantový charakter elektromagnetického záření. Compton
získal v roce 1927 Nobelovu cenu za fyziku.
Literatura
Scientific American March 1998
Nature 393, 1998, s.13
Nature 396, 1998, s. 233
Hvězda postavená z Lega
Příběh mezinárodní kosmické stanice ISS
Píše se rok 2005. Obyvatelé témeř celé zeměkoule mohou na noční
obloze spatřit jasnou letící hvězdu, jejíž záři překonává pouze
Měsíc. Kolem Země se totiž pohybuje ve výšce 350 kilometrů
největší umělé těleso, které kdy člověk vyslal do vesmíru -mezinárodní kosmická stanice ISS (International Space Station) -velká jako fotbalové hřiště. Tento kolos připomíná spíše hračku
sestavenou z obří stavebnice Lego než záběry z fantastických
filmů, které se objevovaly na plátnech kin už před desítkami let.
Na obou koncích sto deset metrů dlouhého příhradového nosníku
jsou mohutná křídla panelů se slunečními bateriemi. Ty zásobují
vlastní stanici zavěšenou pod střední částí nosníku. Tvoří ji
důmyslně pospojované válce, kvádry a desky různých rozměrů -- pět
z nich jsou moduly, ve kterých žijí a pracují kosmonauti.
Freedom a Alpha
Tak bude vypadat orbitální stanice ISS, na jejíž montáži se
v americké režii podílí dalších 15 států. Projekt velké kosmické
stanice na oběžné dráze se objevuje v plánech americké
kosmonautiky už téměř třicet let. Stavba kosmické stanice byla
jedním z hlavním argumentů, kterým Američané zdůvodňovali vývoj
raketoplánu počátkem sedmdesátých let. Raketoplán měl být hlavním
dopravním prostředkem pro kyvadlové spojení mezi stanicí a Zemí.
První jasnější podoby se stanice dočkala v roce 1984, kdy
prezident Reagan vyhlásil vytvoření stálé kosmické stanice
Freedom za nový americký kosmický program. Freedom se měla stát
protiváhou sovětského pronikání do vesmíru. Americký úřad pro
letectví a vesmír NASA záhy definoval její základní program.
Stanice měla být východiskem pro pilotované lety k Měsíci a
později i k Marsu, měla být použitelná pro dlouhodobé sledování
Země, pro přípravu a také výrobu nejrůznějších materiálů
v podmínkách mikrogravitaceP1 a pro sledování dlouhodobého vlivu
kosmického letu na lidský organismus. To vše se mělo pořídit za
sumu 8 miliard dolarů, tedy z hlediska nákladů na kosmické
projekty velmi lacino. Možná proto se finanční stránka nového
projektu stala jeho hlavní brzdou. Brzy se ukázalo, že skutečná
cena bude mnohem vyšší a tak americký Úřad pro výdaje nutil
snižováním rozpočtu NASA, aby na účet stanice omezovala zejména
vědecké projekty. To přirozeně vyvolalo první odmítavé reakce
vědců. V dalším kroku se NASA rozhodl nabídnout spolupráci na
stanici Evropské kosmické agentuře ESA, sdružující 11 států,
Japonsku a Kanadě. Tím se měla americká účast poněkud zlevnit. Po
havárii raketoplánu Challenger začátkem roku 1986 došlo k dalším
úpravám tohoto projektu. Váha stanice se snížila téměř na
polovinu -- na 135 tun a posádka se zmenšila z původních osmi na
čtyři astronauty. V dalších letech spory o způsob využití a
financování stanice dále pokračovaly. V té době se také radikálně
změnilo politické klima ve světě a kosmické lety přestaly být
prestižní záležitostí obou kosmických velmocí. V roce 1993
posuzoval projekt stanice prezident Clinton se svými poradci a
doporučil realizovat modifikovanou variantu jedné ze čtyř
možností předloženou NASA. Stanice dostala nový název -- Alpha,
NASA vybral společnost Boeing jako hlavního kontraktora a poprvé
se začalo uvažovat o ruské účasti na projektu.
ISS s Rusy
Úvahy o ruské spoluúčasti nabyly velmi rychle reálných rozměrů a
od podzimu 1993 se Rusko stalo rovnoprávným účastníkem projektu,
pro který Američané zatím používají název International Space
Station -- Mezinárodní kosmická stanice. NASA doufá, že ještě
před dokončením projektu se podaří najít lepší jméno než je
zkratka ISS. Zájem Spojených států o spolupráci s Ruskem při
pilotovaných kosmických letech byl diktován spíše praktickými než
finančními otázkami. Rusko má mnoho vynikajících odborníků,
jejichž schopností by mohl po rozpadu Sovětského svazu využít
kdokoli na světě k posílení svého vojenského potenciálu.
Američané proto navrhli, že by ruští odborníci mohli doma
pracovat na součástech stanice s tím, že na jejich financování by
se podílely Spojené státy. Dalším důvodem amerického zájmu
o ruskou kosmonautiku byla obrovská zkušenost, kterou sovětští a
později ruští kosmonauté získali při dlouhodobých pobytech na
stanicích Saljut a Mir. Američané souhlasili také s tím, že ISS
bude obíhat po dráze s vyšším sklonem k rovníku -- 51,6ř, aby
byla snadno dosažitelná pro Rusy. Pro Američany to znamenalo
nevýhodu, protože na dráhu s větším sklonem se dá při daném
výkonu rakety vynést menší zátěž a zároveň se také zužují
startovací okna z floridského kosmodromu na Cape Canaveral.
Americko-ruské spolupráce po dvaceti letech
Začátkem roku 1994 začal program Shuttle-Mir také označovaný jako
fáze 1 stanice ISS. V rámci tohoto programu se od března 1995 do
června 1998 na Miru vystřídalo šest amerických astronautů a jedna
astronautka. Naopak devět ruských kosmonautů si vyzkoušelo
americký raketoplán. Obě strany při těchto pobytech získaly hodně
zkušeností pro stavbu stálé kosmické stanice. Společné lety
nepochybně přispěly k vzájemnému poznání zvyklostí a praktik
americké a ruské kosmonautiky. Nebylo to poprvé, co Rusové a
Američané létali společně ve vesmíru. V roce 1975 došlo ke
spojení ruského, respektive tehdy sovětského, Sojuzu a americké
lodě Apollo. Byl to však ojedinělý pokus, který měl zřejmé
politické pozadí. Pokračování jsme se dočkali až po téměř dvaceti
letech ve značně pozměněné situaci ve světě. Pro Američany byly
pobyty na Miru vítaným zdrojem informací o chování člověka při
dlouhodobém kosmickém letu. Na zkušenosti z provozu stanice
Skylab před pětadvaceti lety se Američanům dosud nepodařilo
navázat, protože posádky raketoplánů mohou létat kolem Země jen
o něco déle než dva týdny. Rusové naproti tomu o dlouhodobý pobyt
kosmonautů ve vesmíru usilovali už od počátku sedmdesátých let.
Hlavní motiv vypouštění jejich stanic Saljut představovaly
především vojenské aplikace kosmonautiky. O peníze nebyla nouze a
projekt sovětské orbitální stanice přes velké potíže a neúspěchy
pokračoval. Poslední v řadě stanic je nynější Mir, jehož základní
část o hmotnosti 20 tun vynesla raketa Proton v únoru 1986.
Postupně se k ní připojovaly další moduly, takže nyní je to více
než stotunový kolos tvořený sedmi moduly a sedmi spojovacími
uzly. O dopravu posádek se starají třímístné lodě Sojuz a
zásobování řeší lodě Progress. Po připojení zvláštního
spojovacího modulu může na Miru přistávat i americký raketoplán.
Od září 1989 nebyl Mir ani okamžik bez posádky. Řada ruských
kosmonautů strávila na Miru dlouhé měsíce. Rekord drží lékař
Valerij Poljakov, který v letech 1994-95 kroužil s Mirem kolem
Země 15 měsíců. Přičte-li se jeho předchozí kosmická výprava, pak
má na kontě více než 20 měsíců ve vesmíru.
Fáze 1 -- Američané se připravují na Miru
Prvním americkým návštěvníkem Miru v programu ISS Fáze 1 byl
inženýr a lékař Norman Thagard. Startoval v ruské lodi Sojuz
z Bajkonuru a po 115 dnech se vrátil raketoplánem Atlantis, který
přivezl i novou ruskou posádku pro Mir. Byl to už stý americký
pilotovaný let, třetí let v programu ISS Fáze 1 a první spojení
raketoplánu s Mirem. Patrně nejvýznamnějším výsledkem letu byly
paradoxně Thagardovy psychologické potíže. Američané, kteří se do
té doby hlavně zaměřovali na fyziologické problémy vesmírných
letů, pochopili teprve při Thagardově letu, proč Rusové věnují
právě psychologii kosmonautů takovou pozornost. Správnost
amerického rozhodnutí podílet se na dlouhodobých letech na Miru
potvrdil sám Thagard, když po měsíci na ruské stanici řekl, že
v raketoplánu vlastně nikdy nepoznal, co je beztížný stav. Velmi
dobrý pocit z dloudobého kosmického letu na Miru měla Shannon
Lucidová, vlastním povoláním biochemička a velmi zkušená americká
astronautka. Lucidová zahájila v březnu 1996 permanentní americké
osídlení ruské stanice, které skončilo až v červnu 1998 odletem
Andyho Thomase. Potíže se startem dalšího raketoplánu způsobily,
že Lucidová na Miru zůstala déle a stala se tak držitelkou
amerického rekordu v pobytu ve vesmíru -- na Miru zůstala celých
188 dní.
Vůbec v nejlepších barvách vylíčil svůj pobyt na Miru John
E. Blaha, Američan českého původu. Zejména zdůrazňoval, jak
prostorná je ruská stanice.
Tvrdé zkušenosti
Nejhorší zážitky z pobytu na Miru měli Jerry Linenger a Mike
Foale. Linenger, který vystřídal v lednu 1997 Blahu, byl na Miru
v době, kdy došlo v modulu Kvant 1 k devadesátivteřinovému
požáru. Prostor stanice vyplnil na několik minut hustý dým a
šestičlenná posádka včetně německého astronauta Reinholda Ewalda
si musela nasadit kyslíkové masky a následující dvě noci spali
v maskách s filtrem. Program astrofyzika Mika Foala, který
v polovině května vystřídal na Miru Linengera, pozměnil nejen
předchozí požár, ale i další katastrofa na stanici. Sotva deset
dnů po příchodu Foala na stanici převáděl kosmonaut Cibiljev
zásobovací lodi Progress M 34 od jednoho spojovacího uzlu ke
druhému. Při tomto manévru narazil Progress několikrát do Miru a
poškodil nejnovější modul Spektr, jehož sluneční i chemické
baterie byly zdrojem poloviny energie stanice. Otvorem velkým
jako mince začal unikat vzduch ze stanice do volného prostoru.
Kosmonautům se podařilo uzavřít průlez do Spektru, ale stanice
ztratila polovinu elektrického příkonu. Mir zůstal ochromen. Když
prolétal nad noční stranou zeměkoule, pohybovali se kosmonauti po
stanici s baterkou v zubech. Zaplať pámbu, přežili jsme,
poznamenal po několika dnech Cibiljev. Koncem září 1997 Foala
vystřídal lékař a elektronik David Wolf. O jeho výpravě na Mir
rozhodl šéf NASA D. Goldin pouhých 30 hodin před startem
raketoplánu Endeavour. Pod dojmem havárií na Miru a skluzu při
výrobě ruských modulů pro mezinárodní stanici ve Spojených
státech značně zesílila kritika ruské účasti na programu ISS.
Poslední člen expedice Fáze 1 ISS, Andy Thomas, prožil na Miru
relativně klidné dny, s občasnými výpadky počítačů a ztráty
orientace celé stanice. Američané byli s výsledky programu ISS
Fáze 1 spokojeni. Jejich astronauti pobyli na Miru téměř tisíc
dní. Ty nejzajímavější výsledky získali při neplánovaných
operacích. Ale s tím nepochybně počítali. Spokojeni byli
samozřejmě i Rusové. Na přesluhující orbitální stanici Mir
přivážely americké raketoplány čerstvé zásoby, vodu a hlavně
náhradní díly. Tím se podařilo podstatně prodloužit životnost
Miru.
Poučení z Miru
Mir poskytl Američanům mnoho informací, jak dlouhodobě řídit
kosmickou stanici. Za velmi dobrou považují Američané ruskou
metodu používat jako zálohu nějakého systému úplně jiné zařízení.
ŻJe to stejné, jako když máte doma svíčku pro případ, že nepůjde
elektrika,® vysvětluje Gretchen McClainová, jedna z vedoucích
osobností projektu stanice ISS v americkém NASA. McClainová
působila už v polovině osmdesátých let u společnosti Grumman, kde
se zúčastnila příprav na kosmickou stanici Freedom. Po zkušenosti
z několika dlouhodobých letů na Miru došli Američané k závěru, že
musí úplně změnit trénink astronautů. Zatím byli zvyklí pečlivě
nacvičit let posádky raketoplánu, hodinu po hodině, den po dni.
ŻPři letu trvajícím několik měsíců se tento způsob nedá použít.
Tady jsme se také poučili od Rusů,® říká McClainová. ŻJejich
výcvik je mnohem obecnější.® Důležitá data získali Američani pro
odhadování bezpečné dávky kosmického záření, které je možno
astronauty vystavit. Ukázalo se, že ve vnitřním Van Allenově pásu
je v období malé sluneční aktivity úroveň záření nižší než se
dosud předpokládalo. Naopak v době zvýšené sluneční aktivity je
záření mnohem intenzivnější. Toto zjištění má význam hlavně pro
montáž stanice, kdy astronauti budou pracovat ve volném prostoru.
Vyhodnocení dvou vážných nehod na Miru -- požár a dekomprese -vedly ke změnám v konstrukci ruských modulů pro stanici ISS.
Povrch stanice Mir je značně znečištěný zbytky paliva z trysek
stabilizačních motorů. Ve světle tohoto zjištění upravili
Američané systém stabilizace stanice ISS, aby zlepšili možnosti
pro pozorování. Všichni američtí astronauti na Miru vyžadovali
častou komunikaci se svými rodinami a přáteli. I toto zjištění se
promítne do provozu kosmické stanice. Po zkušenostech s
připojováním raketoplánu k Miru se Američané rozhodli i nadále
používat modifikaci ruského spojového mechanismu. Pro projekt
stanice ISS to bude znamenat úsporu času i peněz.
Začíná montáž
V roce 1998 začala druhá fáze projektu orbitální stanice ISS -vlastní montáž. Začátkem prosince loňského roku se na oběžné
dráze spojily první dva elementy stanice -- ruský modul Zarja
(Úsvit) a americký Unity (Jednota). Zarja vznikla v Chruničevově
kosmickém středisku v Moskvě. Unity je spojovací modul, který
vynesl na oběžnou dráhu raketoplán Endeavour při letu STS 88. Po
připojení další části -- ruského servisního modulu, jehož start
je plánován na letošní rok, bude stanice v zásadě připravena
přijmout první posádku.
Úsvit na oběžné dráze
Modul Zarja, technicky označovaný jako FGB -- XX XXX rusky!!
funkční nákladní blok je základním prvkem stanice ISS. Funguje
jako jakýsi remorkér v její počáteční fázi. Raketové motory Zarji
mohou měnit dráhu a orientaci stanice ISS v prostoru. Součástí
modulu je i automatické zařízení pro setkání a pevné spojení s
dalšími částmi stanice. Modul nese dva panely slunečních baterií,
které jsou zdrojem elektrické energie pro vznikající stanici.
Zarja slouží také pro rádiové spojení se Zemí. Zajímavá je její
výpočetní technika. Procesory jsou americké, zatímco software
psali Rusové. Modul Zarja nese 16 nádrží s palivem pro vlastní
raketové motory a později možná také pro motory na jiných
modulech. Při startu byly nádrže jen zpola naplněné, ale počítá
se s tím, že se později při některém zásobovacím letu doplní.
Zarja se pak stane hlavní palivovou nádrží stanice. I když byl
postaven v Rusku a vypuštěn z Bajkonuru ruskou raketou Proton SL
13, je americkým majetkem, protože jeho vývoj a výrobu
financovala společnost Boeing. Při stavbě modulu Zarja využili
Rusové svých bohatých zkušeností se stavbou umělých kosmických
těles. Všechny důležité prvky Zarji pocházejí z modulů Kristall a
Kvant 2 použité na stanici Mir.
Úsvit spojený s Jednotou -- zárodek budoucí stanice
Dalším důležitým stavebním kamenem stanice ISS je modul Unity,
původně označovaný jako Node 1 (Uzel 1), se šesti spojovacími
místy. Na oběžnou dráhu se modul Unity dostal v nákladovém
prostoru raketoplánu Endeavour. Jeho posádka měla za úkol spojit
Unity se Zarjou, která v té době již dva týdny kroužila na dráze
kolem Země. Na jedno ze šesti spojovacích míst se připojila Zarja
a zbývajících pět budou využívat v následujích letech další
americké moduly stanice.
Pro spojení Úsvitu se Zarjou použili astronauti postup, který
mnohokrát vyzkoušeli v programu ISS Fáze 1. Nepřekvapí proto, že
v posádce Endeavouru byl také ruský kosmonaut Sergej Krikalev,
který už letěl s Američany při prvním setkání raketoplánu s Mirem
v roce 1994. Je to velmi zkušený kosmonaut, jenž má za sebou také
dva pobyty na Miru. Je také jmenován do první trojice obyvatel
stanice ISS.
Třetí den po startu přesunula astronautka Nancy Curriová modul
Unity ze zadní části nákladového prostoru raketoplánu nad
spojovací zařízení v jeho přední části. Dalšími pohyby
telemanipulátoru dosáhla nakonec toho, že Unity byl ve vertikální
poloze a pevně spojen s lodí Endeavour. Následující den se
posádka Endeavouru k Zarje postupně přibližovala a v konečné fázi
přitáhla astronautka Currieová Zarju nad spojovací místo modulu
Unity. Astronaut Caban manévrováním raketoplánu dosáhl pevného
spojení Zarji s Unity. Po celou dobu přibližovacího a spojovacího
manévru zakrýval modul Unity výhled dozadu, takže astronauti se
museli spolehnout jen na televizní kamery. Při následujících
třech kosmických procházkách propojili astronauti Ross a Newman
kabely mezi oběma moduly, které byly stále ještě spojeny s
raketoplánem. Před třetí vycházkou vstoupila posádka přes průlez
v Endeavouru do první části budoucí stanice ISS. Zkontrolovala a
oživila některá zařízení uvnitř a přemístila tam náhradní díly
z raketoplánu. Po návratu astronautů z třetí kosmické vycházky se
raketoplán od dvojice spojených modulů oddělil a zárodek stanice
ISS začal samostatný život na oběžné dráze kolem Země.
Kritický servisní modul
Na programu budování stanice se podílí 16 států včetně Brazílie.
Odhaduje se, že na programu kosmické stanice pracuje na 100 tisíc
lidí po celém světě. ISS se stává největším civilním mezinárodním
programem v historii. V letošním roce se stanice bude dále
rozrůstat. Při čtyřech startech amerického raketoplánu se na
stanici dostane vnitřní vybavení, základy konstrukce nosníku a
dva obrovské panely slunečních článků. Nejkritičtější je ovšem
vypuštění ruského servisního modulu. Je to hlavní ruský příspěvek
k tomuto mezinárodnímu projektu a jeho připojení k modulům Zarja
a Unity je nutnou podmínkou pro fungování stanice ISS. Zatímco
vývoj a výroba Zarji probíhal bez velkých problémů, protože byl
financován Američany, je servisní modul, za který Rusové nesou
plnou zodpovědnost, pod vlivem ruských problémů. Neustále se
zpožďuje, což vedlo v minulosti k mnoha odkladům zahájení montáže
stanice. Servisní modul by měl také sloužit jako první lidské
obydlí na stanici ISS a budou na něm přistávat ruské zásobovací
lodě Progress. Má za úkol stabilizovat polohu spojených tří
modulů. Pokud se uskuteční start servisního modulu do letošního
července, měla by se hned na začátku roku 2000 na staveništi
stanice ISS objevit první stálá posádka. Velitelem posádky bude
Američan Bill Shepherd a jejími členy budou dva ruští kosmonauti
Jurij Gidzenko a Sergej Krikalev. Tato posádka byla jmenována už
koncem roku 1996. Nejdůležitější událostí jejich pobytu bude
připojení velkého amerického modulu US Laboratory, který se bude
využívat pro nejrůznější vědecké experimenty v podmínkách
mikrogravitace. Zahájením provozu v modulu US Laboratory skončí
druhá fáze budování stanice ISS. Při následujících letech se ke
stanici vydá také Leonardo, první ze tří italských zásobovacích
modulů. Jeho jméno připomíná Leonarda da Vinci, jednoho
z největších talentů v italské historii. Při svém prvním letu
poveze Leonardo zařízení a materiál pro vybavení US Laboratory.
Zásobovací moduly jsou přímým příspěvkem Itálie pro stavbu
stanice. Itálie se mimoto podílí na tomto projektu i
prostřednictvím svého členství v agentuře ESA. Současně s
Leonardem se vybavení stanice rozšíří o kanadský telemanipulátor.
Ten vychází ze zkušeností, které Kanaďani získali při vývoji
Żmechanické ruky® pro americký raketoplán. V dubnu roku 2000 by
měl na stanici ISS přistát raketoplán Atlantis s druhou posádkou,
ve které bude také americká astronautka Susan Helmsová.
Další plány
Třetí fáze stavby stanice ISS začne podle časového harmonogramu
z loňského října v roce 2001, tedy v prvním roce třetího
tisíciletí. V této fázi se bude stanice dále rozrůstat. Ve
střední části přibudou další moduly -- US Habitation Module,
japonský JEM a evropský Columbus Orbital Facility, dva ruské
výzkumné moduly a americká centrifuga. Skončí montáž hlavního
nosníku a Američané doplní druhé křídlo slunečních baterií.
Rusové instalují svůj vlastní zdroj elektrické energie -sluneční panely umístěné nad servisním modulem. Kompletní stanice
ISS bude v té době vážit asi 450 tun. Součástí stanice budou i
manipulátory, robotické prvky a záchranný člun pro rychlou
evakuaci posádky. V konečné fázi, která se odhaduje na rok 2005,
bude na stanici místo pro nejvýše sedmičlennou posádku.
Při montáži stanice bude nutné vypustit na oběžnou dráhu na 100
různých součástí při asi 45 startech amerického raketoplánu a
dvou typů ruských raket Sojuzu a Protonu. Počítá se i s evropskou
raketou Ariane 5 a japonskou H 2. Při montáži ztráví astronauti
téměř tisíc hodin ve volném kosmickém prostoru.
Obtížné budování
Harmonogram výstavby stanice se neustále mění, jednotlivé etapy
se oddalují a tím roste i cena projektu. V roce 1993 se mluvilo
o ceně na úrovni 17 miliard dolarů, v loňském roce už to bylo 21,
později 24 miliard a nyní dokonce 60 miliard dolarů. Zatímco
v počáteční fázi tvrdili Američané, že účast Rusů projekt stanice
ISS zlevní, postupně se ukazuje , že opak je pravdou. Špatná
finanční situace v Rusku ovlivňuje průmysl, který má dodat
slíbené moduly pro stanici a rakety pro montáž. Tyto potíže se
řeší dalšími a dalšími americkými finančními injekcemi do ruské
kosmonautiky a také vývojem a výrobou amerických záloh pro části,
které měli podle počátečních dohod dodat Rusové. Nižší je také
podíl Ruska při transportu částí stanice na oběžnou dráhu.
Peníze, které musí Američané zaplatit navíc, jdou z jiných
položek rozpočtu NASA, často z kapitoly na vědecký výzkum. Podle
odhadů z roku 1998 zaplatí NASA za ruské zaostávání při budování
stanice více než miliardu dolarů. Profesor John M. Logsdon
z University George Washingtona, který se se zabývá politickými
aspekty civilního výzkumu vesmíru, řekl o klíčové účasti Rusů na
projektu stanice ISS:ŻJe to velmi riskantní sázka. Pokud ovšem
vyjde, bude zisk úměrný riziku. Z čistě manažerského hlediska by
bylo jednodušší stavět stanici bez Rusů, pokud by jejich
technické a provozní zkušenosti mohl někdo nahradit. To ovšem
možné není, a tak stanice bez ruské účasti by byla méně výkonná,
a možná i dražší.®
Pozor na předčasný optimismus
Úspěch prvního kroku při budování stanice ISS nemusí ještě
znamenat, že v roce 2005 bude skutečně nad hlavami pozemšťanů
kroužit těleso, na jehož palubě budou odvážné ženy a muži
pracovat pro blaho všeho lidstva. Nedá se vyloučit, že jeden nebo
několik startů se nepovede, nebo se nepodaří nějaký díl připojit.
Montáž bude klást obrovské nároky na astronauty, kteří budou
pracovat stovky hodin ve volném prostoru. Stavba stanice může
narazit nejen na technické potíže, ale zejména na problémy, které
se daly tušit už při zahájení tohoto ambiciózního projektu.
Významnou ruskou účastí se všichni účastníci programu stali
závislí na Rusku. Proto se Američané snaží Rusko podpořit dalšími
a dalšími platbami. Zároveň uvažují o tom, že ruské opožďující se
součásti nahradí vlastními. Jedná se hlavně o servisní modul,
jehož vypuštění Rusové už několikrát odložili. Americký modul
ICM, který by ho měl nahradit, vzniká přestavbou vojenské
družice. Těmito kroky se ale ruská role poněkud oslabuje, což
vyvolává právě na ruské straně značnou nevoli. Američané
naléhají, aby ruská stanice Mir 1, jejíž životnost je už dávno
překročena, byla stažena co nejdříve z oběžné dráhy. Američané si
od tohoto kroku slibují větší ruský zájem o stanici ISS, Rusové
naopak v tomto kroku vidí ztrátu národního programu. Připomeňme,
že v jedné fázi vyjednávání o ruské účasti na mezinárodní stanici
se uvažovalo o tom, že jejím základem bude zdokonalený Mir
2. Jistou nevoli vyvolává i rozdělení funkcí v první posádce -velitel Američan Bill Shepherd je podle nalétaných hodin méně
zkušeným astronautem než oba Rusové. V Americe odpůrci ruské
účasti na programu ISS varují, že Rusové mohou americké peníze
využít pro posílení svých pilotovaných letů a z projektu odejít
ještě před startem klíčového servisního modulu. Daniel Goldin,
šéf NASA, několikrát opakoval, že cílem Spojených států je
vybudovat kosmickou stanici. S ruskou účastí, když to bude možné,
bez Ruska, když to bude nutné.
Věda a výzkum na kosmické stanici ISS
I když je zřejmé, že vědecký výzkum není jediným a v nynější době
možná ani hlavním cílem kosmické stanice, nepochybně tento
projekt přispěje k rozvoji nejrůznějších vědeckých disciplín.
Výzkum na kosmické stanici bude zejména využívat prostředí
mikrogravitace. Do této kategorie patří pěstování čistších
proteinových krystalů. Jejich analýza umožní lépe pochopit povahu
proteinů, enzymů a virů. Dalším krokem pak může být vývoj nových
léků a lepší pochopení základních stavebních prvků života. Je
možné, že na základě výsledků těchto experimentů se podaří
vyvinout nové léky pro boj s dnešními nemocemi jako je rakovina,
cukrovka nebo poruchy imunitního systému. Zajímavé výsledky může
dát sledování růstu tkání v bioreaktorech na stanici. Stanice by
měla přinést podrobné informace o vlivu kosmického prostředí,
nejen nízké úrovně gravitace, na lidský organismus a obecně na
živý organismus. Zdrojem biologických dat budou i samotní
astronauti a kosmonauti pracující na stanici. Výsledky těchto
experimentů budou použitelné pro lepší pochopení funkce lidského
organismu a zároveň by měly přinést základní data o dlouhodobém
vlivu kosmického prostoru na člověka. Bez výsledků tohoto typu se
nedá uvažovat o skutečném pronikání člověka do vesmíru. Až bude
na stanici dopravena centrifuga, budou mít vědci poprvé možnost
studovat také vliv měnící se gravitace. Zájem o prostředí
mikrogravitace mají i technické obory jako teorie hoření, chování
kapalin a materiálové vědy. Proces hoření je v beztížném stavu,
kde nemůže dojít ke konvekci, zcela jiný než na Zemi.
V prostředí, kde nedochází ke konvekci probíhá jinak tavení kovů,
dají se vytvářet neobvyklé slitiny a nové materiály se zajímavými
vlastnostmi. Mnoho experimentů se uskuteční ve volném prostoru
mimo obytné a výzkumné moduly. Výzkum vzorků na vnějších paletách
ovlivní návrhy budoucích družic a kosmických sond. Na stanici se
budou realizovat i fyzikální pokusy a v určité míře i
astronomická a geofyzikální pozorování. Stanici půjde využít i ke
snímkování Země s různým rozlišením v různých spektrálních
oborech. Důležitým momentem pro další rozvoj stanice se může stát
její využití pro výzkum financovaný soukromým sektorem.
Experimenty tohoto typu se objeví na stanici ISS už s prvními
pobyty stálých posádek.
Věda versus politika
Rostoucí náklady na stanici nutí k omezování původních plánů a
zvětšují její politickou zranitelnost. Parlamenty zúčastněných
zemí se budou častěji ptát po smyslu tohoto podniku. Historie
technických megaprojektů ukazuje, že politici byli často schopni
projekt zrušit, aniž se zajímali o to, kolik peněz už bylo
investováno. Kdyby stanice ISS neuspěla, dojde nepochybně
k ochlazení mezinárodní spolupráce nejen v kosmonautice, ale asi
i v jiných oborech. Došlo by asi k omezení pilotovaných letů,
protože raketoplán bez stanice nemá velkou cenu. Rovněž výprava
na Mars by byla zpochybněna, kdyby se ukázalo, že vyspělé země
nejsou schopny vybudovat ani jednoduché lidské obydlí v blízkém
okolí Země. Stanice ISS se oficiálně prezentuje jako ryze vědecká
záležitost. I když to zdaleka není pravda, krach projektu ISS by
přispěl k další ztrátě prestiže vědy v očích široké veřejnosti.
Ve vědecké komunitě se stanice netěší velkému zájmu. Někteří
vědci jsou nespokojeni s pomalým vývojem a odklady stanice, jiní
si stěžují na nedostatky ve vybavení stanice. V Evropě se pro
krytí zvyšujích se nákladů hledají rezervy v národních rozpočtech
na vědu. Projekt stanice se stále více bere jako politická
záležitost a tím získává přednost před malými projekty, které
ohrožuje. V minulosti se už několikrát stalo, že politicky
podporovaný projekt skončil a už nebyl zájem rozvinout jeho
vědecké možnosti. NASA by se proto měl zaručit, že se nebude
opakovat Apollo, které mělo být manou nejen pro odborníky
studující Měsíc, ale také pro astronomy, geofyziky, fyziky,
meteorology. Nakonec vše skončilo přistáním pěti lunárních modulů
na Měsíci. Program navazující na Apollo, který měl mít
mezinárodní charakter, se vůbec nerozběhl. I raketoplán sliboval
v počáteční fázi vědeckému výzkumu mnohem širší perspektivy.
Kosmická stanice ISS -- pro a proti
Finanční a technické potíže stanice ISS, jejíž budování je na
samém začátku, opět revokují otázku, zda stanice má vůbec šanci
být přínosem pro vědu, a nebo je to jen politická záležitost a
dobrá příležitost pro kosmický průmysl získat lukrativní státní
zakázky. Někteří američtí kongresmani dokonce považují stavbu
kosmické stanice za způsob, jak za peníze daňových poplatníků
udržovat vysokou životní úroveň kapitánů ruského kosmického
programu.
Zastánci i odpůrci
V řadách vědecké komunity má kosmická stanice tvrdé zastánce i
tvrdé odpůrce. Je mnoho vědců, kteří odmítají stanici proto, že
se jedná o obrovský projekt NASA. Domnívají se, že v těchto
projektech se uplatňují více politicko-ekonomické aspekty než
vědecké.
Mezi tvrdé odpůrce stanice patří geofyzik James van Allen, jedna
z předních postav amerického kosmického výzkumu pionýrského
období na rozhraní padesátých a šedestých let. James van Allen
objevil pásy zvýšené radiaceP2 kolem Země, které nesou jeho
jméno. Jsou nebezpečné pro automatické družice i pro posádky
kosmických lodí. I dráha stanice ISS se bude muset těmto oblastem
vyhnout. James van Allen se domnívá, že stanice je pro
astronomii, meteorologii a geofyziku velmi nevhodná. Stanice si
bude do jisté míry vytvářet jakési mikroklima (rušivé
elektromagnetické pole, zplodiny spalování korekčních motorů,
rušivé vlivy zařízení stanice i samotných astronatů), které
nebude mít na pozorování dobrý vliv. Kromě toho argumentuje také
tím, že obrovský rozpočet stanice odsává prostředky původně
určené pro základní výzkum malými automatickými družicemi a
meziplanetárními sondami. Ursula Goodenoughová, bioložka
z univerzity v St.Louis, se velmi kriticky vyjadřuje k vědeckému
přínosu stanice. Zdůrazňuje, že nezávislí posuzovatelé
experimentů, kteří hodnotí projekty pro stanici podle jejich
vědecké hodnoty, nemusí odpovídat na otázku, zda stojí za to
zaplatit obrovskou částku, aby dotyčný experiment bylo nutné
vyslat do vesmíru. Goodenoughová je toho názoru, že především
kosmická stanice měla být posuzována jako vědecký projekt. A
k tomu nikdy nedošlo.
Nerovná soutěž
Řadě vědců také vadí, jakou roli hrají při konečném výběru
experimentů pro stanici ISS peníze. Přístup jednotlivých zemí na
stanici se bude řídit výší finančního příspěvku, který jednotlivé
státy do projektu vkládají. NASA jako hlavní přispěvatel a
koordinátor má právo využívat všechna americká zařízení a více
než polovinu evropských a japonských modulů. Kanada za dodávku
telemanipulátoru dostane jen dvě procenta na americkém, evropském
a japonském výzkumném modulu. Ještě nepříznivější je rozdělení
komodit jako energie, skladovací prostor a čas posádky, kde NASA
využívá více než tři čtvrtiny. Rusové mají plnou kontrolu nad
svými zařízeními a mají nárok na polovinu času posádky. To je
výchozí situace a jednotliví partneři se nyní snaží realizovat
Żvýměnné® obchody. Vědecká kapacita stanice patrně půjde snadno
zvyšovat přidáváním Żvnějších® experimentů, které mohou být přímo
v kosmickém prostoru mimo moduly. O čas na takových experimentech
má velký zájem Evropská kosmická agentura ESA. Při výběru
nejlepších experimentů v oblasti kosmické biologie došlo
k paradoxní situaci. Jen jedna třetina úspěšných návrhů pocházela
ze Spojených států. Více než polovina z Evropy. To může mít
nepříznivý vliv na konečné umístění experimentů na stanici. Může
se stát, že státy, odkud většina vítězných návrhů přišla, je
nebudou moci financovat. Na stanici se tak mohou dostat slabší
návrhy s lepší finanční podporou příslušných agentur.
Velkou nevýhodou při přípravě vědeckých programů pro stanici ISS
je její neustálé zpožďování. Podle prvních plánů měla být hotova
už v roce 1994. V optimistickém případě bude stanice sloužit pro
vědecké experimenty o deset let později. To je velmi frustrující,
neboť za deset let se příslušný obor může dost změnit a o data
z vesmíru nebude mít nikdo zájem. Zpožďování stojí samozřejmě
peníze a ty často NASA bere z vědeckých programů. Je to jako
stavět dům a pak nemít na nábytek, komentoval situaci Laurence
Young z MIT, který je veteránem v kosmickém biomedicinském
výzkumu. NASA se snaží ušetřit i na vybavení stanice, které
nepovažuje za nejdůležitější. Takovým zařízením je ochrana před
vibracemi. Všechny pohyblivé součásti stanice a samotní
astronauti vytvářejí vibrace, které mohou negativně ovlivnit
experimenty v podmínkách beztíže. NASA hodlá zatím použít pouze
nevyzkoušené zařízení, které má tyto parazitní vibrace tlumit.
Tento příklad je také ukázkou toho, že na stanici nemusí být
prostředí automaticky vhodné pro výzkumy v podmínkách
mikrogravitace. Vědecký význam stanice ohrožuje nedostatek peněz.
Francie a Německo, hlavní účastníci za Evropskou kosmickou
agenturu ESA, už nyní vědecký program omezují. Pochyby vyvolává i
organizace práce na stanici. V době montáže budou mít astronauti
jen málo času, aby obsluhovali vědecké aparatury. Situace se bude
paradoxně zhoršovat, protože na stanici bude přilétat stále více
zařízení a astronauti budou více zaměstnáni montáží. David
Bartoe, původně astronaut-vědec, nyní manažer pro výzkum na
stanici v Johnsonově kosmickém středisku NASA odhaduje, že na
počátku budou mít astronauti pro výzkum 50 hodin týdně, zatímco
kolem roku 2004, když už bude stanice téměř hotová, to bude
pouhých 15. Všechny aparatury jsou koncipovány tak, aby mohly
pracovat zcela autonomně, protože čas astronautů bude
nejnedostatkovější komoditou na stanici. Bude to krok zpět oproti
situaci v laboratořích na raketoplánu, kde se letů zúčastňovali
přístrojoví specialisté, kteří měli na starosti jen výzkum. Tuto
koncepci zatím nechce vedení stanice přijmout.
Příběh AMS
Ne všechny experimenty, které se objeví na stanici, posuzovali
nezávislí hodnotitelé. Britský časopis Nature zmiňuje v kritickém
článku o stanici ISS publikovaném loni případ přístroje AMSP3 pro
studium nabitých částic ve vesmíru. V roce 1994 vyzval šéf NASA
Daniel Goldin renomovaného fyzika z Massachusetts Institute of
Technology, profesora Samuela Tinga, aby pro stanici připravil
přístroj AMS -- Alpha Magnetic Spectrometer, který je schopen
detekovat i antičástice. Detektor, který je Tingovým nápadem, by
měl najít antičástice v proudu korpuskulárního kosmického záření.
Profesor Ting, nositel Nobelovy ceny za fyziku z roku 1976, se
domnívá, že se mu mezi miliardami Żobyčejných® částic podaří
najít jednu nebo dvě antičástice. Je to kontroverzní experiment,
často kritizovaný, ale kdyby se povedl, byl by to znamenitý
vědecký úspěch. AMS by dodal stanici ISS potřebný lesk. A právě
něco takového administrátor NASA Daniel Goldin hledal. Poté, co
inženýři NASA shledali, že pokus se dá realizovat, požádal Ting
o podporu americké ministerstvo energetiky, do jehož kompetence
spadá i výzkum v oboru fyziky vysokých energií. Nezávislí
posuzovatelé ministerstva energetiky stavbu přístroje doporučili
a v červnu minulého roku byla jeho první verze vyzkoušena při
desetidenním letu raketoplánu Discovery. Na stanici ISS se má
objevit v roce 2002. Bude to jeden z mnoha přístrojů
namontovaných vně stanice. Ve vesmíru bude pracovat tři roky.
Mnozí vědci, kteří se staví proti stanici, kritizují způsob,
jakým byl přístroj AMS vybrán. Nikoli v nezávislé soutěži, ale
díky podpoře NASA, který se horlivě snaží dokázat, že stanice
bude mít velký vědecký přínos, a tak získat pro projekt ISS
respekt ve vědeckém světě.
Zástanci stanice
jsou většinou vědci, pro které je dlouhodobé působení beztíže
jediným prostředím, ve kterém mohou své experimenty uskutečnit.
To se týká biologů, lékařů, fyziků a vědců zabývajících se
studiem vlastností různých materiálů. Na stanici ISS bude pro
vědecké experimenty k dispozici 60 krát více elekrické energie,
než bylo možné na Miru, a nejméně 4 krát větší prostor.
Význam stanice pro vědecký výzkum shrnul francouzský neurolog
Alain Berthoz: ŻJsou otázky, na které se dá najít odpověď jen
v podmínkách beztíže. Při řešení těchto problémů je lhostejné,
z jakých pohnutek stanice vznikla.® Ale ani vědci
Żzainteresovaní® nejsou zcela nekritickými obhájci stanice.
Uvědomují si, že vědecké využití stanice slouží trochu jako
zástěrka při zdůvodňování, proč je tento projekt tak drahý.
Z výsledků získaných na stanici budou mít největší užitek malé
vědecké komunity, které se už nyní zabývají problematikou
kosmických letů. Pokud výpravy do kosmu přestanou být výlučnou
záležitostí a do vesmíru začnou směřovat tisíce lidí, dojde
k velkému zhodnocení jejich práce. Dosavadní vývoj naznačuje, že
tato doba je dost vzdálená. Za téměř čtyřicet let kosmické éry se
na oběžnou dráhu kolem Země a Měsíce podívalo méně než pět set
pozemšťanů.
Proč kosmická stanice?
Většina názorů vyslovených pro, nebo proti budování kosmické
stanice vychází z toho, že poměřuje očekávaný užitek
z plánovaných experimentů vloženými prostředky. Zastánci stanice
z ekonomických a průmyslových kruhů tvrdí, že každý dolar
investovaný do kosmických programů vynese nejméně dva dolary
zisku. Stanice nepochybně zlepší pozici amerického průmyslu,
zvýší zaměstnanost a také může změnit postoj společnosti k vědě.
McClainová se domnívá, že projekt podnítí lety na Měsíc a na
Mars, a také, že pracovní možnosti na stanici přilákají soukromý
sektor. Podle jejího názoru bude ISS přesluhovat dlouho přes rok
2012, což je její plánovaná životnost. Stanici bude možné dále
doplňovat a modernizovat, takže asi nebude třeba uvažovat
o nějakém tělese další generace. Stanice může znamenat i velký
přínos z hlediska organizačního úsilí. Je to velký technický
projekt, na kterém se podílejí podniky a instituce z téměř dvou
desítek států. Na jednotlivých částech pracují stovky firem,
často v podmínkách obtížného financování. Vše je třeba
koordinovat tak, aby projekt šel dopředu.
V posledních třiceti letech realizovali Američané dva nákladné
kosmické projekty -- Apollo a raketoplán. Oba měly za cíl zahájit
lidskou expanzi do vesmíru. Apollo skončilo po několika výpravách
na Měsíc a raketoplán zatím slouží, jak píše John Logsdon, ke
kempinkovým výletům za město. Teď jsme svědky realizace třetího
velkého projektu -- kosmické stanice. Pro jeho zdůvodnění použil
NASA stejný argument jako při předchozích dvou: jedná se o další
logický krok při výzkumu vesmíru. Dosavadní vývoj stanice ISS se
však logikou příliš neřídil. Podpora tohoto programu byla a je
spíše politická. Má-li mít kosmická stanice logiku, musí se najít
důvod, proč se má lidstvo připravovat na expanzi do vesmíru.
Odpověď na tuto otázku může dát teprve kosmická stanice. Je třeba
počkat, jaké výsledky přijdou z laboratoří, které během
následujících pěti let astronauti na stanici uvedou do provozu.
Je možné, že všechno skončí fiaskem a stanice se stane drahým
symbolem technické vyspělosti na rozhraní dvacátého a
jednadvacátého století. Je také možné, že se stanice Żpovede®, že
výsledky výzkumu a pokusné výroby předčí očekávání a za dvacet
let bude těžko pochopitelné, že někdo stanici zpochybňoval.
Tak velký projekt je však nutné posuzovat i z jistého nadhledu, s
nadějí, že stanice přinese lidstvu něco, o čem zatím nemá ani
tušení. V projektu stanice se dá vidět jakási paralela
objevitelských výprav na rozhraní středověku a novověku. Pokud
akceptujeme názor, že lidská společnost se není schopna vyvíjet
jinak než neustálým rozšiřováním spotřeby, je expanse do vesmíru
jediným možným řešením. Otázkou zůstává, zda to je také jediné
rozumné řešení. Už teď se objevují úvahy a plány na průmyslové
využití planetek v pásmu asteroidů. Tyto plány znějí pro většinu
lidí poněkud přijatelněji než doly v Antarktidě nebo ohrožení
prostředí na Marsu.
Americký týdeník Newsweek napsal v nekrologu amerického
astronauta Alan Sheparda v létě 1998, že lety člověka do vesmíru
je třeba považovat za vrchol lidského snažení. Jednou to může být
prostředek k záchraně lidstva. Neměl by to být ale prostředek
k devastaci sluneční soustavy.
Poznámky
1. Všechna umělá tělesa se po navedení na oběžnou dráhu pohybují
setrvačností. Všechna tělesa na palubě družice se pohybují po
stejných drahách, a proto na sebe nepůsobí žádnými silami. Tento
stav nazýváme stavem beztíže. Ve skutečnosti stav beztíže na
dráze kolem Země není dokonalý, protože na umělé těleso působí
rušivé síly --- odpor atmosféry, vlastní pohyby družice, takže se
spíše než o beztíži mluví o mikrogravitaci, jejíž zrychlení může
dosahovat od setiny do miliontiny zemského gravitačního
zrychlení.
2. Van Allenovy pásy. Oblasti zvýšené koncentrace nabitých
částic v okolí Země. Pásy vznikají v důsledku působení zemského
magnetického pole na částice slunečního původu. Koncentrace
částic v pásech může být až 10 000 krát vyšší než ve volném
prostoru.
3. Antihmota je protikladem Żobyčejné® hmoty, s níž se běžně
setkáváme. Ke každé částici této hmoty existuje téměř identická
antičástice k elektronu pozitron, k protonu antiproton,
k neutronu antineutron. Setkají-li se částice a antičástice,
dojde k jejich anihilaci. Antičástice se v malé míře detekují
v korpuskulárním kosmickém záření. Dají se vytvořit uměle
v pozemských urychlovačích. Podle teorie Velkého třesku bylo na
počátku vesmíru stejné množství hmoty a antihmoty. Zatím nevíme,
zda se tato rovnováha udržela a existuje celá část vesmíru
z antihmoty a nebo zda v důsledku nějaké počáteční nestability
obsahuje náš vesmír jen hmotu. Odpověď na tyto otázky mohou dát
jen dlouhodobá měření citlivých aparatur mimo zemskou atmosféru.
Takovým přístrojem je Alpha Magnetic Spectrometer -- AMS. Je to
detektor nabitých částic tvořený mohutným permanentním magnetem,
který odchyluje zachycené částice v závislosti na jejich náboji a
rychlosti. Soustava čidel, která je uvnitř detektoru dokáže
detailně popsat zachycenou částici -- její náboj, rychlost a tvar
změněné dráhy. Soustavná pozorování tímto přístrojem mají umožnit
odhadnout, jaká část vesmíru je vytvořena z antičástic,
eventuálně zjistit, zda ve vesmíru existují galaxie nebo i vyšší
soustavy složené z antihmoty. AMS dokáže najít jádra anti-hélia a
anti-uhlíku a měřit rozložení antiprotonů.
Literatura
http://station.nasa.gov
http://www-lns.mit.edu
Nature 391, 1998, s.721
Nature 391, 1998, s.732
SOVA A VESMÍR
Když to nejde...
Jak to vypadá, když věda nejde, neboli o tom, co se dnes a denně
děje ve spoustě laboratoří
ŻPíšeš o té vědě s lehkostí. Jenže moc velkou. Lidé dostanou
dojem, že se věda skládá pouze z náramných objevů a úspěšných
životů. Což není pravda. Většinou je věda strašná dřina a často
končí ve slepé uličce -- tudy cesta nevede,® řekl mi jeden
z nejbližších přátel o knížkách Šimpanz a vesmír i Mravenec a
vesmír.
ŻTy knížky jsou myšleny pro potěšení. Mají se vejít do kapsy u
pyžama nebo do ruky v napěchovaném metru. Lidé jsou unavení,
ustaraní a spousta z nich má školu dávno za sebou. Jakmile bych
vyprávěl do příliš velké hloubky, do všech souvislostí, které
bych musel vysvětlovat, a donekonečna bych mlel o tom, jaká je
věda stereotypní dřina, ztratím čtenáře. Proč mi zase někdo
vycpává hlavu informacemi, o které vlastně nestojím?, řeknou si.
Kromě toho má knížka dost podrobné seznamy pramenů. Kdo chce
vědět o nádeničině, může se do nich podívat a důkladněji se
seznámit s tím, jak to autoři dělali,®
bránil jsem se, byť jsem věděl, co můj přítel má na srdci.
ŻDnes přináší věda strašnou záplavu tak nepřehledných a přitom
zajímavých fakt, že si musím vždycky moc rozmýšlet, co o ní budu
vyprávět. Snad by lidi spíše než jednotlivá fakta mohlo zajímat,
odkud a kam věda jde, jaký smysl má, co vědci dělají, proč může u
některých z nich probouzet takové nadšení, proč je věda a její
způsob myšlení tak strašně důležitá, proč na ni v posledních
letech tolik lidí a organizací tak hromadně útočí...,®
®To je všechno hezké,®
pokračoval přítel klidně, bez ironie, stejně jako by opravoval
mylný výklad nějakého pokusu, Żpřesto bys měl napsat aspoň jednu
kapitolu o tom, když to ve vědě nejde. Přece víme oba, že věda
většinou nejde, že jsou její úspěchy malá pralinka na dortu
vysokém jako pyramida. A že tu pyramidu musí rok za rokem stavět
armáda mravenců, z nichž každý nese svoje zrnko písku. A že se
unavení, vyčerpaní, celý život podřízení, často ztracení mravenci
mezi hrdiny vědy neberou. Ani tehdy, kdyby zrnka, která našli
nebo přitáhli právě oni, byla ze zlata a podepírala hlavní sloup
nebo kariéru svého šéfa. Počítají se jako padlí a opotřebení
vojáčci ve válce, docela neosobně a samozřejmě. Oba přece víme,
že je věda hlavně nádeničina, s mechanickou prací, do zhloupnutí
opakovanými měřeními, a že se v ní velké objevy, při nichž
radostí křepčící badatel poškozuje zařízení laboratoře, objevují
nanejvýš v románech Paula de Kruifa. A že jeden skutečný objev
připadá tak asi na 99,9% neobjevů.®
ŻVypadá to, že jsi unavený a smutný,® řekl jsem mu.
ŻSpíš stárnu,® odpověděl, Żnapíšeš o tom? Nebo nemáš zkušenost s
tím, když věci nejdou?®
ŻAle to víš, že mám,® odpověděl jsem.
ŻTak o ní, sakra, napiš.®
ŻNeklej,® odvětil jsem chabě.
A přitom mě napadlo -- když už budu vyprávět o neuronech malých
sov... Kdo nesnese vyprávění o nádeničině a nudě, nechť tuto
kapitolu přeskočí. Nešlo mi toho moc. Počítání nervových buněk
v lidském mozku mi nešlo snad ze všeho nejvíce. Začalo jako
typická a lákavá past. Že existuje celá teorie pasti popisující
lákadlo u vstupu, cestu dovnitř, rostoucí investice, čím dál
zaťatější zuby i závěrečné trpké poznání, jsem zjistil až
o spoustu let později na případu provazochodce, jenž se vydal na
lano napjaté mezi dvěma mrakodrapy. Byl to zkušený muž, přesto
pokračoval v cestě po laně, i když se objevily prudké závany
větru. ŻNevzdám to,® říkal si tak dlouho, než ho jeden z poryvů
shodil dolů.
Moje past se na mne usmála před více než dvaceti lety v průběhu
rozmluvy o tom, jak stárne lidský mozek. Snědla mi hezký kus
z několika let práce. Nutila mne, abych se k ní vracel. Jak
známo, noviny se dělají zejména hlavně tím, že jeden novinář
opíše od novináře jiného, což se táhne hluboko do minulosti.
Někde, někdy, někdo si vymyslel, že se z lidského mozku, počínaje
ranou dospělostí, denně ztrácí sto tisíc nervových buněk. Což je
průzračné a jednoznačné vysvětlení povahy stárnutí: postupné
ztráty paměti, poznávání, otupělého myšlení i rozlišování chutí a
vůní, které stárnutí lidí často doprovází. Někteří novináři i
lékaři jsou dodnes přesvědčeni, že se denně ztrácí jen třicet
tisíc nervových buněk a diskutují o tom, vydatně popíjejíce, aniž
by si chtěli připustit, že jim alkohol z mozku sebere nervových
buněk podstatně víc a rychleji než celé stárnutí.
Kromě toho jsem v době, kdy jsem se podobného povídání účastnil,
už věděl o vědecké práci, z níž celé tohle přesvědčení povstalo.
V roce 1894 v londýnském Journal of Physiology o tom psal C.F.
Hodge. Pracoval se včelami. Ráno jich několik pochytal a vyšetřil
nervové buňky jejich Żmozků®, týž den večer vyšetřil opět nervové
buňky jejich označených sester. Chtěl vědět, zda spatří rozdíl
mezi nervovými buňkami odpočatých a po celodenní práci unavených
včel. Stejným způsobem zkoumal nervové buňky mladých a starých
včel. A mozkové nervové buňky starých lidí. Z pozorování, tuším,
osmi včel došel k názoru, že se nervové buňky s věkem ztrácejí.
Něco podobného jsem věděl z prací H.Brodyho, které vyšly v roce
1955 a 1970. Věděl jsem také ale o studiích dalších autorů, které
dokazovaly opak -- v některých oblastech mozku se nervové buňky
v průběhu neztrácejí. seznámil jsemse však i s prací, která
tvrdila, že v průběhu stárnutí nervové buňky v lidském mozku
dokonce přibývají.
ŻPočítat nervové buňky přece nemůže být nic těžkého,® řekl jsem
si podobně jako nejmenovaný provazochodec: ŻKdyž se dají spočítat
okna v průčelí domu nebo taška na střeše, musí to jít s nervovými
buňkami také.®
Pastička se zaradovala a cvakla. Nejprve jsem si opatřil
literaturu -- mohu poděkovat hodné paní knihovnici ve venkovské
nemocnici aspoň touto cestou? -- a přečetl si, co kdo o tomto
tématu píše. Vypadalo to sice na záležitost pracnou, cestu do
značného kopce, nicméně plody poznání se na jejím konci leskly a
voněly už zdálky, včetně budoucí publikace, kterou bude jistě rád
číst každý člověk od řemesla, že...
První problém byl, kterou část mozku si mám k počítání buněk
zvolit. Pojem mozková kůra se dá říci snadno, jenže kůra lidského
mozku vypadá v optickém mikroskopu, v histologických řezech kolmo
na její povrch, místo od místa odlišně. Na tomto základě vznikaly
její mapy. Mapa, kterou nakreslil Němec K. Brodman v roce 1909,
rozlišuje odlišných míst něco přes padesát. Economova-Koskinasova
mapa víc. Nejvíc, kolem dvou stovek,
rozlišuje mapa manželů Vogtových. ŻNěmecko je k nám nejblíže, ať
chceme nebo nechceme, ovlivňovalo naše lékařské myšlení i
školství po několik generací ze všech nejvíc, zvolím tedy mapu
Brodmanovu -- také má těch korových oblastí nejméně,® řekl jsem
si.
Další problém vyvstal, jakmile jsem zjistil, že Brodmanova mapa,
kterou si zamilovaně prohlížím dodnes, je nádherná fikce.
Nejdříve mi nebylo jasné, proč podle mapy mám být pořád ve stejné
oblasti, nicméně mi mikroskop ukazuje, že tam někdy jsem a jindy
jsem vedle, v oblasti sousední. Kdybych si byl býval pořádně
prohlédl atlas lidského mozku Sarkisovovy moskevské školy -myslím, že ho dodnes nikdo nepřekonal, a kdekdo z něj na západě
vydatně opisoval anebo se aspoň pokoušel pracovat stejně přesně a
důkladně -- zjistil bych, že jsou korové oblasti lidského mozku
stejně individální jako jsou naše otisky prstů. Že se jejich
plošná rozloha dokáže lišit také o polovinu. Že vypadají jinak
v pravé polovině než v levé polovině mozku. Atlas však byl jen
v knihovně pražského Anatomického ústavu, smělo s k němu po
špičkách, s umytýma rukama, neb byl u nás, pokud vím, jen jeden.
Myslím, že dnes ho půjčují jen na Velký pátek, a to v době, kdy
se otevírají poklady. A to na dobu stejně dlouhou, než se poklady
zase zavřou.
A co podkorové oblasti? Co třeba talamus, jemuž se říká brána
vědomí a je velký jako drobné vajíčko? Neměl bych počítat v něm?
Dobrá, kde? Walkerův atlas uvádí, že talamus má, dejme tomu,
patnáct jader. Hasslerův -- opět ti Němci -- jich tam našel na
dvě stovky. Než bych se je naučil rozlišovat, bylo by mládí
vniveč. Jen to hloupé přední jádro má hromadu podoblastí, každou
jinou. Nebo raději k nějakému drobnému jádru, třeba jádru
sluchového nebo lícního nervu? Ne! Ta už jsou poctivě spočítaná.
Neurony v nich neubývají. Takže zpátky do kůry. Neboť Walkerův
atlas, užívaný pro označování oblastí lidského talamu skoro
všeobecně, je ve skutečnosti atlasem talamu opičího.
Vyrobit histologický řez, v němž je nutné něco poznat, chce
dovednosti i zkušenost. Vyrobit histologický řez, v němž chcete
něco počítat, jde za tyto hranice daleko. A vyrobit ho z mozkové
kůry tak, aby byl kolmo na její povrch, panečku! Kůra našeho
mozku se totiž stáčí ve všech třech rovinách a to zásadně tak, že
získáte první řez skoro kolmý, všechny další už jdou trochu do
vrtule. Jakmile se objeví, ó bohové, další nádherný kolmý řez,
jste v jiné korové oblasti. Takže zpět a znovu.
Je v mozku alespoň jeden závit, kde se kůra tak děsně nekroutí?
Je, jmenuje se gyrus rectus neboli závit přímý a je na spodině
čelních laloků. Krása. Sláva! Řezy jsou kolmé, což se pozná podle
sloupečků nervových buněk pěkně běžících od povrchu dolů. Můžeme
začít počítat.
Ouha -- počítat, ale v čem počítat? Chcete-li počítat, musí být
řezy stejně silné. Dejme tomu deset tisícin milimetru. Stroj, na
němž se vyrábějí, je sice velmi přesný, nicméně má svůj rozkmit,
takže některé řezy mohou být silnější, jiné tenčí. Jakmile
nebudou řezy stejně silné, napočítám nesmysly. Jak si ověřit
tloušťku řezů? Zaostří se pěkně na jejich horní povrch, pak na
jejich povrch spodní a na mikrometrovém šroubu mikroskopu se
odečtou dílky. A počítáte -- a to prosím jadérka v jádrech
nervových buněk, neboť vše ostatní je nespolehlivé. Musíte přitom
dávat pořád hlavu na stranu. Krční páteř má radost, ale jste
mladí a to ovoce poznání... nejdříve zjistíte, že rozptyl
v tloušťce řezů je tak asi třetinový. A co ještě hůř, tloušťka
kolísá v každém z nich. Některé mají poněkud vydlabaná bříška,
jiným se střed vyklenuje.
Což znamená: zajistit pokud možno jednu větší dodávku kvalitního
parafinu, do něhož se tkáňové bločky zalévají. Hned se dozvíte,
že Żparafin® je směs parafinů, každý z nich má trochu jiný bod
tání, přičemž v tom, který dostanete v únoru, jsou podíly
jednotlivých složek odlišné než v dalším, jenž přijde v květnu.
Se včelím voskem, jenž se s parafinem míchá, aby se řezy lépe
krájely, je tomu podobně. Co dodavatel, to trochu jiný vosk.
Pochopitelně. Objednáte tedy na srpen jednu velkou dávku parafinu
a jednu velkou dávku včelího vosku, ruce vašich laborantek je
promíchají a přetaví -- i různé tempo přetavování mění
vlastnosti. Pak nazlátlý voňavý parafin, jeho vlastnosti budou,
modleme se, konstantní a to v množství, které by mělo stačit na
celou práci, zavřete do skladu. Oznámíte, že jakmile na něj někdo
jen sáhne za jiným než počítacím účelem, bude před nastoupenou
laboratoří zastřelen ráno za úsvitu. Můžeme začít počítat.
A znovu ouha! Co počítat? I v tak krásně rovném, kolmo uříznutém
řezu, jako je řez z přímého závitu, je několik druhů nervových
buněk. Kolik druhů? Dva? (Obvyklý výrok) Pět? (Standardní
učebnice) Asi šedesát? (Ramon y Cajal na počátku století). Do
neuronů se pletou tři druhy glie, to jsou buňky, jež dělají mozku
kostru, chrání neurony a vyrábějí myelin, jenž obaluje nervová
vlákna, která tím získávají bělavou barvu. Nejdřív tedy musíte
poznat, co je nervová buňka a co je glie. Což je možné většinou
bezpečně rozlišit. Většinou neznamená vždy. Jak velký podíl je
nerozlišených? Samozřejmě, že v každém mozku a v každém řezu
trochu jiný. To je problém jako hrom. Neboť jak nervové buňky
stárnou, zmenšují se -- a často začnou vypadat tak dokonale jako
glie, že je nerozliší nikdo. A kolik buněk, považovaných za jistě
jistotnou glii, jsou vlastně smrsklé nervové buňky? Co když celé
Żubývání® nervových buněk v průběhu stárnutí je dáno tím, že se
zmenšují a považujeme je za gliové buňky? V jak velkém podílu?
A jéjejejeje...smršťování. Na to přišel samozřejmě pan profesor
Haug, pedantický Němec. Došlo mu, že v mozcích mladých lidí je
víc vody než v mozcích lidí starších. Tkáňové bločky z jejich
mozků se tudíž v parafinu o něco teplejším než 50OC, do něhož se
zalévají poté, co prošly odvodněním v řadě čím dál
koncentrovanějšího alkoholu a xylolu, smrsknou poněkud víc než
bločky z mozků lidí starších. Smrsknou-li se víc, dostane se do
objemové jednotky víc nervových buněk, než je tomu v opačném
případě. Nervové buňky ve stárnoucích mozcích tedy mohou Żubývat®
proto, že se tkánové bločky z mozků mladších při odvodňování a
zalévání více smršťují. Jde se toho zbavit jiným druhem zalévání.
Laborantky vás proklínají nejdřív tiše, pak zjevně.
Zalévat přes jiná media do celoidinu, což je druh celulozy,
znamená pracovat s éterem. Málokterá látka je v laboratoři
výbušnější. Jeden z mých kolegů zapomněl malou lahvičku na stole,
éteru v ní bylo jen nepatrně. Na lahvičku dopadl paprsek letního
slunce. Po chvíli vybuchla. V místnosti naštěstí nikdo nebyl,
požár nevypukl, protože éteru bylo naštěstí málo. Exploze
vyděsila celé
patro. Ale i zalévání celoidinu se dá zvládnout, byť vám vaše
vrchní laborantka dává nejméně jednou týdně podepisovat požární
knihu, o které donedávna nikdo nevěděl, kde je.
Všimněte si, že ještě nemluvím o různých způsobech statistického
zpracování výsledků. Ani o nich mluvit nebudu, nečetli byste to a
knížku byste odhodili. Zatím se posadím na vzpomínkový zadeček a
znovu se oddám nejistotám. Co když v průběhu stárnutí ubývají
(nebo se zmenšují) nervové buňky v různých oblastech mozkové kůry
různě? A co když se tak děje odlišně u mužů a žen? A co když
ubývají v některém věkovém období rychleji, v jiném pomaleji nebo
se tempo úbytku (a zmenšování) mění? Vždyť je to, sakra
(neklít!), živé. A jak živé! Co když je někdo vůči všem příčinám
ubývání odolnější a nebo naopak? A jak poznám, že člověk, jenž
Żklinicky normálně stárnul®, stárnul opravdu zcela Żnormálně®,
když jsem ho předtím, dejme tomu dvacet -- třicet- čtyřicet let,
nesledoval, každých několik let podrobně neuropsychologicky
nevyšetřoval, a nevěděl, kolik třeba v životě vypil alkoholu?
Pijeme totiž skoro všichni, aniž bychom byli pijáky nebo
alkoholiky. A odolnost našich mozkových nervových buněk vůči
Żnormálnímu a malému® pití je tak strašně rozmanitá.
Takže jsem počítal a počítal a počítal, dělal si čárky za každý
bezpečně poznaný neuron a jiné čárky za buňky, o nichž jsem
nevěděl, co jsou. Když jsem zdvihl oči, viděl jsem růžově,
protože nervové buňky se barví modře. A málem bych zapomněl.
Preparáty jsem si zakódoval a po čase se k nim naslepo vrátil,
abych viděl, zda ve stejném sloupečku napočítám stejný počet
buněk jako při počítání předešlém. V případě, že načtu počet
jiný, jak
je velký rozdíl. Neboť také z toho, jako z mnoha dalších
proměnných, vyplyne způsob statistického zpracování.
Ach. Početní rozptyly jsou sice v mezích, nicméně mezích velice
vydatných. Což společně s dalšími proměnnými, znamenalo rozšířit
soubor vyšetření na tak velký počet mozků, že bych je při tomto
způsobu zpracování a tempu (jedna oblast za týden) spočítal tak
asi koncem 21. století.
A co počítání strojem, to jest mikroskopem, jenž má televizní
kameru a počítač? To šlo krásně a rychle, jenže ten trouba
nerozlišoval glii od nervových buněk stejně, jako se to nedařilo
mně. Takže byl nutný Żmanual editing®, jinými slovy zas ty ručky
a očka lidská.
Takže raději po provazu hezky nazpátek a začít s něčím jiným. To
už byla polovina osmdesátých let. Skupina vedená H. J.
G. Gundersenem právě objevila jednoduchý a účinný způsob počítání
nervových buněk založený na Cavalieriho principu, jenž pochází
z renesance. Metoda je opojivá. Prostá. Krásná. Má nepatrnou pihu
na kráse. Její provedení vyžaduje dva stejné mikroskopy Olympus.
A počítací destičku. V polovině osmdesátých let byly dva stejné
mikroskopy Olympus pro obyčejné oddělení patologie dosažitelné
asi tak, jako by byl dosažitelný vrchol stejnojmenné hory pro
jednonohého člověka.
A že ani v tomto případě nejde o nic prostého? A musí se to umět?
Jistě -- práce tohoto druhu vydávají, pokud vím, v nevelkém počtu
dodnes hlavně členové původní Gundersenovy skupiny.
Stačí, milý příteli?
Užitá literatura
J Comp Neurol. 102, 1955, s. 511--556.
The regulatory role of the nervous system in aging. Vol.7.
Interdisciplinary topics in Gerontology. Vyd. H. T. Blumenthal,
Basel, Karger Press, 1970, s. 9--21.
J Neuropathol Exp Neurol. 38, 1979, s. 490--497.
J Neurol Sci. 46, 1980, s. 625--629.
J Neurol Sci. 53, 1982, s. 413--421.
J Neurol Sci. 58, 1983, s. 235--246.
Neurobiology of Aging 8, 1987, s. 521--545 (přehled 222 prací).
Ann Neurol. 21, 1987, s. 530--539.
J Neurol Sci. 58, 1983, s.235--246.
Acta Pathologica Microbiologica Scandinavica 97, 1989, s. 677 681.
Trends NeuroSci. 15, 1992, s. 9--13.
Sova a vesmír
Nasadí-li se sovímu mláděti brejličky zkreslující zorné pole,
přizpůsobí se tomuto zkreslení činnost jak zrakových neuronů
jedné části jejího středního mozku, tak činnost propojených
neuronů sluchových. Společná činnost obou druhů nervových buněk
tvoří audiovizuální mapu neboli reprezentaci prostředí. Mapa
umožňuje sovám, dalším ptákům i savcům včetně lidí určit zdroj
sluchových a zrakových podnětů a otočit za nimi oči i hlavu.
Jakmile se mláďatům brejličky odeberou, vrátí se činnost
nervových buněk tam, kde byla. Novým objevem je, že si tuto
schopnost proměny nervové buňky mozku sov ovlivněných v raném
mládí uchovávají i v dospělosti. Neurony mozku dospělých sov,
které v mládí brejličky nedostaly, o ni přicházejí. Tento objev
promlouvá o základní vlastnosti nervových buněk mozků všech
živočichů i lidí. Říká se jí plasticita. Je podkladem
přizpůsobování neboli adaptace na proměny informací ze zevního
prostředí, včetně něčeho tak důležitého, jako je učení, paměť i
příslovečná moudrost. Plasticita se týká jak živých, tak umělých
neuronálních spojení, umožňuje tedy i jejich Żučení®. Je tedy
jedním z klíčů k pochopení přinejmenším té části vesmíru, kterou
pochopit dokážeme. V televizi, možná i v přírodě, jste mohli
sledovat, jak sova natočí hlavu za nejnepatrnějším šelestem myšky
v listí, vzápětí se podívá ve směru zdroje zvuku, pak se nehlučně
vznese, a když má trochu štěstí, je po hladu. Podívat se za
zdrojem zvuku dokáží všichni ptáci a savci, včetně lidí, od
raného dětství. Jak ptáci, tak savci k tomu užívají stejnou část
mozku, která je společnou
křižovatkou jedné větve zpracování zrakové informace a jedné
větve zpracování informace sluchové. Která část mozku to je?
Kdybyste se podívali na horní plochu středního mozku, spatříte na
ni čtyři drobné hrbolky. U člověka připomínají zrnka hrachu.
Vzpomenete-li si na vědomosti získané ve škole, říká se jim
čtverohrbolí. Nervové buňky v hrbolcích tvoří několik vrstev.
Některé neurony předních hrbolků odpovídají změnou činnosti,
například změnou počtu vydávaných vzruchů, jak na sluchové
podněty, tak na podněty zrakové.P1 Jakým způsobem?
Zvukové vlnění dopadne na bubínek, rozkmitá jej. Kmitání bubínku
se přenese prostřednictvím sluchových kůstek do sluchové části
vnitřního ucha. Zde se mechanické kmity promění na nervové
vzruchy. Jejich vlastnosti jsou mechanickému kmitání úměrné.
Nervové vzruchy jdou sluchovým nervem, promění v mozkovém kmeniP2
činnost jeho nervových buněk i činnost dalších přibližně padesáti
jader sluchového systému -- to jsou organizované skupiny různých
druhů neuronů --, které se specializovaly na zpracování sluchové
informace.
Přichází-li zvuk z jedné strany, pak do ucha na této straně
přijde zvukové vlnění o zlomek sekundy rychleji, než do ucha na
straně odvrácené. Podle směru, odkud zvuk přišel, pracuje část
tohoto systému rychleji, než část sluchového systému, která
dostala stejnou sluchovou informaci s nepatrným zpožděním. Právě
z tohoto časového rozdílu Żvypočtou® nervové buňky směr, odkud
zvuk přichází. Svůj Żvýpočet® předají příslušným částem systému
hybnosti, který pootočí očima, případně i hlavou, za zdrojem
zvuku. Jak je tomu se zrakovou informací? Fotony viditelného
světla se odrazí od nějakého předmětu, například myšky. Projdou
okem pozorujícího živočicha a dopadnou na jeho sítnici. To je
tenoučká blanka v zadní části oční koule tvořená mnoha vrstvami
nervových buněk. Buňky, které snímají vlastnosti světla, jsou
tyčinky a čípky. Informaci obsaženou v dopadlém světle tyčinky a
čípky předají dalším nervovým buňkám sítnice. Informace se
nakonec dostane k jejich nejvnitřnější vrstvě, přivrácené ke
sklivci, rosolovité výplni oční koule. Zde jsou poměrně velké
buňky, jejichž počet je v poměru k počtu tyčinek a čípků
podstatně menší. Činnost jedné gangliové buňky sítnice tedy
zprostředkovaně Żsnímá® činnost velkého počtu tyčinek a čípků,
které zaujímají na sítnici nějakou plošku. Této plošce se říká
receptivní pole. Každá gangliová buňka sítnice tedy snímá činnost
svého receptivního pole. Promění ji opět do řeči nervových buněk,
to jest do počtu nervových vzruchů. Předá je prostřednictvím
zrakové části mezimozku jednak do zrakové části mozkové kůry,
jednak do horních hrbolků čtverohrbolí středního mozku. Činnost
těch nervových buněk horních hrbolků, které odpovídají jak na
proměny sluchového pole, tak na proměny zrakového pole, tvoří
audiovizuální neboli sluchovou a zrakovou prostorovou mapu
prostředí. Fysiologové umějí elektrodami snímat Żladění® činnosti
nervových buněk horních hrbolků jak na obojí podněty zvlášť, tak
na obojí podněty současně. Přicházející podnět se projeví změnou
počtu vzruchů, které buňka vydává.
Je známo, že jak u ptáků, tak u savců, se nervové buňky horních
hrbolků svému ladění Żnaučí® v časově omezeném raném vývojovém
období. Říká se mu sensitivní nebo citlivá perioda. Kdyby se
v tomto období nervové buňky rozdílům mezi různými druhy podnětů
neučily, už by se jim nikdy dobře nenaučily.P3 Sensitivní perioda
je tedy období vhodné k pokusům, které zkoumají, jak se vlastně
nervové buňky a jejich systémy učí. Přizpůsobí se činnost neuronů
horních hrbolků nějaké systematické změně? Erik I.Knudsen
z Neurobiologického oddělení lékařské fakulty univerzity
v kalifornském Stanfordu připevnil patnáctidenním sovám k očím
brejličky, jejichž čočky systematicky zkreslily zrakové pole.
Světelné paprsky, které z něj dopadaly na sítnice, přesunuly
čočky ve vztahu ke střední ose o 23 stupňů doprava. Zrakově
sledovaný podnět se tedy zdánlivě ocitnul někde jinde, než ve
skutečnosti byl.
Knudsen zjistil, že se po šesti až osmi týdnech nošení brejliček
ladění těch neuronů horních hrbolků, které jsou citlivé na časové
rozdíly v dopadu zvuku do levého a pravého ucha, přizpůsobilo
činnosti neuronů citlivých na informace dopadající
z Żpřesunutého® zrakového pole. Řečeno jinými slovy -- neuronální
audiovizuální mapa mladých sov se přizpůsobila proměně zevního
prostředí. Jakmile se to neurony naučily, Knudsen sovám brejličky
sejmul. Ověřil si, že se po nějaké době ladění zmíněných
sluchových neuronů zase vrátilo k normě, jako by k žádnému
přesouvání ve zrakovém poli nedošlo. Opět -- audiovizuální mapa
se vrátila do stavu, ve kterém byla před pokusem.
Pokusy tohoto druhu fysiologové udělali už na řadě modelů.
Psychologové dokonce na sobě samých.P4 Knudsenovým objevem je, že
si zmíněné neurony soviček takto učených v mládí, schopnost
velkých proměn činnosti, značnou plasticitu uchovaly i
v dospělosti, přestože jejich abnormální spojení dlouhou dobu
nefungovala. Stejné neurony sov, které v mládí učeny nebyly, si
tuto schopnost do dospělosti neuchovaly. Měly ji jen v průběhu
citlivé neboli sensitivní periody.
K čemu jsou tyto pokusy dobré?
Promlouvají o jedné z nejzákladnějších vlastností živých, ale i
umělých neuronálních sítíP5 -- plasticitě, neboli proměnlivosti
úměrné podnětům ze zevního prostředí. Musíme předpokládat, že se
jejich plasticity uplatňují úměrně i proměnám vnitřního prostředí
organismu, v tomto směru je však výzkumných výsledků známo
podstatně méně.
Proč jsem najednou užil množné číslo pojmu plasticita? Protože má
řadu stránek -- elektrochemickou, molekulárně biologickou,
molekulárně genetickou i stránku anatomickou. Všechny jsou
různými podobami téhož jevu. Zkoumají je odborníci
z nejrůznějších oborů. Jednou z nejzkoumanějších stránek
plasticit nervových systémů je plasticita (nebo plasticity)
jejich synapsí.
Synapse jsou místa vzájemných kontaktů nervových buněk. Nervový
systém, včetně mozku, je sice síť, je to však síť přerušovaná
právě v synapsích. V nervových systémech různých druhů živočichů
je možné najít různé druhy synapsí, různě tvarově uspořádané, s
odlišným druhem činnosti. ŻTypická® synapse mozkové kůry savců i
člověka je útvar velký několik tisícin milimetru. Podrobnosti
jeho stavby rozlišil až elektronový mikroskop. Synapse je
nepatrná štěrbina tvořená z jedné strany částí obalu výběžku
jedné nervové buňky, ze strany druhé podobně nepatrnou částí
obalu výběžku (nebo těla) jiné nervové buňky.
Synapse je místo, kde si nervové buňky předávají informace. Jak
to dělají? V typickém případě vydá nervová buňka vzruch, vlnu
depolarizace, která běží obalem jejího osového vlákna neboli
axonu.P6 V blízkosti zakončení axonu (to je presynaptická část
synapse), jsou ve váčcích nakupená nevelká kvanta nervového
přenašeče. To jsou různé druhy chemických látek. Lidský mozek
jich užívá asi šedesát. Příkladem je noradrenalin, dopamin nebo
endorfiny. Vzruch přiměje zakončení axonu k tomu, aby vydal
nějaké množství přenašeče do synaptické štěrbiny. Molekuly
přenašeče projdou štěrbinou. Pak se naváží na postsynaptickou
část synapse, specializované místo obalu jiné nervové buňky.
Činnost synapsí je v podstatě dvojí. Buď přechod a vazba
přenašeče neuron za synapsí (neboli postsynaptický) podráždí čili
excituje, anebo jej naopak utlumí čili inhibuje. Na povrchu
dendritů například pyramidové nervové buňky mozkové kůry je tři
až deset tisíc takových synapsí. Jsou v různé vzdálenosti od
jejího těla. Končí v nich axony různých druhů nervových buněk,
blízkých i vzdálených, které mohou užívat víc než jeden druh
nervového přenašeče.
Činnost nervové buňky je tedy dána složitým časoprostorovým
Żsoučtem® účinku často mnoha tisíc synapsí, tlumivých i budivých.
V tomto ohledu je každá nervová buňka spíše složitý čip, případně
mikropočítač, než prostý transistor. Platí, že v primátím a
lidském mozku je o tři až čtyři řády víc synapsí, než je v něm
neuronů. Jestliže je v lidském mozku 25 miliard nervových buněk,
pak je v něm nejméně 25 bilionů synapsí. Proto mozky dokáží, co
dokáží.
Činnost synapsí přitom není něčím, co by bylo jednou provždy
dáno. Je plastická, proměňuje se. Neurovědci mluví o různé
synaptické Żváze® a Żsíle®, výstižný český pojem je Żúčinnost®.
Synapse mohou být velmi různě účinné -- málo i mnoho. Jestliže
jsou účinné málo, pak pravděpodobnost, že ovlivní neuron, je
nízká a naopak. V roce 1949 uveřejnil kanadský vědec Donald Hebb
tehdy zcela teoretické pravidlo, jemuž se říká Hebbova synapse.
Ve zjednodušené podobě Hebbovo pravidlo říká:
čím méně je činný neuron za synapsí, tím se zmenšuje i činnost
neuronu před synapsí -- a naopak.
Hebbova synapse, pro jejíž existenci byly v dalších deseti letech
sneseny početné důkazy, je jedním z nejzákladnějších pravidel
vykládajících stavební a funkční proměny mozku zvířat a lidí,
zejména jejich schopnost učení.
Neboť:
činnost synapse, přesněji řečeno výsledná činnost (Żsoučet®)
jejich obvykle většího počtu, činnost neuronu za synapsí může
ovlivňovat nejen zmíněnými dvěma způsoby bezprostředně, kdy
neuron za synapsí víceméně okamžitě buď sníží počet vydávaných
vzruchů nebo jej naopak zvýší. Může ji ovlivňovat i dlouhodobě,
nadto někdy i se zpožděním.
Mechanismus bezprostředního ovlivnění je dán rychlými proměnami
elektrických a chemických vlastností obalu neuronu. Mechanismus
dlouhodobého ovlivnění je složitější. Neuron za synapsí převede
její povel do svého nitra. Složitou chemickou kaskádou může
ovlivnit geny ve vlastním jádru. Ty změní činnost. Změna činnosti
genů znamená například novou tvorbu různých bílkovin a dalších
látek. Výsledkem je, že neuron za synapsí začne prodlužovat
výběžky a stavět nové synapse.
Je to složité? Je. Proč o tom vyprávím?
Protože se tímto způsobem mozky zvířat i lidí trvale staví,
dostavují, opravují i přestavují, zahušťují vlastní synaptické
Żsítě®. Zahuštěné, případně docela nové sítě znamenají
složitější, obvykle dokonalejší Żmapy® neboli reprezentace
zevního (ale i vnitřního) světa. Znamenají vyšší a pružnější
přizpůsobování proměnám zevního světa. A tedy i možnost vyšší
míry pochopení světa.
Ale zrovna tak pochopení mnoha našich neurologických a
psychiatrických onemocnění. Neboť na činnosti a plasticitách
synapsí záleží kromě paměti i naše chuť k jídlu, strach,
zuřivost, útočnost, závislost na alkoholu a drogách...
Audiovizuální mapa horních hrbolků čtverohrbolí pokusných sov je
málem klasickým modelem. Ve zjednodušené podobě dělají tvůrci
umělých neurálních sítí, které se dokáží Żučit®, něco velmi
podobného.P7
Poznámky
Poznámka 1
Činnosti coliculi superiores neboli horních dvou hrbolků
čtverohrbolí, věnoval poměrně podrobnou kapitolu své knihy Věda
hledá duši (Překvapivá domněnka), Francis Crick, nositel Nobelovy
ceny. Kniha je věnována zrakovému systému a zrakovému vědomí.
V roce 1997 ji vydala edice Kolumbus.
Poznámka 2
Mozkový kmen tvoří prodloužená mícha, Varolův most a střední
mozek
Poznámka 3
Příkladem sensitivního období u člověka je vývoj řeči. S ohledem
na naše dlouhé dětství a mládí probíhá dlouho, mezi druhým až
pátým rokem života. Pokud se v tomto klíčovém období na dítě
nemluví, nikdy, přes veškeré další úsilí, se mluvit nenaučí. Po
mnohaletém odborném úsilí se jedna z takto postižených dívek
naučila sestavovat větu s nanejvýš třemi slovy.
Poznámka 4
Nějakou dobu měli na očích ve dne i v noci brýle, které
systematicky zkreslovaly zrakové pole. Systematickému zkreslení
zrakového pole se brzy přizpůsobili a přestali tápat. Po snětí
brýlí jejich efekt, to znamená přizpůsobení Żvýpočetní činnosti®
příslušných nervových buněk, určitou dobu přetrvával. Lidé opět
nějakou dobu tápali, než se jejich neurony naučily, že jsou
předměty opravdu tam, kde je vidí.
Poznámka 5
Navrhuji, aby se těm umělým říkalo neurální.
Poznámka 6
V typických případech mají nervové buňky krátké rozvětvené
výběžky, které připomínají větve stromu. Říká se jim dendrity,
nervové buňky jimi informace přijímají. Kromě nich má nervová
buňka někdy velice dlouhý osový výběžek, axon, jímž vzruchy
vydává. Axon bývá na konci značně rozvětvený a v synapsích
kontaktuje dendrity obvykle většího počtu jiných nervových buněk.
Od toho pravidla existují četné výjimky.
Poznámka 7
Neurálním sítím je věnována hezká kapitola v zmíněné knize
F. Cricka (viz poznámka 1).
Užitá literatura
Science 279, 1998, s. 1531.
Science 278, 1997, s. 463.
Am. J. Psychiatry 154, 1997, s. 156--164 (Vynikající, pro
laického čtenáře však poněkud náročné porovnání plasticity
biologických a umělých neuronálních sítí s ohledem na plasticitu
a ve vztahu ke zdraví a nemoci.)
Crick, F.: Věda hledá duši (Překvapivá domněnka)
Mladá fronta, edice Kolumbus, Praha 1997.
Nature 361, 1993, s.31.
Nature 391, 1998, s. 845.
Nature 391, 1998, s. 892.
Trends Neurosci 20, 1997, s.431.
Joshua, Louis, Mary, Jane...
O tom, jak neznámý příslušník kmene Kikujů ovlivnil vývoj světové
vědy a také o tom, jak jsou vědci velmi lidskými lidmi a znovu
o šimpanzech
Zkusím vyprávět o tom, jaký vliv mohl mít na poznání tak zajímavé
a spletité části vesmíru, jakým je vývoj druhu člověk, Kikuj
jménem Joshua Muhia a to pár let po roce 1903. Kikujové jsou kmen
žijící v Keni a Joshua Muhia byl jedním z jeho starších.
V roce 1903 se v keňském místě zvaném Kabete narodil
misionářskému páru Mary a Harrymu Leakeovým syn, jenž dostal
jméno Louis. Byl jejich třetím dítětem. Nad britským impériem
nezapadalo slunce, matka a otec svého syna měli rádi a měli rádi
i Kikuje. Louis vyrůstal nejen mezi nimi, ale i s nimi. Přijali
ho mezi sebe. Ve věku kolem třinácti let prošel iniciačními
obřady, čímž se stal dospělým členem kmene a dostal jméno
Wakuruigi, Syn krahujce. V padesátých letech, za protibritského
povstání Mau-Mau, stálo Syna krahujce příslušenství ke Kikujům
téměř život. Jeden z jeho příbuzných o něj přišel. Mohla o něj
přijít i jeho budoucí žena Mary.
Co všechno určuje, kdo z dítěte vyroste?
Geny všech jeho rodičů, prarodičů, praprarodičů a jejich
příbuzných až někam do temnot. Vztah maminky k dítěti v klíčovém,
otiskovém období vývoje, který základním způsobem začne vyplňovat
geneticky dané souřadnice jeho citového i poznávacího života
přibližně v době počínající sedmým -- osmým měsícem života.
Ve dvanáctém měsíci života dítěte se dá dobře poznat, zda je
citová vazba mezi dítětem a maminkou v pořádku nebo není. Svým
způsobem to člověka určuje na celý další život.P1 Poté člověka
určuje vztah k dalším členům rodiny -- otci, sourozencům,
vrstevníkům a přátelům. Kromě vazby matky a dalších členů rodiny
k dítěti bývá pro jeho intelektuální i citový vývoj rozhodující
vztah k nějakému druhu učitele, jichž může být větší počet. Může
jím být živý učitel ve škole, starší přítel, postavy z knih,
kdokoli, koho dítě nebo dospívající jedinec přijme za autoritu a
začne je nějakým způsobem napodobovat, aby se o něco později,
koncem dospívání a v rané dospělosti, pokusil překročit jejich
stín. Nemluvě, samozřejmě, o širším sociálním prostředí, v němž
dítě vyrůstá. Kolik vědců vzpomíná, jak zásadním způsobem
ovlivnila jejich celý život jediná knížka, dobrý učitel nebo
starší přítel, jenž v nich rozžehl zvědavost a potřebu poznávat?
Kdo, kromě Louise samého, pochopí a ocení, co všechno mu černý
Kikuj Joshua Muhia daroval? Přinejmenším umění trpělivosti. Umění
pozorovat. Umění soustředit se a netěkat. Zájem o zevní svět i
lásku k životu ve volné přírodě. A byly vánoce a chlapec Louis
k nim dostal knížku, o níž byla řeč, napsala ji anglická podoba
našeho spisovatele Eduarda Štorcha.P2 Právě tato knížka a její
hlavní hrdina jménem Tig přiměli Louise sbírat úlomky sopečného
skla, obsidiánu. Považoval je za pravěké nástroje. Jeho kikujským
přátelům nepřipadal Louisův nápad nijak zvláštní. Tvrdili, že
v pralesích žili před nimi Pygmejové. Nástroje považovali za
jejich dědictví. Arthur Loveridge, kurátor Muzea
přírodních věd v Nairobi, keňském hlavním městě, Louisovi
potvrdil, že některé úlomky by mohly skutečně pravěkými nástroji
být. Ukázal mu obsidiánové hroty šípů. Bylo rozhodnuto. Podle
Virginie Morellové, která napsala Żpolooficiální® neboli
neautorizovaný životopis rodiny Leakeyových, chlapec ve věku
třinácti let věděl, že bude archeologem. Univerzitu studoval
v Anglii v letech 1919--1922, v roce 1923 byl členem
archeologické expedice, která sbírala fosilie v jižní Tanganjice.
Studia zakončil v roce 1926. Mezitím se roku 1913 v Londýně
narodilo děvče, které dostalo jméno Mary, po rodičích se
jmenovalo Nicolová. Větší část dětství prožila dívka ve Francii,
kam ji přivezl její otec, malíř, jenž v ní probudil zájem
o prehistorii. Vodil ji do jeskyní Fond de Gaume a La Mouthe,
ukazoval jí stěny pokryté nádhernými malbami i kamenné a kostěnné
nástroje, které po sobě zanechali jejich pravěcí obyvatelé. Sama
o tom řekla: ŻByla to pro mne čistě instinktivní radost ze
sběratelství, řekla bych doslova z lovu pokladů. Zdálo se mi, že
celé tohle místo překypuje nádhernými a niterně nesmírně
zajímavými předměty, které je možné sebrat ze země.®
S archeology v Anglii začala pracovat ve svých sedmnácti letech.
Přitom navštěvovala přednášky o archeologii, prehistorii a
geologii pořádané v Londýnském muzeu a na Londýnské univerzitě.
Ale nikdy neměla dost trpělivosti, aby školní docházku dokončila.
O svých pozdějších čestných univerzitních diplomech poznamenala,
že si je vykopala ve slunečním žáru. Louise Leakeye poznala
v roce 1934. Požádal ji, aby mu
ilustrovala knihu. Louis byl ženatý, měl dvě děti. Měsíc po
narození druhého dítěte manželku opustil. Rozvod nebyl
jednoduchý, Mary se stala Louisovou manželkou v roce 1936.
Společně začali v Keni a v Tanzanii hledat kosterní zbytky našich
vývojových předků. Trpěli nedostatkem peněz a všemi strázněmi
života v buši. Kosterní zbytky našich vývojových předků společně
hledali od roku 1935 do roku 1959. První úspěch se dostavil až
v roce 1948. Na ostrově Rusinga, jenž leží ve Viktoriině jezeře,
našla Mary lebeční klenbu a část obličejových kostí třetihorní
opice, která zde žila před šestnácti miliony let. Vědci ji dali
jméno Proconsul. Patří do řady našich vývojových předků. Byla
považována za jeden z chybějících vývojových článků, protože měla
o něco větší mozkovnu než její současníci, kteří spolu s ní žili
v korunách stromů. Proconsul byl velký objev, ale peníze nutné na
další výzkum nepřinesl. Až rok 1959 znamenal zlom. Tehdy
pracovali v rokli Olduvaj, v Tanzanii, poblíž Great Rift Valley,
ohromného zlomu, jenž se táhne východní Afrikou od severu k jihu.
Louis stonal, Mary, která se vydala pracovat, si v jednom
z odkrytých míst povšimla vyčnívající lebky, kterou nakonec
složila z přibližně čtyř set kousků. Patřila Zinjanthropovi,
zařazenému mezi australopiteky (Australopithecus boisei). Byla to
první lebka tohoto druhu nalezená ve východní Africe, kde její
nositel žil před 1,8 milionem roků. Nález upoutal pozornost
americké National Geographic Society a výsledkem byly peníze,
které umožnily výzkum na řadu dalších let. Objev tohoto
australopiteka byl jedním
z objevů, které přispívají k objasnění otázky, kde a jak vznikl
druh člověk a jak se rozšířil po Zemi. Mary a Louis také
nacházeli olduvajské kamenné nástroje. Jsou staré asi dva miliony
let. Naši předkové je vyráběli a užívali dalších 1,5 milionu let.
Byly to klasické pěstní klíny, krátké odštípnuté kusy kamene,
které se dobře berou do ruky, jejichž výroba je snadná jen
zdánlivě. Mluví se o olduvajské industrii. Výsledkem spolupráce
manželů byl objev a popis hominida, jenž měl o něco větší
mozkovnu než ji měl Australopithecus boisei -- dostal jméno Homo
habilis.P3
Pravděpodobně největší objev se Mary podařil v roce 1978, šest
let po manželově smrti. Píše se, že v roce 1976, dva roky
předtím, se vědci v Laetoli, v místě nedaleko od Olduvaj, bavili
tím, že po sobě házeli vyschlý sloní trus. Jeden z vědců upadl a
jak ležel na zemi, všiml si zkamenělých zvířecích stop, včetně
stejně zkamenělých stop, které zanechávají kapky deště. Byly
staré 3,6 milionu let a zachovaly se díky zcela nepravděpodobné
náhodě. Zvířata totiž zanechala stopy v čerstvém sopečném popelu,
na který krátce poté zapršelo. Popel zkameněl podobně, jako by
zkameněl cement. Otisky pak zasypala další vrstva popele. O dva
roky později, když bylo naleziště rozšířeno, zde geochemik Paul
I. Abell, jenž patřil do týmu, našel nejprve otisk, který vypadal
jako stopy hominida. 2.srpna 1978 Mary Leakeyová strávila s
otiskem asi tři hodiny. Háčkem, který užívají zubní lékaři, a
zubním kartáčkem z otisku odstraňovala přebytečný materiál. Poté
na ni vyhlédla zachovaná stopa -- pata, oblouk chodidla i prsty
hominida, jenž zde prošel čerstvým sopečným popelem stejně jako
zvířata. A nebyl sám. Stopy patří, jak se domnívá většina
odborníků, třem jedincům: největšímu, snad samečkovi (asi 150cm),
menšímu, snad samičce (asi 135cm) a nejmenšímu (asi 120 cm), snad
mláděti. Řádka zachovaných stop je dlouhá asi dvacet sedm metrů.
Menší jedinci chvílemi kladli nohy do stop jedince většího. A
v jednom okamžiku se prostřední jedinec zastavil a pootočil
doleva. Mary Leakyová napsala:
ŻTento pohyb, tak jasně lidský, překračuje hranice času...Náš
vzdálený předek -- stejně jako vy nebo já -- prožil okamžik
pochybnosti.®
Co (ji) upoutalo? Dunění sopky? Blížící se dravec? Nejde jen
o jímavou chvíli. Jde o další velký objev, který dokázal, že naši
vývojoví předkové chodili vzpřímeně po dolních končetinách daleko
dřív, než si vědci do té doby mysleli. Předcházela chůze po dvou,
která znamenala uvolnění rukou, a tím mimořádnému vývoji mozku,
který nakonec velmi spletitým způsobemP1 vyústil do vzniku nás
samotných, druhu Homo sapiens sapiens? Nebo vypadal vývoj jinak?
Patřili tito hominidé do druhu Australopithecus afarensis,
podobně jako jeho nejznámější příslušník, proslulá Lucy, jejíž
kosterní zbytky byly nalezeny roku 1974 v Etiopii? Mary Leakeyová
si to nemyslela. Nevyjádřila se, komu stopy patří.
Mary dostala několik čestných univerzitních doktorátů, medaili
Londýnské geologické společnosti, Národní geografické společnosti
Spojených států amerických i Královské švédské akademie. Velká
dáma paleoantropologie našla v africkém vedru tři základní
kaménky mozaiky vývoje lidského druhu. Zemřela 9. prosince 1996
v Nairobi. Byla světově proslulou archeoložkou a
paleoantropoložkou, přestože neměla formální vysokoškolské
vzdělání. Měla fantastické vědecké štěstí a nejlepší vlastnosti
vědce: pedantickou přesnost, pracovitost, trpělivost i odvahu.
V čem je velikost jejich objevů?
V době, kdy přišel na svět Louis, si světová věda myslela, že
jsme vznikli přibližně před sto tisíci roky v jihovýchodní Asii.
Na sklonku života Louise a Mary Leakeových začalo svítat, že druh
člověk vznikl před nejméně pěti miliony let, poté, co se vývojová
větev jeho předků oddělila od předků, které jsme měli společné se
šimpanzi v Africe. Odtud se naši prapředkové buď v jedné nebo
v několika vlnách vydali jednak směrem do jihovýchodní Asie,
jednak, snad přes Levantu, do Evropy. Komu z vědců se podaří
takto od základů změnit část obrazu světa?
O tom, jak si šimpanzice dokáží obstarat potomka se samečkem,
patřícím k jiné skupině, aniž by si jejich domácí páni (a vědci)
všimli, jak to dělají, jsem vyprávěl v knížce Šimpanz a vesmír.P1
O chování takzvaných trpasličích šimpanzů, jimž se také říká
bonobo, se píše v Knize o Evě a Adamovi.P3 Proč se k nim zde
vracím?
Protože pokračováním příběhu Joshuy Louise a Mary Leakeových, je
nejen práce Richarda, jednoho z jejich tří synů ( Richard v roce
1984 objevil kostru Turkánského chlapce, první úplnou kostru
Člověka vzpřímeného, Homo erectus)P3, ale i tři další velké
výzkumné směry a tři další velká jména: Jane Goodallová, která
studovala šimpanzy, Dian Fosseyová, jež se zabývala horskými
gorilami ve Rwandě a byla zavražděna zřejmě pytláky a Birute
Galdikasová, zkoumající orangutany na Borneu. Jestliže objevy
Lousie a Mary Leakeyových změnily celé vědecké odvětví, pak se to
Jane Goodallové povedlo také, možná že v něčem do ještě větší
šířky a hloubky. Výsledky jejího pozorování chování šimpanzů -začala s ním z Louisova podnětu -- zasáhly větší počet oborů,
kromě antropologie sociobiologii, etologii, evoluční psychologii,
medicinu, etiku...
Louis své Żtrimates® (to je anglický vtip na slovo primát i na
Louisovy vztahy k ženám), Jane, Dian a Birute přiměl ke studiu
chování šimpanzů, goril a orangutanů, neboť byl přesvědčen, že je
do značné míry nejen modelem kořenů chování našich vývojových
předků, ale v mnohém i nás samotných. V té době šlo o revoluční,
zlomový pohled. Je pravda, že vycházel z Darwinovy teorie, která
tak dráždila a dodnes, možná že narůstajícím způsobem, mnoho lidí
dráždí. Ale i pro mnohé lidi s otevřenou myslí, nezatarasenou
nevzdělaností, ideologickými a náboženskými představami,
neúzkoprsé, kteří proti evoluční teorii nic neměli, byla
představa, že by měli základní druhy chování společné se
šimpanzy, přece jen trochu mnoho. ŻJá, rozvinutá, civilizovaná
bytost -- a lidoop?®, říkali a říkají si. Jane Goodallová od
základů změnila postoj všech jen trochu vzdělaných a přemýšlivých
lidí na světě nejen k šimpanzům, ale i k sobě samotným. Proč? Jak
je to možné? Proč jsou šimpanzi tak důležití pro pochopení nás
samotných? Co ji vlastně přivedlo do Afriky?
Narodila se v Londýně roku 1934. Sama říká, že ji v dětství
nejvíce ovlivňovaly Tarzanovy příběhy a příběhy doktora Doolitla.
ŻByla jsem posedlá zvířaty...®, vzpomíná, Żchtěla jsem do
Afriky.® Na cestu však potřebovala peníze. Pracovala jako číšnice
i jako sekretářka. Nic zadarmo, nic jednoduchého. Práce, tvrdá
soustředěná práce ve jménu vzdáleného cíle. Šimpanzi byli v té
době pro vědu i veřejnost jen zvířata, sice zajímavá a chytrá,
nicméně zvířata.
S Louisem se Jane prvně setkala v roce 1957. V té době se Louis a
Mary zabývali miocenními opicemi. Miocen je období, které podle
geologů probíhalo mezi 26--7 milionem roků před současností.
Uloženiny v Keni, které zajímaly manžele Leakeyovy, vznikaly mezi
20--15 milionem roků. Obsahují velký počet zkamenělých kostí
raných lidoopů a dalších primátů. Proconsul africanus patřil mezi
ně. V průběhu rekonstrukce jejich života si Louis Leakey
uvědomil, že by se mohl podobat životu dnešních šimpanzů. Hledal
někoho, kdo by jeho teorii potvrdil nebo vyvrátil pozorováním.
Jane mu doslova spadla z nebes. Nejprve si ověřil jak její
znalosti, tak schopnosti a vytrvalost. V roce 1960 ji poslal do
Gombe. Jane tam strávila pozorováním šimpanzů osmatřicet let.
Vysokou školu, obor etologie, vystudovala až v průběh šedesátých
let. Na co přišla?
Šimpanze zprvu vůbec neviděla. Skrývali se v pralese. Trvalo víc
než šest měsíců, než se přestali bát a Jane byla s to rozlišit,
co vlastně dělají. Následoval první velký objev. Šimpanz, jemuž
Jane dala jméno David Graybeard (David Šedovous), užíval k lovení
termitů větvičku. Zavedl ji v termitišti do otvoru. Termiti se
poslušně zakousli, David je i větvičkou vytáhl, snědl a větvičku
zastrčil znovu. Později Jane zjistila, že šimpanzi nástroje nejen
užívají, ale i vyrábějí -- vyberou vhodnou větvičku, zbaví ji
listí, upraví tvar. Louis z toho usoudil, že se raní hominidé
mohli chovat podobně. Kamenným nástrojům mohly předcházet
nástroje ze dřeva. O velký objev šlo proto, že do té doby byl
jediný tvor, jenž vyráběl a užíval nástroje a uměl jejich výrobu
předem plánovat, pouze člověk. Výroba nástrojů byla dokonce
jedním ze základních znaků lidství.P4 Když se o tom Louis
dozvěděl, zasmál se a pronesl větu, která se traduje: ŻBudeme
muset znovu definovat nástroje, znovu definovat Člověka anebo
šimpanze přijmout mezi lidi.® O něco později Jane sledovala
šimpanze, jak si dovedou udělat z listu něco podobného naběračce
nebo lžíci, s níž vybírají z dutin stromů vodu. Všimla si, že
umějí užít rovnou větev jako hůlku, s níž zkoumají nějakou
dutinu, část větve jako zbraň nebo jako prostředek k čištění
kožichu. Další novinkou byl lov jiných zvířat a pojídání jejich
masa. Šimpanzi k tomu užívají jak zuby, tak horní i dolní
končetiny. Umějí rozbíjet dlouhé kosti kořisti a vybírat z nich
kostní dřeň. Šimpanzi užívají rostliny k léčbě, například listy,
rostliny Aspilia mossambicensis, které je pravděpodobně zbavují
střevních parazitů.
Dětství šimpanzů i výchova mláďat trvají u šimpanzů podobně
dlouho jako u lidí. Předpokládá se, že naši přímí vývojoví
předkové vychovávali mláďata dlouho. Dlouhé dětství je vývojově
významné -- je dlouhým obdobím učení a vývoje citově významných
sociálních vazeb ve skupině. Šimpanzi se objímají, líbají,
dotýkají jeden druhého i dalšími způsoby. Doteky jsou součástí
usmiřování soupeřů poté, co se poprali.
Jane Goodallová objevila i okolnosti, které u šimpanzů spouštějí
agresi. Stejně jako u lidí doprovází agrese u šimpanzů soutěž
o vedoucí postavení ve skupině, o potravu, o samičky, obranu
mláďat nebo příbuzných, ale někdy jen něco, co bychom u lidí asi
nazvali špatnou náladou. ( Podle de Waalova pozorování je jak
míra agrese, tak hierarchizace skupiny u bonobů daleko menší než
u Żpravých® šimpanzů. Zdá se, že jejich nápadná sexualita je jen
prostředkem snižování agresivity a soutěživosti.)
O změně postoje k šimpanzům, která je zásluhou především Jane
Goodallové, svědčí anekdotický příběh. Angličtina, podobně jako
čeština rozlišuje tři rody. Na rozdíl od češtiny užívá pro
zvířata pouze střední rod -- zvířata jsou Żit®. Jednu z prvních
vědeckých prací (Jane ji poslala do špičkového mezinárodního
vědeckého časopisu Nature v roce 1960), redakce vrátila se
žádostí, aby autorka všechna Żhe® a Żshe® neboli označení pohlaví
šimpanzů zaměnila za Żit®. Zájmeno Żon nebo ona® může označovat
pouze lidi. Šimpanz je vždy Żto® případně Żono®, neboť jde zvíře.
Redakci se rovněž nelíbilo, že Jane šimpanze, které pozorovala,
označila jmény. Autorčin postoj považovala za antropomorfizaci,
projekci lidských vlastností do zvířat, která lidmi nejsou.
Vědečtí kritici Jane Goodallové oprávněně vyčítají, že v průběhu
výzkumu tak inteligentních bytostí, jakými jsou šimpanzi,
Żzasáhla do přírody®, řečeno jinými slovy ovlivnila svým zásahem
výsledky pozorování. Jane jim totiž začala nosit banány. Důvod
byl prostý -- chtěla je vylákat z příšeří pralesa na okraj, aby
je mohla lépe sledovat. Šimpanzi se okamžitě naučili, že
dostávají potravu a začali o ni soupeřit. ŻChcete zkoumat chování
šimpanzů v přirozeném prostředí,® zní námitka, Ża přesto jejich
chování měníte umělým zásahem.® Goodallová tuto námitku přijala.
Skupina japonských vědců, která dlouhodobě sleduje šimpanze
v Mahale, přesvědčivě ukázala, že se šimpanzi, kteří banány
nedostávají, chovají jinak než ti, kteří je dostávají. Na druhé
straně Goodallová dokázala -- a další výzkum má na věc podobný
názor -- že šimpanzi jsou zřejmě individua, která mohou mít
nějaký druh sebe-uvědomování, neboli vědomí v užším slova smyslu.
Psycholog by řekl, že mají osobnost. V tom případě není důvod,
aby neměli jména, byť jim je dává člověk.
Ačkoli -- zjišťuje se, že se někdy setkají celé velké šimpanzí
skupiny, které si vyměňují velmi složité zvukové signály. Co tyto
signály znamenají, neví nikdo. Zda jsou součástí jejich
komunikace Żjména®, jimiž se oslovují, známo není. Že spolu
šimpanzi komunikují je tedy nepochybné, nicméně stupeň, do něhož
jsou schopni zvládnout lidskou řeč, je předmětem sporu. Většina
odborníků je přesvědčena, že lidskou řeč zvládnout nedokáží, přes
všechno, co dovede proslulý bonobo Kanzi.P3 V tomto ohledu není
přesvědčivý ani zcela nový objev nesouměrnosti levé a pravé
strany určité oblasti spánkových laloků šimpanzích mozků, která
odpovídá stejné nesouměrnosti mozků lidských. Ví se, že má co do
činění s jednou z oblastí mozkové kůry, která se podílí na
rozlišování a zpracování řečových zvuků.P5
Na existenci individuality šimpanzů je možné nepřímo soudit
z jejich chování a vzájemných vztahů. Například šimpanzice,
kterou Goodallová pojmenovala Flo, byla vynikající matka (Żbyť
promiskuitní...®) Zahynula v roce 1972 a stala se pravděpodobně
jediným zvířetem (?), jemuž proslulé londýnské The Times věnovaly
nekrolog. Nejmladší syn Flo, jménem Flint, našel matku obličejem
ve vodě, zemřel o tři týdny později Żžalem®.
Jiná šimpanzice jméne Passion (Vášeň) spolu se svou dcerou
v rozmezí několika let zabila a snědla několik mláďat jiných
samic své skupinky. Goodallová opět zasáhla. Když Passion
zaútočila na poslední samičku s mláďětem, odehnala ji Goodallová
holí. Matka s mládětem uprchla do bezpečí. Byla to vědecká chyba?
Skoro jistě byla, a to jedna z nejhorších -- vědec vědomě,
vlastním zásahem změnil průběh pozorování. V jiném než šimpanzím
případě by se pravděpodobně mluvilo o malpractice, vědcově
chybném chování, které pro něj mívá ty nejvážnější důsledky. Byla
to lidská chyba? Spíš naopak. Bylo to něco velmi lidského,
pochopitelného, souvisejícího se schopností, které se říká
vcítění neboli empatie, zásah, který Goodallová rozhodně hájí.
Kam směřuje současný výzkum šimpanzů?
Molekulární genetici dokázali, že s námi mají společných 98,5%
genetické informace. Mají s námi společnou stavbu i činnost těla,
včetně imunity a co je pro vědy o nervovém systému nejdůležitější
-- i základní stavbu a činnost mozku. Jsou vnímaví vůči lidským
infekcím, například virovým, byli tedy užiti při výzkumu virových
zánětů jater i AIDS. Myslím však, že nejvýznamnější směr výzkumu
šimpanzů směřuje k pochopení vývoje našeho druhu. Jsou v přírodě
našimi nejbližšími příbuznými. A jak vypadá život šimpanzů
v Africe dnes, po objevech Jane Goddallové? Odhaduje se, že na
začátku našeho století žily v Africe asi dva miliony šimpanzů,
v současnosti jich zbývá snad dvě stě padesát tisíc. Počet
bonobů, jimž se nepřesně říká trpasličí šimpanzi (Pan paniscus)
nikoli proto, že by byli malí, ale proto, že žijí nebo donedávna
žili v oblasti, kde žijí Pygmejové, byl odhadnut na pouhých deset
tisíc. Ve všech zoologických zahradách světa jich je asi stovka.
V souvislosti s populační explozí v subsaharské Africe, občanskou
válkou v Kongu, rozrůstajícím se pytláctvím se zdá osud bonobů
téměř zpečetěný. I Żpraví® šimpanzi (Pan troglodytes) jsou
ohroženi. Uvádí se, že padlo tabu zakazující lov šimpanzů (ale i
goril) pro maso. Kromě afrických tržišť je možné se s ním setkat
i v evropských restauracích. Velký podíl šimpanzů mrzačí pytlácké
pasti, kromě toho je zabíjejí infekční nemoci, které se na ně
přenášejí při kontaktu s lidskou populací. Vyhubí lidé své
nejbližší příbuzné, jako to už udělali s takovým počtem
živočišných a rostlinných druhů?
Jane Goodallová v interview pro časopis Scientific American mluví
o čtyřech obdobích svého života. V prvním se připravovala -učila se, vydělávala a šetřila peníze. O druhém mluví jako
o nejkrásnějším. Byla v nádherné přírodě a dělala, co si celý
život přála dělat. V období třetím se stala členkou vědeckého
společenství. V období posledním, současném, se stala aktivistkou
hnutí za ochranu toho, co považuje za práva šimpanzů. Je
rozhodnou odpůrkyní pokusů, které se na těchto bytostech
provádějí. Přitom fanatickou odpůrkyní pokusů na zvířatech není.
Její vlastní maminka žije proto, že má transplantovanou srdeční
chlopeň odebranou praseti. Kritici Jane vyčítají, že sbírá peníze
pro stavbu zařízení, kde budou ve Spojených státech dožívat
stárnoucí šimpanzi. Podle jejich názoru by je spíš měla věnovat
ochraně šimpanzů v jejich přirozeném africkém prostředí. Jane
Goodallová cestuje a přednáší. Má nadšené posluchačstvo. Dokáže
je pozdravit šimpanzím pokřikem, posluchači někdy odpovídají.
Kromě toho, že ovlivnila tolik vědeckých odvětví, bez ohledu na
rozporné názory na vědeckou kvalitu jejího výzkumu, docílila
jednu z dosud málo obvyklých skutečností: v jejím oboru
v současnosti pracuje stejný počet žen jako mužů.
Poznámky
Poznámka 1
Podrobnosti o tomto klíčovém vývojovém období lidského života a
způsobech, jimiž se poškozuje, jsou v knížce Koukolík, F.,
Drtilová, J.: Vzpoura deprivantů, Makropulos, Praha 1996.
Poznámka 2
Eduard Štorch (1878--1956) psal kouzelné romány pro mládež, které
vyprávěly o životě v neolitu a době bronzové. Myslím, že
nejslavnější z nich byli Lovci mamutů. Zajímalo by mne, kolik se
při jejich čtení narodilo budoucích paleontologů, antropologů a
archeologů. Stejně kouzelné obrázky k nim maloval akademický
malíř Zdeněk Burian (1905--1981).
Poznámka 3
Koukolík,F.: Kniha o Evě a Adamovi, Makropulos, Praha 1997, v níž
jsou odkazy na příslušnou vědeckou literaturu. Kniha pojednává
o tom, jak se vyvinul živočišný druh člověk, Homo sapiens
sapiens.
Poznámka 4
V knize Mravenec a vesmír (Praha, Vyšehrad 1997) jsem vyprávěl
o objevu novokaledonských havranů, kteří vyrábějí a užívají
větvičky podobným způsobem, jako to dělal David.
Poznámka 5
Při pohledu na lidský mozek z boku je vidět nápadná Sylviova
rýha, která odděluje spánkový laloku od laloku čelního a
temenního. Jestliže se tato rýha rozhrne, jsou na horní ploše
spánkového laloku zřejmé Heschlovy závity. To je část mozkové
kůry, kam prvně dorazí zvukové signály. Za Heschlovými závity je
trojúhelníkovitá ploška mozkové kůry, která se jmenuje planum
temporale. Její plocha je na levé straně obvykle větší než na
straně pravé. Planum temporale je jednou z částí mozkové kůry,
jejíž rozsah i činnost na straně levé se liší od strany pravé.
Kůra pravostranného planum temporale u většiny lidí řečové zvuky
nezpracovává. Nově se zkoumáním šimpanzích mozků zjistilo, že u
17 z 18 jejich mozků je planum temporale vlevo větší než napravo,
zcela stejně jako je tomu u lidí. To je velmi zajímavý objev,
nicméně nedokazuje, že by tato oblast byla u šimpanzů Żřečově
specializovaná®, jako je tomu u lidí. Z velkosti ani uspořádání
čipu nejde jednoznačně soudit na jeho činnost. Pro mozkovou kůru
platí to samé. Opatrnější závěr tedy říká, že by tato stranová
specializace mozkové kůry šimpanzů mohla být podkladem
dokonalejšího rozlišování zvukových komunikačních signálů, aniž
by šlo o řeč resp. jazyk, jako je tomu u lidí. (Viz Kniha o Evě a
Adamovi, případně autorova kniha Mozek a jeho duše, 2. vydání,
Makropulos, Praha 1997.)
Užitá literatura
Scientific American 271, 1994, s. 20.
http://www.obits.com/leakeyma.htm
http://www.pro-am.com/origins/news/article16.htm
http://www.arts.mcgill.ca/programs/anthro/asa/digest.anna.html
http://hebb.uoregon.edu/~bruceme/psy/440/X000-plgunn.txt.html
http://jinrui.zool.kyoto-u.ac.jp/CHIMPP/CHIMPP.html (Na této
stránce se uvádí rozsáhlá literatura zabývající se užíváním
léčivých rostlin zvířaty včetně šimpanzů)
http://www.iwec.org/Kits/chimps.html
Scientific American 279, 1998, s.26
Goodall, J.: In the Shadow of Man. Rev. ed. Houghton Mifflin Co,
1988.
The Pygmy Chimpanzee: Evolutionary Biology and Behavior.
Vyd.: Randall L. Susman, Plenum Press, 1984.
Takayoshi Kano: The Last Ape: Pygmy Chimpanzee Behavior and
Ecology. Stanford University Press, 1992.
de Waal, F.M.B.: Peace Making Among Primates.
Harvard University Press, 1989.
Wrangham,R., McGrew, W.C., de Waal, F.B.M., Heltne, P.:
Chimpanzee Cultures.
Harvard University Press, 1994.
de Waal, F., Lanting, F.: Bonobo: The Forgotten Ape.
University of California Press 1997.
Oči na stopkách
Po přírodním výběru popsal Charles Darwin pohlavní výběr jako
druhý základní mechanismus vývoje života. Výklad pohlavního
výběru není nic jednoduchého. Jak k němu mohou přispět mouchy,
které mají doslova oči na stopkách? A co vlastně přírodní výběr
vybírá? Geny? Buňky? Jednotlivé organismy? Celá společenstva?
Pávice si vybírají samečky podle délky a barvitosti jejich
nádherné, rozkládací ozdoby. Podobně si i samičky docela jiných
živočišných druhů volí samečky podle jejich nápadných znaků -čím větší a nápadnější jsou, tím vyšší má sameček naději na
úspěch. Proč se samičky některých živočišných druhů chovají tímto
způsobem?
R. A. Fisher, genetik, odpověděl v roce 1930 jednoduše -- protože
se jim to líbí. A neboť se jim takový znak líbí, mají s jeho
nositelem potomky, jejichž mužská část příslušný gen (nebo geny)
přenese do další generace. V té se samičky chovají znovu stejným
způsobem, takže v průběhu dalších generací ozdoba roste co do
délky, krásy i mohutnosti.
G. C. Williams přišel v roce 1966 s odlišným výkladem. Pávi a
všichni další něčím mohutným a nápadným vybavení samečkové, svými
nápadnými znaky, které stály spoustu energie a mohou být
například ve vztahu k dravcům i riskantní, ukazují, že si je
mohou dovolit. Samičkám svými znaky sdělují, že jsou silní,
statní a zdraví. Samičky s nimi mají potomky, kteří jsou také
silní, statní, zdraví a v samčí podobě mají stejný znak, takže si
i v další generaci samičky zvolí spíše je, než samečky, kteří
takový znak nemají.
Připadá vám legrační, o čem jsem začal vyprávět?
Legračně to vypadá, to je pravda, nicméně se pod tímto úsměvem
schovává druhý nejzákladnější mechanismus vývoje života, jemuž se
říká pohlavní výběr, sexuální selekce. (Ten první je Żpřírodní
výběr® neboli tlak všech Żnepřátelských sil přírody®, například
proměn klimatu, nedostatku potravy, vysokého výskytu predátorů
čili dravců a parazitů, pod jejichž tlakem druhy života buď
zaniknou nebo se promění.)
Opravdu přispívají samičky k evoluci tím, že si volí samečky na
základě nějakého nápadného znaku? Existují mouchy (Diopsidae),
z jejichž hlavy vystupují dlouhé stopky, oči jsou na jejich
konci. U jednoho druhu těchto much (Cyrtodiopsis) je vzdálenost
mezi očima u samečků větší než než u samiček, někdy přesahuje
délku těla jejich mužného nositele. U dalšího druhu stejných much
rozdíl mezi roztečí očí samečků a samiček tak velký není. U
třetího druhu už v tomto rozdíl mezi pohlavími není.
Jak u prvního, tak u druhého druhu dávají samičky přednost
samečkům s delšími stopkami a tedy větší roztečí mezi očima,
docela stejně, jako dávají pávice přednost pávům s delší, širší a
krásnější ozdobou. Jenže skupina vedená G.Wilkinsonem si všimla,
že jak u prvního tak u druhého druhu mušek s očima na stopkách
volících samečky s nejdelšími stopkami, je v potomstvu daleko
větší počet samiček než samečků. Někdy se narodí pouze samičky.
Naproti tomu u druhu třetího, kde mají obě pohlaví oční stopky
stejně dlouhé, se rodí stejný počet samiček jako samečků.
Jak je to možné?
Tělesné buňky samiček mají dva pohlavní chromosomy X (jsou tedy
XX). Tělesné buňky samečků mají pohlavní chromosomy X a Y (jsou
tedy XY). Pohlavní buňky vznikají z buněk tělesných složitým
dělením, jemuž se říká meiosa neboli redukční dělení. Vzniklá
pohlavní buňka, spermie nebo vajíčko, má v porovnání s tělesnou
buňkou poloviční počet chromosomů a jen jeden chromosom pohlavní.
V případě vajíčka je zbylým pohlavním chromosomem X. Spermie jsou
nositelkami buď X nebo Y. Jestliže oplodní vajíčko spermie s X
chromosomem, má vzniklá buňka opět dva chromosomy X a narodí se
samička. Jestliže oplodňuje spermie s Y chromosomem, vznikne
buňka XY a narodí se sameček.
V případě samečků much, jejichž oční stopky jsou delší než u
samiček, odpovídá za skutečnost, že se v další generaci rodí
převážně nebo výlučně samičky, jejich pohlavní chromosom
X. Zřejmě je nositelem Żsobeckého® genu nebo jejich většího
počtu. Jakmile se totiž začnou tělesné buňky pohlavních žláz
dělit tak, aby z nich vznikly spermie, Żsobecký® gen nebo geny
chromosomu X neznámým způsobem zničí všechny spermie, které nosí
chromosom Y.
Přežijí tedy spermie nosící X a výsledkem jsou převážně nebo
výlučně oplodněná vajíčka XX, takže samičky. ŻSobecký gen® se od
genů, které své nositele poškozují takže se jejich počet příliš
nezvyšuje liší tím, že se v průběhu nějakého počtu generací
namnoží, byť svého nositele může také poškozovat.
Samozřejmě, že z pohledu chromosomu Y je chování sobeckého X
chromosomu nežádoucí. Takže se objevili samečkové, u nichž geny
vázané na Y dovedou ničivou činnost sobeckého X zastavit.
Je souvislost mezi volbou samiček prvních dvou druhů mušek
vybírajících samečky s co možná nejdelšími stopkami a výskytem
samečků, jejichž X chromosom ničí chromosom Y, takže se v další
generaci rodí hlavně samičky, náhodná, nebo jde o příčinný vztah?
Wilkinsonova skupina podrobila mouchy s očima na stopkách umělému
výběru po celých dvaadvacet generací. Zjistila, že čím měli
samečkové rozteč mezi očima větší, tím více potlačovali činnost
sobeckého chromosomu X. Čím tedy měli samečkové oči od sebe dále,
tím větší byla v jejich potomstvu převaha samečků (až 63%). A
naopak: čím byla rozteč mezi očima samečků menší, tím větší byla
v jejich potomstvu převaha samiček (až 100%).
Ve volné přírodě se u much s očima na stopkách vyskytuje jak
sobecký chromosom X (přesněji řečeno sobecký gen nebo geny, které
nese), tak Żobranný® chromosom Y (příslušný gen nebo geny), jenž
dokáže činnost sobeckého X zastavit. Kromě nich existují i
Żnormální® X a Y chromosomy. Shrnuto:
-- Sameček s Żnormálním® X chromosomem bude mít stejný počet
spermií nesoucích X, jak spermií nesoucích Y chromosom. Podíl
synů a dcer bude v jeho potomstvu 1:1. V tomto případě nezáleží
na tom, zda je Y chromosom Żnormální® nebo Żobranný®.
-- U samečka se Żsobeckým® X a Żnormálním® Y chromosomem budou
zničeny téměř všechny nebo všechny spermie nesoucí Y, v důsledku
toho budou jeho potomstvo tvořit téměř výlučně dcery.
-- Jestliže má sameček v tělesných buňkách Żsobecký® X a
Żobranný® Y, vyhrává obrana nad sobectvím a v potomstvu se
objevuje lehká převaha synů (63%).
ŻVýhodné geny®, jimž samičky u samečků v tomto případě dávají
přednost, tedy nejsou geny, které by obecně zvyšovaly
životaschopnost, ale geny, které zvyšují odolnost vůči vlivu
Żsobeckého® chromosomu X.
Což je objev.
***
Snad v každé z předchozích knížek této řady vyprávím o přírodním
výběru a tak se k němu opět vracím. Čtenář se může zeptat, co
vlastně přírodní výběr vybírá. A také může položit otázku, kam
vlastně výběr směřuje. Ernst MayrP1, velký starý muž evoluční
biologie, jemuž se přezdívá Darwinův buldog, spolu s mnoha
dalšími vědci upozorňuje, že jde o jednu z nejzákladnějších
otázek oboru. Vědecká literatura, která se jejím řešením zabývá,
je objemem i počtem téměř nepřehledná. Svízel je už s pojmem
Żvýběr® neboli selekce, protože označuje postup šlechtitelů,
kteří se snaží v nějakém směru Żvybrat ty nejlepší®, ať už
nejrychlejší nebo nejstatnější koně a psy nebo hovězí dobytek s
nejvyšší dojivostí či nejvyšší masitostí. Přírodní výběr je tedy
procesem nenáhodného vylučování (z dalšího rozmnožování). Herbert
Spencer (1820--1903) zavedl později rozsáhle zneužívaný pojem
Żpřežití nejzdatnějších® (survival of fittest), který je podle
Mayra dobrý, pokud se podaří přesně vymezit, co znamená pojem
zdatný. Kromě přírodního výběru, jak ukázali pávi, mouchy s očima
na stopkách a spousty dalších živočišných druhů, existuje ještě
pohlavní výběr, kterému teoretici milující přesné formulace
začínají říkat Żvýběr za účelem reproduktivního úspěchu®
(selection for reproductive success). Mayr upozorňuje, že
přírodní výběr je proces, který probíhá ve dvou krocích. V prvním
z nich spatří světlo světa ohromné množství variací. Teprve druhý
krok (proměna klimatu, predátoři, parazité...) je krokem, v němž
probíhá výběr (nebo vylučování).
Darwin byl zprvu přesvědčen, že Żjednotkou®, kterou přírodní
výběr vybírá, je individuální organismus, jedinec. Živočich nebo
rostlina jsou tím, co přežije nebo nepřežije, rozmnoží se nebo se
nerozmnoží. Teprve později došel Darwin k názoru, že by předmětem
výběru, zvláště v případě lidí, mohla být sociální skupina.
Darwinovi současní žáci intenzivně debatují o tom, zda přírodní
výběr nevolí jiné cíle, než je individuální organismus.
Například geny. Problém je, že Żnahaté® geny v přírodě
neexistují, vždy se v něčem, byť na té nejjednodušší úrovni,
jakou jsou viry, skrývají. Kromě toho se geny nevyskytují
izolovaně. I nejjednodušší viry jich mají víc, například virus
vztekliny jich má pět. Celek pěti genů znamená víc než jejich
pouhý součet, což se podstatně víc týká organismů, které jsou
nositeli podstatně většího počtu genů (u lidí se jejich počet
odhaduje na 75--100 tisíc). Při tomto počtu geny rozsáhle
Żspolupracují®, stejně jako mohou svou činnost vzájemně omezovat.
Takže i R. Dawkins, tvůrce teorie sobeckého genu i pojmu memP2,
má zato, že Ż...genetické replikátory nejsou vybírány přímo...ale
prostřednictvím svým fenotypických vlivů.® P3 Geny jsou tedy
vybírány prostřednictvím svých Żnosičů®, organismů.
Zajímavé je, že se evolucionisté, vědci zabývající se vývojem
života, dosud málo zabývali výběrem na úrovni pohlavních buněk.
Zdraví samečkové včetně mužů vytvářejí v průběhu života obvykle
biliony spermií, z nichž se Żuplatní® jen zcela zanedbatelný
počet. Vlastnosti jednotlivých spermií ze současně vytvořené
skupiny jsou velmi rozmanité. I zcela zdravé spermie se vzájemně
odlišují, například rychlostí pohybu. Natož vlastnosti spermií
v postupně vznikajících skupinách -- odlišné vlastnosti mají
spermie téhož jedince ve věku dvaceti a ve věku šedesáti let.
Velmi rozsáhle se mohou odlišovat vlastnosti spermií různých, byť
stejně starých mužů, a to jak rychlostí pohybu, tak schopností
průniku do vajíčka. V odlišné podobě platí něco podobného pro
samičí (a ženská) vajíčka. Před časem vyvolala značnou pozornost
(a nelibost moralistů) kniha autorů, kteří se těmito otázkami
zabývali u žen, které dobrovolně přiznávaly, že jsou polygamní.
Většina evolucionistů má stále zato, že přírodní výběr Żvidí®
fenotypy, to jest jednotlivé organismy. Přitom je nutné mít na
mysli, že každý genotyp neboli soubor genů tvořících genetickou
informaci rostlin, psů, ptáků, stejně jako lidí tvoří v interakci
s prostředím velký počet různých fenotypů. Každý, kdo sledoval
jeden vrh štěňat či koťat nebo porovnává sebe a své sourozence,
ví, jak jsou potomci stejných rodičů vzájemně odlišní.
Může probíhat přírodní výběr na úrovni skupiny?
Mayr rozlišuje Żměkkou® neboli falešnou a Żtvrdou® skupinovou
selekci. Měkký výběr se týká skupin, jejichž zdatnost ve vztahu
k přežití a rozmnožení je dána aritmetickým průměrem zdatnosti
jejích jednotlivých členů. Úspěch takové skupiny podmiňuje vysoká
zdatnost jejích jednotlivých členů, takže podle Mayra o výběr na
úrovni skupiny nejde. Jestliže je však zdatnost skupiny na
základě interakcí jejích jednotlivých členů, například
v souvislosti s dělbou práce u lidských skupin, vyšší nebo nižší
než je průměrná zdatnost jednotlivých členů, pak tuto skupinu
přírodní výběr Żvidí® a jde o Żtvrdou® neboli pravou selekci na
úrovni skupiny.
Mayr poznamenává, že rozlišení měkké a tvrdé skupinové selekce je
někdy obtížné. Příkladem skupinové selekce je bitva dvou skupin
šimpanzů, z nichž jedna s výjimkou samiček vyhubí druhou. Úspěch
záleží na dobré strategii, skupina se chová jako celek.
Může přírodní výběr probíhat i na úrovni druhu? Jeden druh života
může vyhubit jiný druh života. Jakmile se do afrického Viktoriina
jezera dostal nilský okoun, vyhubil několik set druhů místních
rybek cichlid. I Charles Darwin v roce 1859 popsal, jak na Novém
Zélandu v soutěži s druhy dovezenými z Anglie, vyhynula řada
druhů místních rostlin i zvířat. Mayr však i tyto příklady
považuje za výsledek soutěže jednotlivých příslušníků
jednotlivých druhů. Raději než výběr druhů užívá pojem náhrada
jednoho druhu druhem jiným.
Zvláštním případem by mohlo být chování druhu člověk, jenž, pokud
je známo, vyhubil virus pravých neštovic. Poslední dva známé
vzorky neštovičného viru se uchovávají ve zmrazeném a vysušeném
stavu v jedné laboratoři ve Spojených státech amerických a
v jedné ruské laboratoři. Doufejme, že jenom tam. Pravé neštovice
jsou strašlivá choroba pobíhající s vysokou úmrtností. Lidi,
kteří přežili, zohaví a nadto často oslepí. Virus pravých
neštovic byl už jako zbraň užit bílými kolonisty proti americkým
Indiánům. Stalo se to v době, kdy ještě vůbec nebylo známo, co je
jejich příčinou. Zato bylo známo, že je možné šířit infekci šaty,
které na sobě měl nemocný člověk. Proti pravým neštovicím se už
málem celou jednu generaci neočkuje. Virus pravých neštovic
v rukou teororistů...
Poznámky
Poznámka 1
O Ernstu Mayrovi je kapitola v knížce Mravenec a vesmír
(Vyšehrad, Praha 1997.)
Poznámka 2
Memům jsem věnoval kapitolu v knížce Mravenec a vesmír (Vyšehrad,
Praha 1997). Mem je v sociálním a kulturním poli totéž, co je gen
v poli přírodním -- replikátor, tedy něco, co se přenáší
z jedince do jedince, okopíruje a zároveň pomnoží. Geny se
přenášejí například pohlavními buňkami (mohou je přenášet i
viry), memy se přenášejí informačními kanály. Příkladem
jednoduchého memu je popěvek, jednoduchá móda, příkladem
složitých (komplexních) memů jsou ideologie, náboženství,
politické a vědecké teorie.
Poznámka 3
Genotyp je genetické uspořádání organismu, soubor jeho genů.
Fenotyp je fyzický vzhled organismu, neboli to, co geny
v interakci s prostředím vytvořily.
Literatura
Nature 391, 1998, s.276.
Nature 391, 1998, s.223.
Behavioral and Brain Sciences 17, 1994, s.630.
Cognition 36, 1990, s.1.
Fisher, R.A.: The genetical theory of natural selection.
Clarendon, Oxford, 1930.
Williams, G.C.: Adaptation and natural selection: A critique of
some current evolutionary thought.
Princeton University Press, 1966.
Proc Natl Acad Sci USA 94, 1997, s. 2091.
Baker,M., Bellis, M.: Human sperm competition.
London, Chapman Hall, 1995.
Baron-Cohen,S.: Mindblindess.
MIT Press,1995.
htp://www.cogsci.soton.ac.uk/bbs/Archive/bbs.dunbar.html
http://www.massey.ac.nz/~i75202/lecture7/lecture7.html
Plodný půlměsíc
Proč probíhaly dějiny za posledních třináct tisíc let právě tak,
jak proběhly? Proč například dobyli Evropané Ameriku a nikoli
Aztékové Evropu? Které jsou tři základní směry současného výzkumu
lidské historie? Je pravda, že klíčem k dobytí Ameriky, Dálného
východu i Afriky byly události v takzvaném plodném půlměsíci
staré možná devět tisíc let?
Colin Renfrew, archeolog z univerzity v anglickém Southamptonu,
říká, že studium lidské historie má v současnosti tři základní
rozměry -- archeologii, lingvistiku a genetiku. Historie se podle
něj vstupem těchto oborů začíná pomalu měnit z Żměkké®, sociální
vědy, na vědu Żtvrdou®, v níž se dají vyslovovat předpovědi,
ověřitelné případně pokusem nebo jiným druhem testování. Má
pravdu?
Přinejmenším ví, o čem mluví. Snad každého, kdo má trochu
fantazie a komu nedokázala škola zkazit radost z dějepisu
(málokterý předmět záleží víc na učiteli a rodičích, z dějepisu
jde udělat duchamornou pustinu stejně jako vzrušující
dobrodružství poznání), musely při studiu historie napadnout
otázky, které zněly prostoduše či dokonce směšně.
Například: jak je možné, že několik set španělských dobyvatelů
dokázalo zničit dvě obrovské říše, které měly tolik obyvatel, že
by Španěly prostě museli utlouci čepicemi? Proč tomu nebylo
naopak, proč se posádky aztéckých lodí nevylodily u evropského
pobřeží a nedobyly kontinent? Proč právě Evropané kolonizovali
Ameriku a Afriku, proč to nedokázali třeba Číňané? Proč se dějiny
světa vyvíjely právě tak, jak se vyvíjely, proč třeba nevznikla
kvetoucí civilizace v Austrálii? Mohly by tyto dětské otázky mít
nějaký společný jmenovatel?
Historici vám řeknou, že přinejmenším jeden. Je jím vznik
zemědělství. Často jej považují za snad nejvýznamnější událost
lidských dějin od konce poslední ledové doby. Vznik zemědělství
umožnil proměnu početně slabých a rozptýlených skupin sběračů a
lovců na podstatně početnější skupiny usedlých zemědělců, které
začaly vytvářet daleko složitější společnosti, v nichž se
objevily znaky jevu, jemuž se říká civilizace.
Kdy a kde se objevili první zemědělci?
Mnoho badatelů se domnívá, že domestikace rostlin a zvířat,
neboli zemědělství, vznikalo nezávisle na sobě, v několika
místech světa. Lidé si pak získané a naučené dovednosti mezi
sebou vyměňovali. Jiní vědci si myslí, že zemědělství vzniklo
najednou, krátkou revoluční proměnou, v jednom místě a odtud se
šířilo do ostatního světa. Pro tuto možnost svědčí archeologický
výzkum prováděný na území, které bylo nazváno plodným půlměsícem
(nebo srpkem, fertile crescent). To je oblast, která se rozkládá
na svazích hor v dnešním jihovýchodním Turecku a dosahuje až do
přilehlé západní části Iránu. Plodnou byla pojmenována proto, že
se v ní vyskytovaly divoké podoby základních plodin, které lidé
pěstují dodnes, například ječmen, dva druhy pšenice, čočka,
hrách, cizrna, len a další. V blízkosti jižního okraje srpku bylo
domestikováno hroznové víno a olivy, uvnitř srpku byly zjištěny
doklady pro první domestikaci ovcí, koz, hovězího dobytka a
prasat.
Podle archeologických nálezů tam místní obyvatelé zdomácněli a
začali soustavně pěstovat původně divoce rostoucího předka
pšenice jednozrnky (Einkorn v devátém až osmém tisíciletí př.n.l.
O tisíc let později se její pěstování objevuje na východním břehu
Středozemního moře a v blízkosti jižního břehu Černého moře,
v šestém tisíciletí je už na Balkáně, v pátém dosahuje střední
Evropu, dnešní Italii a jižní Španělsko, kolem r. 3800 př.n.l. je
v jižní Anglii a kolem r. 2500 př.n.l. v jižní Skandinavii.
Podobným způsobem se šířilo zemědělství z plodného půlměsíce na
východ.
Botanici už před nějakou dobou dokázali, že předek kultivované
jednozrnky byl velmi blízký divoce rostoucím obilovinám, které je
možné v plodném srpku najít i dnes. Nebylo však jasné, ve kterém
místě srpku se lidem poprvé podařila tato historická proměna
divoce rostoucího předka pšenice na její domácí podobu, proměna,
která nejzákladnějším způsobem ovlivnila chod našich dějin.
V tomto okamžiku začne být zřejmé, jakou pravdu s proměnou
současné historické vědy má Colin Renfrew. Neboť otázku rozřešila
skupina molekulárních genetiků vedená M. Heunem ze Zemědělské
university Norska. Vědci vyšetřili genetické vlastnosti plných
1362 linií pšenice jednozrnky z plodného půlměsíce, jeho okolí,
z několika zemí včetně Balkánu. U 388 z nich určili takzvané
genetické otisky prstů. To je metoda rozsáhle užívaná v mnoha
oborech včetně kriminalistiky, protože umožňuje určit biologickou
identitu, příbuzenskou blízkost (nebo vzdálenost) i sestavovat
rodokmeny.P1 Pracné a rozsáhlé vyšetřování Heunovy skupiny
dokázalo, že se proměna divoce žijícího předka na domácí pšenici
jednozrnku podařila na svazích pohoří Karacadag v jižním Turecku,
v malé oblasti plodného srpku. Je dobře možné, že se to zdařilo
jedné malé lidské skupině, v poměrně krátké době.
Proč byl vynález zemědělství tak důležitý? Protože, jak tvrdí
Jared DiamondP2 v knize Guns, Germs and Steel: The Fates of Human
Societies (Děla, mikrobi a ocel: Osudy lidských společností),
přímo a nepřímo samozřejmě, že společně s mnoha dalšími vlivy,
určil osudy lidských společností na všech kontintech na dalších
deset tisíciletí dopředu.
Základní Diamondovy myšlenky jsou prosté, vypadají jako
ověřitelné teorie. Lze předpokládat, že s nimi zcela jistě nebude
souhlasit řada historiků, kteří pro svůj nesouhlas najdou mnoho
dobrých důvodů. Přinejmenším proto, že jsou Diamondovy úvahy až
příliš jednoduché a průzračné, což dějiny nebývají. Přesto
myslím, že stojí za chvilku pozornosti.
Diamond říká, že mezi životem lidí v Evropě a Asii na straně
jedné, Africe, Americe a Austrálii na straně druhé byly kolem
roku 1500 n.l. nápadné rozdíly. Evropu, Asii a část severní
Afriky kontrolovaly státy a říše s technologiemi, které užívaly
železo a byly na prahu industrializace. Aztékové a Inkové
v dnešním Mexiku a Peru měli kamenné, kostěnné a dřevěné
nástroje, kovové byly jen ze zlata, velmi vzácně z bronzu.
Subsaharská část Afriky byla v rukou malých státních útvarů,
které užívaly železo. V Australii, Oceánii a na Nové Guneji žili
lovci a sběrači.
R. 1500 n.l. je přibližná doba, v níž Evropané začali s velkými
zámořskými plavbami, které byly jedním z klíčů k dalekosáhlým
proměnám, z nichž v dalších stoletích vyšel svět, jak jej známe
dnes. Potomci Evropanů v jejich průběhu ovládli obě Ameriky,
Austrálii, Oceánii, valnou část Asie i Afriku. Jak se jim to
zdařilo? Proč nevypadal průběh těchto událostí zcela odlišně?
Klíčem k tomuto vývoji byla podle Diamonda souhra řady okolností:
1.Výskyt dostatečného počtu domestikovatelných druhů rostlin a
zvířat v Eurasii, zejména v plodném půlměsíci. V tomto ohledu
byly všechny ostatní kontinenty podstatně chudší. Domestikace
koní proběhla o několik tisíciletí později ve stepi, která se
tehdy rozkládala od Ukrajiny až k Uralu. Domestikace pšenice
jednozrnky byla poměrně snadná a proběhla v krátké době. Naproti
tomu domestikace kukuřice v Americe byla náročná. V Eurasii
divoce žili předchůdci dnešních koní, hovězího dobytka, koz, ovcí
i prasat. Amerika vlastnila jen lamy a alpaky. Všichni větší
savci buď vyhynuli před příchodem lidí, nebo jimi byli vyhubeni.
V subsaharské Africe se podařilo zdomácnět jen perličku. Ostatní
velká africká zvířata se domestikovat, s výjimkou slonů, nedají.
Z velkého počtu zvířat je totiž domestikovatelný jen zanedbatelný
zlomek. Zvířata musí mít pro lidi vysokou užitnou hodnotu,
počínaje masem, musí rychle růst, rozmnožovat se v zajetí, musí
mít sociální strukturu, která jim diktuje, že budou podrobivá
vůči nadřízeným příslušníkům vlastního druhu (a lidem), a musí
bez paniky snášet uzavření do ohrad. Všimněte si, jak všechna
domestikovatelná zvířata byla zdomácněna před mnoha tisíci lety,
jak se přes všechno úsilí nezdařilo zdomácnět další druhy.
2.Geografické rozložení Eurasie sledující rovnoběžky. Severní i
Jižní Amerika svým rozložením sledují spíše poledníky. Šíření
domestikovaných druhů rostlin i zvířat podle rovnoběžek je snazší
než v severojižním směru už pro podstatně větší výkyvy klimatu, s
nimiž se druhy domestikované v nějaké zeměpisné šířce potkávají
ve vyšších nebo naopak nižších zeměpisných šířkách.
3. Domestikace zvířat znamenala jejich značné nakupení a dostatek
potravy znamenal mohutný početní růst lidských skupin. Důsledkem
je vznik měst, státní organizace a jejích institucí, písma,
včetně větší dělby práce, například řemesel, jejichž
provozovatelé se nemuseli věnovat výrobě potravin přímo.
4. Nakupení lidí, domestikovaných zvířat (i rostlin) je ideální
příležitost pro parazity všeho druhu. Parasité, které původně
hostila zvířata, se buď částečně, případně úplně specializovali
na lidi. Tuberkulóza byla původně nemocí hovězího dobytka.
Chřipka byla nemocí vodního ptactva včetně drůbeže a prasat.
Pravé neštovice snad nemocí velbloudů. Jeden smrtící typ malárie
nemocí domestikovaného ptactva. Obyvatelé Eurasie si za
tisíciletí soužití s těmito nemocemi vypěstovali proti některým
z nich, zejména proti tuberkulóze, značnou odolnost. Podobně si
vypěstovali značnou odolnost vůči důsledkům pití alkoholu. Proti
neštovicím koncem 18.století vynalezli očkování. Zatímco Indiáni
a další domorodé populace byly téměř bezbranné.P3
V roce 1500 tedy měli Evropané lodě schopné plavby přes oceán,
děla a další ocelové zbraně i jízdní oddíly na koních. Lidé na
jiných kontinentech je neměli. Spolu s Evropany se dostaly na
jiné kontinenty i tuberkulóza ( z Ameriky nebo Afriky naproti
tomu přišla příčina syfilisP4), pravé neštovice a alkohol.
Toto jsou podle Diamonda základní důvody, proč Evropané po roce
1500 n.l. dobyli ostatní kontinenty a proč tomu nebylo naopak
důvody, jejichž kořeny vyrostly v nepatrném místě plodného srpku,
na úpatí tureckého pohoří Karacadag, asi deset tisíc let předtím.
ŻA jak to bylo s jazyky?®, mohl by se zeptat pozorný čtenář,
který si vybaví názor archeologa Renfrewa. J. Diamond si v jiné
publikaciP5, podobně jako mnoho dalších vědců, povšiml, jak velmi
nerovnoměrně jsou po světě rozloženy jazyky, jimiž lidé mluví.
Nerovnoměrnost rozložení nejlépe vyplyne z tabulky:
Jazyková rozmanitost v různých částech světa
Plocha km2 Počet Počet Počet Počet
jazyků jazykových jazyků jazyk.
skupin na skupin
(stocks) 106 km2 na 106 km2
Nová Guinea 800 000 asi 1 000 asi 60 asi 1 250 75
Kalifornie 411 000 asi 64 asi 6 156 15
Afrika 30 000 000 1 469 4 49 0,13
Evropa 10 000 000 63 3 6 0,30
Eurasie 56 000 000 808 17 15 0,30
Jazykové skupiny (stocks) jsou jazykové rodiny (například rodina
indoevropských jazyků) plus izolované jazyky, které se do žádné
rodiny nepodařilo zařadit (v Evropě například baskičtina, jazyk
Basků, žijících v severním Španělsku)
Podle Nature 389, 1997, s.545.
Na první pohled udeří do očí, že se v Evropě, jejíž plocha je
deset milionů čtverečních kilometrů, mluví jen třiašedesáti
jazyky spadajícími do čtyř jazykových skupin, zatímco na Nové
Guineji, jejíž plocha odpovídá necelé desetině plochy Evropy, se
mluví jedním tisícem rozličných jazyků, nikoli rozličných
dialektů, ale skutečně rozličných jazyků.
Většina jazyků se dá zařadit do nějaké jazykové rodiny. Z toho
plyne, že se vyvinuly ze společného předka, podobně jako může mít
strom společný kmen, ze kterého vyroste spousta odlišných větví.
Klasickým příkladem z novější doby je vývoj latiny, s níž se
mluvilo ve starověkém Římě, do moderních románských jazyků,
například fracouzštiny, španělštiny, italštiny. Z vývoje tohoto
druhu je možné odhadnout, jak dlouho trvá proměna společného
jazykového předka na modernější větve.
Vědci, jako jsou Peter Bellwood a Colin Renfrew, soudí, že se
většina jazyků, jimiž se mluví v Evropě a Africe, vyvinula
z přibližně šestnácti jazyků, kterými se mluvilo před deseti
tisíci lety. Což je v porovnání s počtem jazyků, které se užívají
na Nové Guineji nebo v Kalifornii, překvapivě malý počet. Někteří
z nich z toho soudí, že prapůvodní jazykovou pestrost, která
mohla v Evropě i Africe být podobná rozmanitosti jazyků
v Kalifornii nebo na Nové Guneji, zničil Żjazykový parní válec®.
Bellwood i Renfrew soudí, že tímto parním válcem byly velké,
rychle se rozmnoživší skupiny prvních zemědělců mluvících
společným jazykem. Pohltily, vytlačily nebo zničily menší a
slabší skupinky lovců a sběračů. Odhaduje se, že vynález
zemědělství rozmnožil počet lidí v místech, kde jej lidé začali
užívat, jejich počet na desetinásobek až stonásobek. Míst,
v nichž na světě mohlo vzniknout zemědělství, je s ohledem na
dostatečnou rozmanitost domestikovatelných rostlin a zvířat možná
jen pět, plodný půlměsíc je z nich nejstarší.
Rychlé šíření prvních zemědělců dokládají i archeologické nálezy.
Kromě nich jsou možná také důkazem nápadné rozdíly mezi původním,
domorodým obyvatelstvem a novými příchozími, které se v některých
místech světa uchovaly. Příkladem jsou rozdíly mezi africkými
zemědělci a lovci-sběrači, například Pygmeji, v subsaharské
Africe.
Šíření prvních zemědělců by mohlo být i klíčem k lidské genetické
historii. V současnosti se velmi intenzívně diskutuje o tom, kdy
a jak se objevili naši přímí předci v Evropě. Jsme potomky lidí,
kteří vyšli v jedné vlně z Afriky a nahradili všechny lidské
skupiny, které potkali, aniž se s nimi mísili? Vytlačili nebo
vyhubili neandertálce? Vznikly rozdíly mezi lidskými rasami až
potom? Nebo jsme potomky rozmanitých lidských skupin, které se
vyvíjely v místech, kde v podstatě žijí dodnes, takže jsou lidské
rasy výsledkem dlouhého místního vývoje?
A co říkají kritici uvedených názorů, jako jsou například J.E.
Terrel, J.Hines, T.L.Hunt, Ch. Kusimba, C.Lipo nebo W.E. Sterrer?
Dokládají, že stupeň izolace lidských skupin a doba, která od
jejich předpokládané izolace uplynula, dobře nepředpovídají počet
jazyků na jednotku plochy zemského povrchu ani jejich
rozmanitost. Poměry na Nové Guneji ani mezi indiánskými obyvateli
Kalifornie se jim nezdají být dobrým modelem. Říkají, že nikdo
nemá představu o tom, jak mohla vypadat jazyková rozmanitost
v tak vzdálené době, jakou je osmé tisíciletí př.n.l., neboť se
jen stěží rekonstruují jazykové poměry panující v druhém
tisíciletí
př.n.l. A W. Sterrer oprávněně poznamenal, že je při šíření
jazyků nutné uvážit nejen zemědělce a jejich pluhy, ale také
válečníky a jejich válečné vozy tažené koňmi. Je totiž možné, že
Kalifornie a Nová Guinea zůstaly jazykově nedotčené proto, že se
do těchto míst dlouho nedostali koně. Možná, že jazyky byly po
Evropě šířeny s mečem v ruce, zatímco pluh je šířil v Africe.
Poznámky
Poznámka 1
Tento postup využívá enzymy, které se jmenují restrikční
endonukleasy, v současnosti jich je známo mnoho set. Restrikční
endonukleasy Żstříhají® řetěz DNK vždy za zcela určitou skupinou
jeho písmen. Pořadí skupiny písmen, které nějaká restrikční
endonukleasa odstříhává, je stejné. Tato skupina se však v řetězu
DNK vyskytuje v různých místech se vzájemně odlišnou vzdáleností.
Jeden druh restrikční endonukleasy tedy nastříhá řetěz DNK na
velký počet různě dlouhých úseků. Jiný druh téhož enzymu udělá
totéž s jinými skupinami písmen a tedy na jiných místech řetězu.
Různě dlouhé kousky řetězu DNK je možné rozdělit postupem,
kterému se říká elektroforesa. Vzorek řetězu DNK nastříhaný na
různě dlouhé kousky se vloží na začátek pásu tvořeného například
agarosou. To je druh želatiny. V elektrickém poli putuje záporně
nabitá DNK k pozitivnímu pólu. Nejdelší ústřižky se pohybují
nejpomaleji, nejkratší nejrychleji. Rozdělí se tedy podle
velikosti. Pak se obarví a vyfotografují. Princip tohoto postupu
užila vyšetřovací technika, která se doslovně jmenuje DNK
fingerpriting, otisky prstů DNK. K identifikaci lidí ji například
rozsáhle užívají soudní lékaři. Postup je v zásadě stejný
zkoumá-li se identita DNK lidí nebo bakterií nebo obilí: Řetěz
jednoho vlákna (DNK je dvojitá šroubovnice, před zkoumání se musí
rozplést) nastříháte a chromatograficky rozdělíte. K označení
jednotlivých zlomků řetězu užijete radioaktivně označené
komplementární sondy: písmena kódu DNK jsou jednoduché chemické
sloučeniny adenin (A), guanin (G), thymin (T), cytosin (C).
Vlákna dvoušroubovnice jsou vzájemně spojena vodíkovými můstky.
Ty propojují vždy adenin s thyminem (A - T) a guanin s cytosinem
( G - C). Představte si jedno vlákno DNK s pořadím písmen
například...GGCCTTAAAGCCTT... K části tohoto řetězce, například
k jeho levému okraji ...GGCCT..., můžete navázat dejme tomu
pětipísmenovou Żsondu® tvořenou Żkomplementární® DNK. Sonda se
naváže podle pravidla vzájemného spojovaní písmen mezi řetězci.
Pořadí písmen sondy tedy bude Żzrcadlové®, CCGGA.
Sondy se s přesností vztahu klíče a zámku váží na chemicky
Żzrcadlovou® část nastříhaného řetězu DNK. Celý pruh se položí na
film. Sondy vázané na označená místa jej ozáří. Po vyvolání se
objeví obrázek podobný čárovému kódu označujícímu zboží
v obchodech. Nejde-li o jednovaječná dvojčata, je pořadí písmen i
jejich malých skupin, včetně těch, které odstřihují restrikční
endonukleasy, každého člověka, zvířete nebo rostliny v řetězu DNK
jedinečné. Každý má své, osobní. (Jako máme své osobní a
jedinečné otisky prstů.) Z řetězu DNK různých lidí (nebo druhů
obilí) tím vzniknou tedy různé dlouhé zlomky, které se
v elektrickém poli rozloží podle své délky. ŻČárový kód® DNK
různých lidí je tudíž vzájemně odlišný, tím odlišnější, čím jsou
lidé geneticky méně příbuzní. Podle postupu, který se užije, lze
tedy vyloučit nebo potvrdit totožnost DNK biologického materiálu
získaného na místě činu a DNK získané z možného pachatele s
pravděpodobností například jedna ku sto tisícům, ale i mnohem
vyšší. Z otisků prstů DNK je možné vyčíst i genetickou
příbuznost. Má to význam například pro určení otcovství nebo
mateřství.
Poznámka 2
J. Diamond pracuje v Oddělení fysiologie Lékařské fakulty
Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA). Jeho eletronická
adresa je [email protected]
Poznámka 3
Tuberkulóza si vzala asi miliardu lidských životů jen
v posledních třech stoletích, chřipka asi dvacet milionů životů
jen v epidemii z r. 1918, (tzv Żšpanělská chřipka®). Krysa Rattus
rattus ani její blechy domestikovanými zvířaty jistě nejsou, ale
byly to právě mohutně pomnožené lidské populace s dostatkem
potravy a jejích zbytků, které krysám, jejich blechám tím i
morovým bakteriím umožnily čas od času úspěšnou populační
explosi, které my, lidé, říkáme epidemie černé smrti. Blíže viz
Koukolík, F.: O nemocech a lidech, Makropulos, Praha 1998,
kapitola Červená a černá.) Epidemie morové Černé smrti z r. 1348
stála život nejméně čtvrtinu evropského obyvatelstva. V šestém
století n.l. zkosila kolem 100 milionů lidí, čímž ukončila éru,
které se říká starověk. Mimořádným vědeckým úspěchem je úplný
popis genetické informace tuberkulózní bakterie uveřejněný
podobně jako úplný popis genetické informace příčiny syfilis
Treponema pallidum v roce 1998. Znalost úplné genetické informace
znamená cestu k novým druhů léčby. Význam tohoto objevu by se dal
přirovnat k pochopení vnitřní konstrukce a jištění nesmírně
dokonalého a účinného výbušného zařízení. (Nature 393, 1998,
s. 515, Nature 393, 1998, s. 537, Science 281, 1908, s. 324,
http://www.tigr.org/tdb/tdb.html
Poznámka 4
Nález v mumii dokázal, že tuberkulóza byla v Peru dlouhou dobu
před dobytím Ameriky Evropany. Což nic nemění na skutečnosti, že
epidemie tuberkulózy zavlečené Evropany spolu s neštovicemi,
spalničkami a alkoholem málem vyhubily severoamerické Indiány.
Zjištění úplné genetické informace příčiny syfilis Treponema
pallidum (Poznámka 3) rozluštilo velmi starý spor o tom, kde se
v Evropě vzala syfilis. Jeden názor mluvil o tom, že byla do
Evropy zavlečena z Ameriky, druhý měl zato, že vznikla místní
mutací. Epidemie syfilis zachvátila Evropu na začátku 16.
století. Říkalo se jí francouzská nemoc, protože hromadně
postihla francouzské žoldnéře tehdy bojující s Itálií. Syfilis
tehdy byla zničující, poměrně rychle probíhající nemoc
doprovázena rozpadem tkání včetně obličejových. V této podobě
zřejmě postihla i Cesara Borgiu (1475 - 1507), předobraz
Machiavelliho Knížete. V dalších stoletích se její průběh
zmírnil. Genetická informace Treponema pallidum je prakticky
totožná s genetickou informací treponemy (spirochety), která se
jmenuje Treponema pertenue a je příčinou nemoci jménem framboesie
(syn. yaws,pian, bubas). Je rozšířena v Africe i v Jižní Americe.
Přenáší se v dětství, nepohlavním stykem. Její průběh se podobá
syfilis. Lidé s framboesií jsou vůči syfilis imunní a naopak.
Je možné, že Treponema pallidum vznikla rychlou mutací
z Treponema pertenue poté, co ji účastníci prvních zámořských
plaveb přivezli ve svých tělech do Evropy. Z toho plyne, že si
lidé mezi kontinenty původce smrtících epidemií vyměňovali.
Posledním příkladem je virus HIV, příčina AIDS. Vznikl mutací
opičího viru, která proběhla koncem čtyřicátých let našeho
století v Kongu. (Science 391, 1998, s. 531, s.594). Pokud
onemocnění propukne, je praktiky vždy smrtelné
(na rozdíl od moru, který část lidí přežije i bez léčení).
Poznámka 5
Nature 389, 1997, s.544. Zbytkem původní jazykové pestrosti by
mohla v Evropě být baskičtina zmíněná v tabulce a zaniklé,
nezařaditelné jazyky etruština, s níž se mluvilo v Itálii ještě
v římské době (proslulý římský císař Claudius napsal v mládí jeho
gramatiku, která se k nezměrné lítosti lingvistů ztratila), jakož
i mínojština (lineární A), kterou se mluvilo na starověké Krétě.
Užitá literatura
Science 278, 1997, s.1243
Science 278, 1997, s.1312.
Curr Anthropol. 38, 1997, s.548.
Curr Anthropol. 38, 1997, s.155.
Nature 389, 1997, s.544.
Nature 391, 1998, s.547.
Diamond, J.: Guns, Germs, and Steel. The Fates of Human Societies
(Norton, New York, 1997)
Zohary, D., Hops, M.: Domestication of Plants in the Old World
(2. ed.)
Oxford University Press, Oxford, 1993.
Renfrew, C.: Archaelogy and language: the puzzle of Indoeuropean
origins.
Cape, London, 1987.
Chlapeček a holčička neboli o souvislostech
Jak souvisejí klimatické jevy s dějinami? Příkladem jsou
Chlapeček a Holčička neboli El Niňo a La Niňa, klimatické
události nad Pacifikem. Ovlivnily zátopy na Moravě v létě roku
1997? Proč vznikají? Jaké jsou jejich důsledky?
Říká se, že v jisté době bylo v Anglii zapovězeno čarodějnictví
stejně jako Żprorokování® počasí -- za oba zločiny hrozil stejný
trest -- ale také může jít i o vtip nešťastného klimatologa,
jemuž nic nevychází. Spolehlivé modelování klimatu nedokáží ani
nejvýkonnější soudobé počítače. Jedná se totiž o nesmírně složitý
jev. J.D. Mahlman z Princetonské univerzity píšeP1, že se přes
všechny nejistoty klimatologové shodují v názoru na několik
základních skutečností:
- množství skleníkových plynů v atmosféře roste a je to
důsledek lidské činnosti,
- skleníkové plyny pohlcují a zpětně vydávají infračervené
záření, což je zdrojem ohřevu Země,
- změněné množství skleníkových plynů ovlivní klima na mnoho
set let. Hlavní skleníkové plyny (příkladem jsou oxid uhličitý a
metan) zůstávají v atmosféře po dobu, která kolísá od desetiletí
až po několik století. Klima je přitom značně setrvačné, protože
světový oceán dokáže pohltit velké množství tepla (přesněji
řečeno má velkou tepelnou kapacitu),
- proti ohřevu Země působí pokles množství ozonu v dolní vrstvě
stratosféry, jakož i výskyt sulfátových částic. Míra ovlivnění
daná sulfáty však není přesně známa,
- teplota dolní vrstvy stratosféry klesla nad celou Zemí
v důsledku lidmi zaviněnému vzestupu množství oxidu uhličitého a
poklesu množství ozonu o 10 Celsia, což odpovídá předpovědi
plynoucí z modelů,
- v průběhu minulého století se povrch Země ohřál přibližně
o 0,50 Celsia (0,3 - 0,70C),
- určení změn klimatu zaviněných lidmi znesnadňuje jeho
přirozená variabilita. Zřejmé dlouhodobé vývojové změny klimatu
může tato přirozená variabilita zesílit, ale i oslabit,
- bude trvat nejméně deset let než se podaří z modelování
odstranit nejistoty týkající se například vztahu mezi rostoucím
množstvím skleníkových plynů v atmosféře na straně jedné,
chováním mraků, vodní páry, proudů v oceánech i ledovců na straně
druhé.
I při těchto nejistotách je však možné předvídat - že s
pravděpodobností 99% se bude dolní vrstva stratosféry při růstu
množství oxidu uhličitého nadále ochlazovat, a to výrazně,
bude-li zároveň klesat množství ozonu,
- množství vodní páry v dolní troposféře ( 0 - 3km) bude
přibývat v rozsahu přibližně 6% na 10 Celsia ohřevu zemského
povrchu,
- s pravděpodobností 90% platí, že model proměny klimatu
získaný zkoumáním změn v uplynulém století, jenž mluví o ohřevu
Země vlivem skleníkových plynů platí, a to za předpokladu, že se
do něj podaří vložit dosud nepřesně známý vliv zmíněných
sulfátových částic,
- jestliže stoupne množství oxidu uhličitého v atmosféře na
dvojnásobek množství, které v ní bylo před érou industrializace,
pak může dojít k ohřevu Země v rozsahu 1,5 - 4,50 Celsia.
S ohledem na současné nejistoty modelování existuje
desetiprocentní pravděpodobnost, že bude ohřev nižší, ale i vyšší
než je toto rozmezí,
- do roku 2 100 může v souvislosti s tepelným rozpínáním
stoupnout hladina světových moří v rozsahu 25 - 75 cm. Jestliže
množství oxidu uhličitého v atmosféře stoupne na čtyřnásobek
předindustriálního množství, pak jen tepelné rozpínání v dalších
pěti stoletích zvýší hladinu světových moří o 1 - 3 metry.
O kolik ji zvýší rozpouštění světových ledovců není přesně známo,
- oteplování klimatu způsobí zvýšení vypařování vody,
v důsledku toho poroste objem světových srážek v rozmezí 1,5
-2,5% na každý stupeň oteplení,
- kolem roku 2050 se očekává růst teploty ve vyšších
zeměpisných šířkách severní polokoule a rozpouštění zdejšího
ledovcového příkrovu. V souvislosti s tím mohutně vzrostou
srážky.
Proč o těchto jevech vyprávím?
Protože si málokdo z nás uvědomuje, kolik stojí lidských životů
již dnes, jak s nimi mohou (ale nemusí) souviset například
povodně na Moravě v létě roku 1997, stejně jako šíření malárie
nebo smrtící či invalidizující japonské virové encefalitidy
(zánětu mozku) do oblastí, kde je do nedávna nikdo neznal.
Poznání jednotlivých skutečností je důležité. Ještě důležitější
je však pochopení jejich souvislostí.
Začnu daleko, v západní části Tichého oceánu (Żsměrem®
k Austrálii). Povrchová teplota vody je zde 29 - 300 Celsia. Ve
východní části Tichého oceánu (Żsměrem® k pobřeží Ameriky) je
povrchová teplota vody nižší, 22 - 240 Celsia. Zásobárně teplé
vody na západě se říká Żteplý bazén®. Teplota vody do hloubky 100
- 200 metrů klesá pomalu, prudší pokles teploty je až pod touto
hranicí. To, že je voda u pobřeží Ameriky na povrchu oceánu
chladnější, je dáno vytlačováním chladné vody z hloubi oceánu,
které podmiňují pasátové větry. Rozdíl teploty povrchové vody
oceánu měřený od východní do západní části Tichého oceánu
společně s východním pasátem tvoří druh rovnovážného systému
oceán - atmosféra.
Přibližně jednou za pět let (někdy za dva až tři, jindy za sedm)
se teplá voda ze západní části Tichého oceánu začne přesouvat na
východ. Na pobřeží Peru stoupne teplota mořské vody také
o 50Celsia. Děje se to v období blížících se Vánoc. Proto se
události španělsky říká El Niňo, Chlapeček, doslovně to znamená
Jezulátko. Jakmile Chlapeček, jehož působení může trvat rok i
déle, odezní, přijde Holčička (La Niňa), která má opačné
vlastnosti. Povrchová voda východní části Tichého oceánu se
ochladí. Kolísání teploty povrchové vody ve východním Tichém
oceánu (někdy se uvádí plocha omezená dvacátým stupněm severní a
dvacátým stupněm jižní zeměpisné šířky, stosedmdesátým stupněm
východní délky a pobřežím Amerik), odpovídají změny tlaku vzduchu
nad východní a západní částí oceánu.
Nástupu Chlapečka odpovídají poryvy západního větru nad západním
Pacifikem, které trvají jeden až tři týdny. Nahrazují slabé
východní proudění vzduchu, které se v této části Tichého oceánu
vyskytuje normálně. Mohutné západní proudění větru je důvodem
vzniku obrovských Kelvinových vln mořské vody. Jejich vlnová
délka odpovídá tisícům kilometrů. A jejich výška, neboli
amplituda, je největší právě na hranici značně prohřáté vody
teplého bazénu a hlubší, chladné vody. Předpokládá se, že právě
tyto Kelvinovy vlny zabrání vzestupu chladné vody z hloubky
oceánu ve střední a východní části Tichého oceánu. Takže se oceán
ve východní části, směrem k pobřeží Amerik, neochladí, naopak
jeho teplota začne stoupat. Předpokládá se, že Chlapeček je
důsledek Żpřehřátí® oceánu v západní části, v Żteplém® bazénu,
jenž není s to vydat zpět získanou tepelnou energii. Tepelná
energie se zde hromadí. Poryvy západního větru pravděpodobně
spouštějí uvolňování nakupené energie.
V roce 1997 - 1998 nabral Chlapeček dech a dostal sílu, která
v tomto století ještě nebyla zaznamenána. Ohřívání vody ve
východním Tichém oceánu bylo podstatně rychlejší. Již v říjnu
byla zdejší voda teplejší o pět stupňů než obvykle. Svůj příchod
ohlásil Chlapeček mohutným západním prouděním vzduchu koncem roku
1996 a na začátku roku 1997. Tyto větrné poryvy se dostávaly
mnohem dál na východ, než bylo obvyklé. Teplota podpovrchové vody
ve východním Pacifiku začala rychle a mohutně stoupat, v prosinci
1997 byla o devět stupňů Celsia vyšší než normálně.
Důsledky Chlapečkova působení postihují celou Zemi. Austrálii a
Indonésii zasáhlo sucho. Důsledkem jsou požáry tropického lesa i
savany. Letní monzunové deště, na nichž závisí podstatná část
výživy lidí v jihovýchodní Asii, oslabí. Pacifické pobřeží Jižní
Ameriky postihnou bouřlivé deště a záplavy doprovázené sesuvy
půdy. Ryby závislé na potravě obsažené v chladnější mořské vodě
se společně s ní ztratí, což znamená katastrofu pro rybný
průmysl. Značně stoupá pravděpodobnost, že ničivé větrné smršti
postihnou i jižní části Spojených států včetně Kalifornie. Je
možné, že i katastrofální záplavy, které postihly severní Moravu,
Polsko a východní část Německa, jsou nepřímým důsledkem
Chlapečkova působení. Meteorologové, kteří na toto období
předpovídali pro Indii sucho, zjistili, že se zdejší letní monzun
přiblížil k normě, přinesl tedy daleko víc vody, než se
očekávalo.
Zaplavení půdy znamená ohromnou příležitost pro rozšíření
lidských onemocnění, která se přenášejí vodou, hmyzem a hlodavci.
Je to například cholera, tyfus, úplavice, hepatitida A (to je
jeden z druhů virového zánětu jater), mor, žlutá zimnice, různé
druhy zánětu mozku, parazitární onemocnění schistosomiasy a
malárie.
Zkusím vyprávět o dvou z nich, japonské encefalitidě neboli
zánětu mozku a malárii, neboť jde opět o dva příklady
souvislostí.
Japonská encefalitida je virové onemocnění přenášené moskyty,
proti němuž se lze chránit očkováním. Přibližně u jednoho ze
třiceti infikovaných lidí propukne klinické onemocnění, ostatní
lidi uchrání jejich přirozená imunita. Přibližně čtvrtina lidí s
propuknuvší chorobou zemře, z poloviny se stanou invalidé,
například proto, že navždy ochrnou. Virus, který vstoupí do
mozku, ničí nervové buňky, které se po narození nedělí, takže
jejich ztráta je trvalá. Choroba se podobá středoevropské
klíšťové encefalitidě, která postihuje i větší počet našich
občanů. Je však daleko závažnější proto, že na rozdíl od
středoevropského onemocnění v mozku rozsáhle poškozuje drobné
cévy. Ničivý vliv viru je tedy zdvojený -- jednak přímý, jednak
prostřednictvím poškozeného zásobování mozku krví. Ročně zabíjí
asi patnáct tisíc lidí.
Japonská encefalitida byla popsána v třicátých letech našeho
století v Japonsku. Odtud se vydala do Koreje a Číny, kde se
usídlila v mnoha místech. Čas od času zde propukají místní
epidemie. Na indonéských ostrovech Bali a Lombok se
objevila asi před dvaceti lety. Donedávna však nebylo známo, že
by se objevila za Wallaceovou linií, to je myšlená hranice, která
probíhá mezi indonéskými ostrovy Borneo a Celebes, a stáčí se na
jih k ostrovu Bali. Wallaecova linie vystihuje zeměpisné i
biologické rozdíly mezi Dálným východem a australasijskou
oblastí. Nová Guinea a Australie tedy byly ušetřeny.
Choroba překročila Wallaceovu hranici v roce 1995. Postihla tři
lidi, z nichž dva zemřeli, na ostrově Badu, jenž je v Torresově
úžině, která odděluje Novou Guineu od severní Austrálie.
Australští vědci začali usilovně sledovat populaci divokých vepřů
na ostrovech v Torresově úžině. Moskyti na ně útočí stejně jako
na lidi a stejně jako mezi lidmi přenášejí virus. Na rozdíl od
lidí však vepři na chorobu neuhynou, zato slouží jako prostředí,
v němž se virus rozmnožuje. V minulých dvou letech byly zjištěny
protilátky proti viru japonské encefalitidy v krvi vepřů na
ostrovech Saibai a Bogu. A to v době dešťů, kdy se moskyti
pomnožují. Jak dokázal virus překonat vzdálenost 3000 km, která
odděluje indonéský ostrov Bali od ostrovů Torresovy úžiny?
Předpokládá se, že jej přinesl jeden druh volavek, který je jeho
běžným hostitelem. Očekává se, že vzdálenost mezi ostrovy
Torresovy úžiny a severní Australií virus překoná v průběhu dvou
až tří let. (Nejnovější zprávy mluví o tom, že se mu to snad již
podařilo.)
Jsou příčinou malárieP2, jejíž jméno se odvozuje od italského
pojmenování pro Żšpatný vzduch®, výpary z bažin?
Malárie začala znovu, podobně jako tuberkulózaP3, dobývat svět.
Příkladem je Indie. Na počátku padesátých let našeho století
postihovala v této zemi malárie ročně 75 milionů lidí, 800 tisíc
lidí ročně na ni zemřelo. O dvanáct let později, zejména díky
postřikům hubícím komáry, které obsahovaly DDT, malarie z 90%
indického území zmizela. Ročně postihla již jen 100 tisíc lidí,
nezemřel nikdo. Koncem sedmdesátých let však stoupl počet případů
malarie znovu na 6,5 milionu ročně. V posledních dvaceti letech
spotřebovala indická vláda na kontrolu malárie čtvrtinu svého
rozpočtu na zdravotnictví. V letech 1993 - 1996 zde proběhly
čtyři velké epidemie. V roce 1996 bylo hlášeno 2,85 milionu
nových případů a 3000 úmrtí. Předpokládá se, že tato čísla jsou
menší, než odpovídá skutečnosti, protože z mnoha venkovských
oblastí nedocházejí spolehlivé informace. Důvodem rychlého růstu
nových případů malárie je omezení investic, které ná0>sledovalo
po prvním velkém úspěchu. V roce 1981 byl v Indii započat nový
program boje s touto nemocí. Úspěch programu však omezuje
narůstající odolnost choroby vůči lékům, růst ceny pesticidů a
rozšiřování moskytů do měst. Kromě toho Plasmodium vivax,
způsobující poměrně umírněnou podobu choroby, je vytlačováno svým
příbuzným Plasmodium falciparum, které je příčinou daleko
závažnější, často smrtelné podoby choroby, nadto je značně odolné
vůči léku chlorochinu. V současném světě malárie zabíjí ročně
mezi 1,5 - 2,7 milionu lidí. Asi 300 - 500 milionů lidí s malárií
stůně. Jedna třetina lidí žijících na Zemi žije v místech, kde
může malárii získat. Devět desetin současných případů malárie se
objevuje v subsaharské Africe. Jen v Senegalu stoupl počet úmrtí
na malárii v průběhu posledních pěti let sedmkrát, hlavně díky
odolnosti Plasmodií na chlorochin. Dvě třetiny zbylých případů
malárie se kromě Indie objevují v Brazílii, Šrí Lance (Ceylonu),
Vietnamu, Kolumbii a na Šalomounových ostrovech v Tichém oceánu.
Malárie se začala znovu objevovat v mnoha zemích, kde ji
protimalarický program Světové zdravotnické organizace
v padesátých letech zcela odstranil nebo podstatně omezil.
Moskyti, kteří se v územích, nově zaplavovaných v souvislosti s
působením Chlapečka, začali znovu houfně množit, mezi tím v mnoha
případech získali odolnost vůči pesticidům. Pro mnohé mladší
lékaře zní jako vyprávění z dávných dob, že se malárie
v třicátých letech vyskytovala v Polabí, a že epidemicky postihla
vojska procházející jižní Moravou na jaře roku 1945. Jestliže
skutečně dojde ke globálnímu oteplení, je nutné počítat s
výskytem malárie i tam, kde o ní dosud lékaři vědí jen z učebnic.
Poznámky
Poznámka 1
Science 278, 1997, s. 1416
Poznámka 2
Malárie je onemocnění způsobované čtyřmi druhy parazitů
pojmenovaných Plasmodium: 1. ovale, 2.vivax, 3.malariae,
4.falciparum. Malarii přenášejí samičky přibližně šedesáti
z třísetosmdesáti druhů komára Anopheles. Malárie se vyskytuje
v nížinách vyjmenovaných oblastí, v nadmořské výšce nad 220 metrů
se primárně nevyskytuje. Onemocnění je důsledkem některých
vývojových fází životního cyklu parazitů, které probíhá jak
v tělech komáru, tak v těle lidském. Značně zjednodušený popis
cyklu může začít okamžikem, v němž samička nasaje lidskou krev.
Přitom zanese do krevního oběhu bodnutého jedince formu parazita,
který se jmenuje sporozoit. Ten se během několik desítek minut
dostane do jaterních buněk. V nich se promění na další formu
pojmenovanou merozoit. Merozoity poté napadnou červené krvinky,
kde se množí a buď napadají další červené krvinky, které tím
ničí, nebo se začnou měnit na samčí a samičí pohlavní formy,
gametocyty. Tyto formy nasaje samička komára při dalším bodnutí.V
jejím žaludku pohlavní formy parazita dospějí, spojí se a dají
vzniknout většímu počtu nových sporozoitů, jež se při
novém sání krve znovu dostanou do lidí.
Příznaky malárie se u lidí objevují 12 - 30 dní po infekci
v podobě zimnice, třesavky a následující vysoké teploty. Podle
druhu infikujícího parazita se třesavky a zimnice (Żmalarický
záchvat®) opakují každé dva až tři dny. Při smíšené infekci mohou
být denně. Lidé značně trpí malarickými záchvaty, nedostatkem
červených krvinek a tedy kyslíku. Zemřít mnohou na selhání jater,
ledvin, případně na důsledky poškození mozku. V některých místech
Afriky je malárie základní příčinou smrti dětí mladších než pět
let. Po provokaci se může malarický záchvat objevit i po mnoha
letech pobytu v mírném pásmu. Evropští lékaři pracující v mírném
pásmu, kteří s malárií nemají zkušenost, někdy malárii osudově
nepoznávají u těch turistů, kteří se vrátí z rizikových oblastí a
nesdělí, že v nich byli.
Poznámka 3
Viz Koukolík, F.: O nemocech a lidech. Makropulos, Praha 1998,
kapitola Stín dámy s kaméliemi.
Užitá literatura
Science 278, 1997, s.1416.
Nature 390, 1997, s.562.
Nature 386, 1997, s.535.
Nature 386, 1997, s.537.
Nature 386, 1997, s.539.
Nature 386, 1997, s.540.
Lancet 350, 1997, s.1435.
Klasický, podrobný popis malárie najde zájemce v knize Jírovec,
O. a kol.: Parasitologie pro lékaře, Avicenum, Praha 1977, s.338.
Stručnější popis je na internetové adrese
http://www.cybervilage.com/ocs/malaria/htm.
Nostradamus
O Nostradamovi se říká, že byl jedním z největších proroků. Jeho
proroctví se vydávají tiskem déle než čtyři sta let. Do širokého
povědomí je znovu vnášejí sdělovací prostředky s ohledem na
blížící se milénium. Kdo byl, co a jak prorokoval Nostradamus?
Proč jeho výroky ovlivňovaly a ovlivňují tolik lidí? Co vlastně
znamená pojem milénium a proč je pro tolik lidí významný? Jaký je
vztah proroctví a Oidipova efektu? Michel de Nostradame, zvaný
v duchu doby polatinštělým jménem Nostradamus, se narodil 14.
prosince 1503 v St. Remy, ve francouzské Provenci. Přišel na svět
v židovské rodině, která několik let před jeho narozením přijala
křesťanství. Pro židy to byl jeden ze způsobů, jak přežít tlak
společnosti, v níž byli odlišnou menšinou. Rodina ctila vzdělání.
Nostradama dokonale připravili ke vstupu na univerzitu oba jeho
dědečkové, kteří mu předali základy klasické literatury, dějin,
mediciny, rostlinné farmakologie a lidového léčitelství včetně
astrologie, která tehdy byla oficiální vědou. Na avignonské
univerzitě studoval filosofii, gramatiku, rétoriku neboli vědu a
umění řečnictví.
Nostradama proslavilo úspěšné zvládání morových epidemií, které
se počínaje epidemií Černé smrtiP1 (1348/49 - 1352/3) objevovaly
v Evropě na mnohých místech málem pravidelně i ve stoletích
následujících. Jeho postup byl, viděno dnešníma očima,
nepověrčivý a rozumný. Nejprve nechal odklidit a pohřbít těla
zemřelých lidí. Často ležela na ulicích i v domech, všichni se
jich oprávněně báli. Nařídil, aby ve všech domech byl dostatek
světla a vzduchu, nařídil i tělesnou čistotu, včetně příjmu pouze
čisté vody, což tehdy vůbec nebylo zvykem. Zakázal, aby lazebníci
nemocným pouštěli krev žilou. To byla léčebná metoda rozsáhle
užívaná v případě všech onemocnění. Postihovala i vykrvácené
vojáky na bojištích. Nostradamus se tím stal jedním z lékařů,
jejichž postupy nezvyšovaly úmrtnost. Nemocným dával Ż prášky
z růží® , které obsahovaly okvětní lístky růží, snad i jejich
pupeny, piliny cypřišového dřeva, hřebíček a další příměsi.
Prášky tedy musely obsahovat nějaké množství vitaminu C. Hlavní
město Provence, Aix, přiřklo Nostradamovi za úspěšné zvládnutí
morové epidemie doživotní rentu.
V roce 1537 však postihl mor i místo, kde žil Nostradamus se svou
ženou a dvěma dětmi. Jejich životy neuchránil. Smrt rodiny jím
otřásla. Ztratil sebedůvěru. V dalších šesti letech bezcílně
bloudil Evropou. V jejich průběhu došel k přesvědčení, že má
prorocké schopnosti. V roce 1547 se Nostradamus usadil ve městě
Salon. Znovu se oženil, z manželství vzešly tři dcery a tři
synové. Ve svém domě si zařídil pracovnu. V průběhu nocí se
uváděl do stavu, v němž měl prorocká vidění, která zapisoval.
Prvních dvanáct proroctví uveřejnil roku 1550. Měly podobu
čtyřverší, která se jmenují quatrains. Každé z nich obsahuje
předpověď událostí v dalším roce. Úspěch byl takový, že
Nostradamus uveřejňoval stejné sbírky rok co rok až do konce
svého života. Zemřel 2.7.1563. Nostradamus si přál být pohřben ve
vzpřímené poloze v kostelní zdi, manželka jeho přání splnila.
Nejslavnější Nostradamovo dílo se jmenuje Staletí. Začal s ním
roku 1554. V konečné podobě mají Staletí deset dílů, v každém
z nich je sto čtyřverší. Proroctví na prvních sedm století vyšla
v Lyonu v průběhu r.1555, poslední tři století postihují
proroctví uveřejněná v roce 1558. Zdá se, že Nostradamus však měl
z jejich šíření obavy. Staletí se tisknou dodnes. Dílo je
překladatelský oříšek. Nostradamus je psal latinsky, francouzsky,
provencalštinou, italsky a řecky. Kromě toho jsou čtyřverší
prostoupena slovními hříčkami, hádankami, anagramy a epigramy.
Překladatel musí dobře znát reálie, ducha i souvislosti
Nostradamovy doby a prostředí.
Nostradamova metoda
Pracoval v noci. V pracovně měl trojnožku vytvořenou podle vzoru
svých starořeckých předchůdkyň z Delf. Do stavu vytržení mu snad
pomáhalo užívání muškátového ořechu, to má být ve větším množství
mírný halucinogen.P2 Na trojnožce visela mosazná nádoba naplněná
vřící vodou a vonnými oleji. Nostradamus sledoval odlesky ohně
v její hladině. Předpisově seděl před trojnožkou se vzpřímenou
páteří. Prorocké schopnosti dle vlastního vyjádření považoval
jednak za vliv Żnadpřirozeného světla®, které umožňuje pochopit
božské záměry z hvězd, zároveň za dar, jímž Bůh prorokovi
umožňuje účast na vlastním božství a také za projev intuice.
Nostradamova proroctví
Nostradamovu slávu založilo následující proroctví:
Mladý lev přemůže lva staršího
na bitevním poli v jediné srážce
přes zlatou klec mu probodne oči
ze dvou ran jedna bude, poté zhyne krutou smrtí
V roce 1559 bylo toto proroctví již široce známo. V tomto roce se
Jindřich II, francouzský král, osobně účastnil třídenního
rytířského turnaje konaného na počest současného sňatku své
sestry a své dcery. Na králově štítu byl heraldický lev. Třetí
den klání, při západu slunce, se král střetl s hrabětem
Montgomerym. Jeden druhého se při srážce pokoušeli dřevcem
vyhodit ze sedla. Utkání probíhalo nerozhodně a kronikáři
zaznamenali, že se Montgomery, který proroctví znal, pokoušel na
rozhodující poslední rozjezd omluvit. Král však naléhal.
Následovala katastrofa. Štěpina zlomeného dřevce pronikla hledím
královy přilby. Prorazila královu hlavu za levým okem, krále
oslepila a pronikla lebkou hluboko do mozku. Král zemřel až po
deseti krutých dnech. Na současníky tato událost musela ve
spojení s proroctvím působit více než mohutně. Nejen na ně.
Podobné souvislosti v čase a prostoru působí více než mohutně na
mnoho lidí dodnes. Nemohou nepůsobit, jsou totiž evolučně
podmíněny. Jsou jedním ze základů magického myšlení, staršího
sourozence myšlení kritického. Rád bych ukázal, proč o proroctví
neboli předpověď budoucnosti ani v tomto nápadném případě nejde.
Pověrčiví holubi
Ve starším, slavném pokusu dostávali holubi v kleci potravu
z krmítka zcela náhodně. V době, kdy potrava padala, se holubi
nějak chovali, třeba poskakovali na pravé nožce. Jakmile se obě
vzájemně náhodné události několikrát zopakovaly, holubi je
spojili. Začali poskakovat na pravé nožce a očekávali, že
dostanou nazobat. Pokusu, který vymyslel slavný behaviorista
B. Skinner, se říká pověrčivé podmiňování. Na jeho základě se,
stejně jako v důsledku jiných druhů tohoto podmiňování, jemuž se
říká operacionální, zvířata i lidé chovají nějakým způsobem
proto, aby získali odměnu nebo se vyhnuli trestu.
Děti začínají spojovat jevy do souvislosti na základě následného
výskytu v času počínaje osmým měsícem života a to stejně
automaticky jako holubi. Mylné přesvědčení, že musí jít
o souvislost příčinnou, další opakování stejné dvojice událostí
obvykle posiluje. Ještě více je prohlubuje učení ve společnosti.
To je důvod, proč tento způsob myšlení přestane být závislý na
osobní zkušenosti a stane se vírou. Jak známo, stává se, že živé
bytosti hynou se svým mylným přesvědčením. Ale jen tehdy,
dostanou-li se v souvislosti s nimi do takového rozporu se
skutečností, že je to stojí život. Nestane-li se to, pak se mylná
přesvědčení vzniklá na těchto základech přenášejí z generace do
generace učením. Post hoc non est propter hoc neboli poté nemusí
znamenat proto, říká stará latinská verze popisu této myšlenkové
chyby.
Například:
na lidi, které máme rádi nebo neradi, myslíme častěji než na
lidi, kteří jsou nám lhostejní. Jestliže lidé na někoho často
myslí (událost A), načež dotyčný vzápětí zatelefonuje, umře,
stane se obětí dopravní nehody, vyhraje v loterii, či cokoli
dalšího (nastane událost B), uvedou obě události mozky většiny
lidí do souvislosti stejným způsobem, jakým holub uvede do
souvislosti poskakování na pravé nožce s přísunem zrna.
Složitější úvaha, které se musíme, na rozdíl od prostého spojení
dvou událostí v čase a prostoru, učit, říká:
1. porovnáme počet případů, kdy jsme na milovanou bytost mysleli
a něco se s ní stalo,
2. s počtem případů, kdy jsme na ni mysleli a nestalo se jí nic,
3. dále počet případů, kdy jsme na milovanou bytost nemysleli a
něco se jí stalo,
4. s počtem případů, kdy jsem na ni nemyslel a nic se jí nestalo.
Jestliže lidský mozek takové porovnání učiní, a případně se
k němu naučí jednoduché statistické počítání, zjistí, že je vztah
mezi, dejme tomu, soustředěným myšlením na bytost nemilovanou a
tím, že nemilovaná bytost ve stejné chvíli zakopla na chodníku a
narazila si nos, docela náhodný. Všimne si totiž například, že na
velmi nemilovanou bytost myslel velmi často a intenzivně, přičemž
se velmi nemilované bytosti nestalo vůbec nic.
Zmíněnou úvahu, které se říká matice dvakrát dvě, navrhuji
k užití při rozhodování o náhodné nebo nenáhodné souvislosti
jakýchkoli dvou událostí. V plném rozsahu se týká i Nostradamova
tak slavného proroctví. V tomto případě je nutné porovnat počet
turnajů, při nichž k popsané nehodě došlo, s počtem turnajů, při
nichž ke stejné nehodě nedošlo, počet postižených a nepostižených
Żmladých® i Żstarých® lvů. Zjistíme, že neštěstí bylo náhodné.
Podobná neštěstí postihovala (a nepostihovala) v době turnajů
mnoho rytířů. Mnoho z nich mělo na štítu obraz lva. Mezi členy
mnoha dvojic byl věkový rozdíl. Žádná z těchto událostí,
pochopitelně, však nevyvolala takovou výběrovou pozornost, jako
neštěstí, které postihlo Jindřicha II. Vždyť byl jevem zcela
jedinečným, vysoce výběrovým - králem Francie.
Milénium
Milénium, neboli konec jednoho tisíciletí a začátek tisíciletí
dalšího, je umělá hranice. Má to být tisíc let nebo jejich
násobek, které uplynuly od narození Ježíše Krista. Historici se
však nemohou shodnout, zda se vůbec někdo takový narodil, protože
může jít o postavu vytořenou podstatně pozdější tradicí z mnoha
podobných vůdců značného počtu drobných náboženských sekt. Pokud
mají odborníci zato, že Ježíš historickou postavou byl, nemohou
se shodnout, kdy přesně se narodil. Údaje se pohybují v rozmezí
několika let.P3
Kromě toho jsou kalendáře a s ním i letopočty užívané například
muslimy, ortodoxními židy, hinduisty nebo čínskou tradicí, tedy
kalendáře ovlivňující čtyři pětiny lidstva, vzájemně zcela
odlišné a s nimi jsou zcela odlišná i jejich milénia. V těchto
kulturních okruzích nemají milénia zdaleka takový význam, jaký
mají pro evropské myšlení. Z evropské křesťanské tradice totiž
vyplynula předpověď, podle níž se Ježíš Kristus vrátí do tohoto
svět podruhé, čemuž budou předcházet četná katastrofická znamení,
následovat bude poslední soud.
První milénium tudíž v Evropě doprovázel sociální neklid. Mnoho
lidí se zbavilo majetku, ulehlo v rubáších do rakví a očekávalo
poslední soud s následným vzkříšením. Předpověď se nenaplnila.
Výsledkem byla vlna nedůvěry k církvi a jejímu učení. Řada
historiků má zato, že pozdější vznik kacířských hnutí, stejně
jako inkvizice, politické policie církve, se dají kromě mnoha
dalších důvodů chápat i jako odpověď na tuto nedůvěru. I druhé
milénium přichází ve více než neklidné době.
A co ostatní Nostradamova proroctví?
Znalci Nostradamových proroctví uvádějí, že Nostradamus byl
vystaven mohutnému vlivu starozákonní židovské tradice, přestože
se jeho rodina nechala pokřtít dva roky předtím, než přišel na
svět. Ze Starého zákona plyne, že předpovědí Armageddonu,
závěrečné bitvy mezi dobrem a zlem, světlem a tmou, řádem a
chaosem, bude sedm víceméně současných katastrofických událostí.
Patří mezi ně války mezi státy postihující celý svět, občanské
války, podvodná náboženství s jejich falešnými proroky, hlad,
mor, rozšiřování dalších ničivých chorob, zemětřesení, otrávení
vody, země i vzduchu. V souvislosti s hladem, morem a
zemětřeseními se citují mnohá čtyřverší, jejichž jeden příklad
v převodu zní:
Cítím, jak se blíží velký hlad
Postihne mnohé oblasti, pak celý svět
Bude tak bezměrný a bude trvat tak dlouho,
že (lidé) budou rvát kořeny stromů a děti od prsu
Století 1, Quatrain 67 P4
Rád bych ukázal, že ani tato proroctví žádnými proroctvími nebyla
a nejsou. Hlad, epidemie, války, zemětřesení, záplavy a další
katastrofy, obecná i individuální neštěstí totiž byly, jsou a
nadlouho budou součástí každodenní lidské existence v mnoha
místech světa. Předpovídat neurčitými výroky jevy, které se děly
před Nostradamem, v průběhu jeho života, po jeho smrti a dějí se
není žádné umění. Dokazuje to následující zpravodajství
o soudobých katastrofických událostech, stále,
The Global Disasters Report
Zprávy o světových katastrofických událostech je možné najít
v internetu pod záhlavím The Global Disasters Report.P5 Jak
vypadala situace zveřejněná v roce 1996?
V Angole formálně skočila občanská válka. Nicméně zde bylo 2,2
milionu uprchlíků z míst, kde se bojovalo, a kteří potřebovali
potravinovou pomoc. Válka pokračovala v Burundi. V té době si
vzala mezi padesáti až sto tisíci lidských životů, uprchlíků byl
jeden milion. Ozbrojený konflikt vypukl v Libérii, ztráty v té
době nebyly přesně známy. Válka pokračovala ve Rwandě. Počet
mrtvých nebyl znám, počet uprchlíků byl odhadnut na 1,8 milionu
lidí, dalších 5,5 milionu lidí bloudilo uvnitř této země a
hledalo den za dnem způsob, jak se vyhnout bojům a hromadnému
vraždění. V Somálsku panovalo křehké příměří, na potravinové
pomoci závisel život jednoho milionu lidí. V Súdánu pokračovala
občanská válka, na potravinové a další pomoci závisel život 4,25
milionu lidí. V bývalé Jugoslávii bylo v občanské válce do té
doby zabito asi čtvrt milionu lidí, raněných bylo dvě stě tisíc,
uprchlíků a vnitřně přemístěných lidí -- to jsou uprchlíci
v hranicích vlastního státu -- asi tři miliony. Jen v Bosně
bojující strany nakladly asi tři miliony nášlapných min,
v Chorvatsku další tři miliony. V severním Iráku -- Husajnův
režim zde potlačuje odpor Kurdů -- bylo přemístěno šest set
padesát tisíc lidí, propukla tam epidemie cholery a je zde
rozmístěno asi deset milionů nášlapných min. V Čečensku se
střídavě bojovalo, počet mrtvých nebyl znám, počet vnitřně
přemístěných osob byl asi osmdesát tisíc. Zemětřesení udeřilo
v Afgánistánu, Číně, Ekvádoru, v Indonésii dokonce dvakrát a také
Turecku. Záplavy postihly Kostariku, Haiti, Indonésii, Koreu,
Maroko, Jihoafrickou republiku na dvou místech a Togo. Kůru
stromů podle zpráv organizace Lékaři bez hranic v současné době
jedí rolníci postižení hladomorem v severní Koreji. Nevelkou
potravinovou pomoc rozděluje zdejší stalinistický režim jednak
příslušníkům armády, jednak do obchodů určených pro členy
vládního aparátu.
A moderní mor, jenž se od Černé smrti liší jen tím, že se šíří a
zabíjí pomalu? 27.11. 1997 oznamují Světová zdravotnická
organizace a její výbor pro otázky AIDS:
Virus lidské imunodeficience (HIV) denně ve světě infikuje asi 16
000 lidí. 90% z nich v rozvojových zemích. 10% z nich jsou děti
mladší než 15 let. 40% infikovaných jsou ženy. Více než 50%
infikovaných jsou lidé ve věku 15 - 24 let. Více než 27 milionů
lidí neví, že je infikováno. V roce 1997 se nově infikovalo skoro
6 milionů lidí, z toho desetina dětí mladších než 15 let. 30,6
milionů lidí s HIV/AIDS ještě žilo. Na AIDS v tomto roce zemřelo
2,3 milionu lidí, z toho téměř půl milionu dětí mladších než 15
let. Od začátku epidemie zemřelo na AIDS skoro 12 milionů lidí,
z toho 4 miliony žen a 2,7 milionů dětí pod 15 let. Na světě je
8,2 milionů sirotků, jimž AIDS vzal rodiče.P6
Svět na přelomu tisíciletí
Existuje řada důvodů, které v mnoha lidech probouzejí obavy
z dalšího vývoje světa. Nejčastěji se projevují pocitem
bezmocnosti a nějakým druhem úzkosti, která na sebe bere
nejrůznější podoby a má nejrůznější vyústění. Jedním z nich je i
útočné chování.
Myslím, že naprostou většinu lidí trápí spíše jejich osobní a
rodinné starosti než pocit odpovědnosti za celý svět.
Nejčastějšími obavami lidí v průmyslově rozvinutém světě bývají
nezaměstnanost, osobní chudoba a bída, o jejíž míře mají lidé
velmi rozmanité představy, těžší onemocnění a předčasná smrt i
rozpad rodiny, citových vztahů nebo ovdovění. Pro lidi žijící
v politicky, sociálně a ekonomicky klidnějších částech
rozvojového světa platí něco podobného. Zcela jiná je situace
ohromného počtu lidí žijících v oblastech postižených válkou,
hladem, přírodními katastrofami a většími epidemiemi.
O starostech, které by se daly nazvat Żglobálními®, je většina
dospělých lidí, v průmyslově rozvinutém i rozvojovém světě, do
nějaké míry informována. Mívají však dojem, že je nikterak
nemohou ovlivnit. O mnohých z nich jsem v této knižní řadě už
vyprávěl. Například o populační explozi -- počet lidí na Zemi se
v roce 1997 začal blížit šesti miliardám. O tom, jak ubývá ornice
a klesá biodiverzita. O energetické krizi, znečištění životního
prostředí, vyčerpávání zdrojů, pokračujícím zbrojení, riziku
jaderného terorismu a jaderné války.P7,8
Jestliže existuje řada důvodů k opravdu těžkým globálním
starostem, pak existuje řada důvodů, proč jim zcela nepodlehnout.
Například jsou docela dobré důvody k názoru, že s dvoutřetinovou
pravděpodobností počet lidí na Zemi v průběhu dalšího století
nedosáhne dvojnásobku dnešního počtu lidí.P9 Zjišťuje se, že
nejlepším a zároveň velmi levným prostředkem, jak snížit
populační explozi v rozvojových zemích, je naučit místní ženy
číst a psát. Některým z těchto prostředků, kterými lze docílit
vyváženějšího pohledu na soudobý svět (nikoli k přímočarému
optimismu) bych rád věnoval kapitolu v budoucí knize této řady.
Například internetu a některým novým technologiím.
Nostradamus a milénium
V Nostradamových proroctvích by bylo možné spatřovat zajímavou,
literárně náročnou eschatologickou a apokalyptickou myšlenkovou
tradici. Znalci dějin myšlení ji vystopovali v různých podobách
ve všech kulturních okruzích. Lze se s ní setkat i v biblickém
Starém zákoně, stejně jako ve Zjevení svatého Jana, které se
přiřazuje k biblickému Novému zákonu. Chtěl bych však vyprávět
o tom, jak se pomocí úzkosti plynoucí z osobního stavu i stavu
světa dá manipulovat jinými lidmi i jejich celými skupinami. A
jak tato manipulace může stát velký počet liských životů.
V souvislosti s miléniem se uvádějí například následující
Nostradamova čtyřverší:
V roce 1999 a sedmi měsících
velký král hrůzy z nebes přijde
k životu navrátí velkého krále Mongolů
bůh války před ním i po něm bude šťasten vládnout
Století 10., Quatrain 72
Po velké bídě se lidstvu bída ještě větší blíží
staletí velký kruh se vrátí na počátek
mléko, krev, hlad, válka a mor pršeti budou
na nebi oheň spatřen bude, za ním ocas z jisker
Století 2., Quatrain
46P10
Tyto informace je možné chápat i jako komplexní mem11, složitou
Żjednotku® kulturní informace, která se přenáší a replikuje mezi
lidmi celá tisíciletí. Tedy -- kromě jiného -- jako možný nástroj
mocenské manipulace.
Jak je to možné? Proč to je funguje? Proč lidé neužijí trochu
kritického myšlení a neprohlédnou, co s nimi manipulátoři chtějí
udělat?
Protože jsme po svých vývojových předcích podědili a do
neuvěřitelného stupně rozvoje dovedli potřebu hledat a najít
smysl v jevech, které spatřujeme jak kolem sebe, tak v sobě. Zdá
se, že je do značné míry, byť u různých lidí různě, geneticky
zakódovaná. Chápat alespoň do nějaké míry smysl jevů kolem sebe
znamená podstatně vyšší naději na přežití. Tato potřeba plynoucí
z evoluční úspěšnosti je tak mohutná, že dokážeme najít dokonalý
smysl i v souvislostech, které ve skutečnosti souvislostmi
nejsou, a jevech, které neexistují. Tedy i v případě, že je
Żchápání® jevu dáno jednoduchým pochopením časové a prostorové
následnosti, tak jako je tomu u Skinnerových pověrčivých holubů
nebo u magicky myslících lidí. S potřebou hledat a najít smysl
jevů, tedy s potřebou jejich výkladu, úzce souvisí potřeba jejich
předpovědi. Tedy nějakého druhu proroctví. Nebo prognostiky.
Ale také potřeba jejich úspěšného ovlivnění, které ochrání mne,
mou skupinu třeba tím, že přičaruje neštěstí a smrt na jakoukoli
konkurenci -- například magickým rituálem, černým i bílým nebo
modlitbou. Nejistý a složitý svět je totiž nebezpečný svět, což
je vědomí, které plodí úzkost. Savci, včetně primátů a lidí
úzkost snášejí špatně -- je signálem ohrožení.
Proto měli, mají a v nejistém, složitém a nebezpečném světě vždy
budou mít úspěch lidé a organizace zbavující jiné lidi úzkosti,
dodávající naději, předstírající, že odhadují budoucnost, znají
její Żplán®, že jsou schopni komunikace s případným tvůrcem plánu
budoucnosti nebo jejich větším počtem, že jsou s to Jej, Ji, Je,
případně To nějak ovlivňovat.
Je to stále stejné od pravěku dodnes. Nelze než obdivovat více či
méně dokonalou manipulaci s lidským strachem a nevědomostí, s
hloupostí jedinců i hloupostí skupinovou, s podrobivostí neboli
docilitou, se zúženým myšlením lidí jinak vysoce inteligentních,
a to v dobrém i ve zlém, tisíciletí za tisíciletím. V dobrém? Nic
proti tomu, sejme-li tento postup úzkost, dodá-li smysl životu ve
chvíli existenční krize a dokáže-li navíc být natolik tolerantní,
že ponechá alespoň nějakou míru autonomie. Až příliš velký počet
lidí se chová, jako by si se svobodou nevěděl rady. A co ve zlém?
Destruktivní náboženské kulty Posledního soudu
V knize Teorie náboženstvíP12 definují Stark a Bainbridge církev
jako konvenční náboženskou organizaci, sektu jako odchylnou
(deviant) náboženskou organizaci dodržující tradiční víru a její
praxi, kult jako odchylnou náboženskou organizaci s novým druhem
víry a její praxe. Za destruktivní se považují kulty, které se
vyznačují krajním stupněm kontroly vědomí svých příslušníků. Mezi
destruktivní kulty minulosti se počítá Rodina Charlese Mansona,
Chrám lidu reverenda Jima Jonese, Koreshovi Davidiáni, Chrám
Slunce, Óm Šinrijkó i Brána nebes (Heaven's Gate). S proroctvími
zániku světa a posledního soudu jako jedním z nástrojů kontroly
myšlení a chování svých členů pracovaly tyto kulty všechny.
Destruktivní kulty Posledního soudu bez ohledu na své označení,
formální druh víry a užívané rituály mají následující společné
znakyP13:
1. Víru s apokalyptickými rysy: vůdce kultu hlásá blížící se
konec světa, často ve velké bitvě, Armageddonu. V případě sekt
Sluneční chrám a Brána nebes vůdce kultu nařídil členům spáchat
ve vhodné chvíli skupinovou sebevraždu, neboť poté budou
dopraveni do nějakého druhu ráje, čímž uniknou pozemské zkáze.
Členové Brány nebes uvěřili, že kometa Hale-Bopp maskuje
mezihvězdný koráb, který je do jejich přestavy o ráji dopraví.
Někteří mužští členové tohoto kultu se nějakou dobu před
závěrečnou sebevraždou nechali vykastrovat. Členové kultu
považují sami sebe za druh lidské elity.
Kulty posledního soudu se dopouštějí hromadných vražd a
sebevražd. Mansonova Rodina vyvraždila lidskou skupinu včetně
herečky Sharon Tateové, která byla v osmém měsíci těhotenství.
Vyznavači kultu Chrám lidu spáchali hromadnou sebevraždu na
povel, podobně jako vyznavači kultu Brána nebes. Vyznavači kultu
Chrám Slunce se již na několika místech světa dopustili hromadné
sebevraždy. Vyznavači kultu Óm Šinrikjó vypustili nervově
paralytický plyn v tokijském metru. Členové těchto kultů, kteří
se zdráhají sebevraždu spáchat, bývají zabiti. Vyznavači
Koreshova kultu Davidiánů spáchali několik vražd a hromadnou
sebevraždu poté, co byli obléháni příslušníky americké Federální
policie ve Waco, stát Texas. Členka kultu, která tyto události
přežila, s odstupem delší doby vyprávěla do televizní kamery
o svém přesvědčení, že Koresh vstane z mrtvých a vrátí se na
tento svět.
2. Kult vede jediný charismatický vůdce, zatím vždy mužského
pohlaví. Vůdce členy kultu zcela ovládá, tělesně, duševně i
sexuálně včetně nezletilých dětí.
3. Skupina je vůči zevnímu světu uzavřená, obvykle žije
v komunitě oddělené od zevního světa, například na odloučené
farmě. Ve skupině převládá pocit, že je ohrožena, pronásledována,
sledována buď představiteli státu nebo lidmi ze společnosti mimo
ni.
4. Vyznavači kultu obvykle shromažďují velké množství zbraní,
pokoušejí se získat nebo vyrobit zbraně hromadného ničení.
Připravují se k obrannému boji. Bývají vyznavači křesťanské
teologie nebo její směsi s teologií některého jiného náboženství,
zcela se však ve výkladu posledního soudu od tradiční teologie
odchylují.
Oidipův efekt
Pojem Oidipův efekt říká, že se katastrofická proroctví vyplňují
právě proto, že byla prorokována. Oidipus, starořecká mytologická
postava, by nezabil vlastního otce a neoženil by se s vlastní
matkou, kdyby ho jeho rodiče právě na základě proroctví těchto
událostí nenechali v raném dětství pohodit v horách na pospas
zvěři. Soucitnému sluhovi, který měl dítě odložit, se Oidipa
zželelo. Dítěte se ujal bezdětný královský pár v sousedním
státečku. V dospělosti se Oidipus o své kletbě dozvěděl. Netušil,
že je adoptivním dítětem. Nechtěl rodičům, které považoval za
vlastní, ublížit a tak se vydal na bludnou pouť...
Řečeno jinými slovy: kdyby toto proroctví nebylo vyřčeno, nedaly
by se do pohybu katastrofické události. Oidipův efekt se může
týkat i vědomí Armageddonu a proroctví Posledního soudu -pomyslíme-li na některý z destruktivních kultů, jemuž by se
podařilo získat a užít zbraň hromadného ničení.
Proč jsou proroctví týkající se lidských dějin, stejně jako
prognostika, tak nespolehlivé?
Odpověď je jednoduchá jen zdánlivě a zní: protože jsou lidské
dějiny složitý jev.
Nepočítám-li magické myšlení, předstírání jasnovidných schopností
a další manipulace, pokoušela se v minulosti řada velmi chytrých
a vzdělaných lidí najít způsob, jak by se dal vývoj lidských
dějin předpovídat. Zaujala je průzračná prostota newtonovské
fyziky, včetně její schopnosti přesné dlouhodobé předpovědi.
Představovali si, že se s větším poznáním podaří předpovídat
vývoj lidských dějin podobně, jako newtonovská fyzika
předpovídala pohyby planet. Ale už koncem 19. století začalo být
zřejmé, že jsou předpovědi chování složitých systémů nesmírně
obtížné, a že pro ně pravidla podobná jednoduchým newtonovským
pravidlům neplatí.
Jednoduchým příkladem může být pohyb vypuštěného pouťového
balónku. Newtonovská pravidla platí i pro něj. Jeho pohyb je však
ovlivňován tolika náhodnými vlivy, že předpovědět jeho polohu je
s ubíhajícím časem postupně nemožné. Jinými příklady jsou chování
světového finančního trhu nebo vývoj světového klimatu. Právě na
ně se vztahuje všeobecně známý efekt motýlího křídla, což
znamená, že zcela náhodný a zanedbatelně nepatrný jev může mít
nečekané a mohutné vzdálené důsledky. (Motýl v Číně zamával
křídly, důsledkem bylo tornádo v Texasu.)
Pro složité jevy platí, že stačí zcela nepatrná a náhodná
odchylka některé z proměnných, které jejich vývoj ovlivňují a
výsledek se nedá odhadnout. O lidských dějinách se dá říci, že
jsou pravděpodobně vůbec nejsložitějším jevem ve známém vesmíru.
Myslím, že nástroje, které by umožnily dlouhodobější předpověď
jejich vývoje zatím neexistují. Otázka je, zda je jejich
vytvoření vůbec možné. Přestože si lidé, pochopitelně, tak
toužebně přejí, aby tento kámen mudrců znali a vlastnili.
Poznámky
Poznámka 1
Moru je věnována část kapitoly nazvané Červená a černá v knize
Koukolík, F. O nemocech a lidech, Makropulos Praha 1998.
Poznámka 2
Nedoporučuji zkoušet. Důsledky, které se mohou dostavit, jsou
vším jiným než prorockým vytržením.
Poznámka 3
Tyto věcné pochybnosti nikterak nezmenšují vliv, který měla
katolická církev se všemi svými postupně odštěpenými větvemi na
další evropské a světové dějiny.
Poznámka 4
V originále (převod prostřednictvím anglické verze)
toto čtyřverší zní:
La grand famine que ie sens aprocher
Souuent tourner, puis estre vniureselle.
Si grande & longue qu'on viendra arracher
Du bois racine & l'enfant de mammelle
Poznámka 5
Za rok 1996 na adrese
http://hypnos.m.ehime-u.ac.jp/GDHNet/WADEM/GDR96.html
Poznámka 6
Virus HIV je původně opičí virus, který mutoval a přizpůsobil se
lidské populaci v Kongu koncem čtyřicátých let tohoto století.
Epidemie HIV/AIDS má řadu vzájemně souvisejících důvodů. Jimi
jsou zejména lidské sexuální chování včetně prostituce,
analfabetismus a bída, náboženské předsudky zakazující užívání
kondomu, narkomanie spjatá se společným sdílením injekčních jehel
a stříkaček, magické myšlení spjaté s pověrčivostí a předsudky
vůči nemocným lidem i neochota investovat do preventivních a
zdravotních opatření v nejpostiženějších oblastech světa, jakými
jsou subsaharská Afrika a některé oblasti jihovýchodní Asie.
Poznámka 7
Stručný přehled globálních problémů spolu s citacemi pramenů
zpracoval Millenium Institute:
http://www.igc.apc.org/millenium/inds/pop.htm
Poznámka 8
Koukolík,F.: Mravenec a vesmír. Vyšehrad, Praha 1996.
Koukolík, F., Koubský P.: Šimpanz a vesmír. Vyšehrad, Praha 1997.
Poznámka 9
Lutz, W., Sanderson,W., Scherbov, S: Doubling of world population
unlikely.
Nature 387, 1997, s.803 - 804.
Poznámka 10
V originále (převod prostřednictvím anglické verze)
tato čtyřverší zní:
S 10, Q 72 L'an mil neuf cens nonante meuf sept mois
Du ciel viendra vn grand Roy d'effrayeur
Resuciter le grand Roy d'Angolmois
Auant apres Mars rgner par bon-heur
S 2, Q 46 Apres grad troche humain plus grad s'appreste
Le grand moteur les siecles renouulle
Pluye sang, laict, famine, fer & peste
Au ciel veu feu, couran longue estincelle
Poznámka 11
Viz kapitola O lidech a memech v knize
Koukolík, F., Koubský,P.: Šimpanz a vesmír, Vyšehrad, Praha,
s.127.
Poznámka 12
Stark, R., Bainbridge, W.S.: A Theory of Religion.
New York, Peter Land, 1987, reprint Rutgers University Press,
1996.
Poznámka 13
http://www.religioustolerance.org/destruct.htm
Užitá literatura
http://www.igc.org/millenium/inds/index.html
United Nations: Long-range World Population Projection:
Two centuries of Population Growth 1950 - 2150.
New York, United Nations 1992.
Kostka cukru barona Otto Karla Roberta von Rosena
Trondheim je norské město, které má policejní muzeum. Správce
muzea nedávno v archivu našel skleněnou lahvičku se dvěma malými
kousky cukru. Byly provrtané, v otvorech byly jemné skleněné
trubičky na konci zatavené. U lahvičky byl lístek s nápisem:
ŻKousky cukru obsahují bacily anthraxu, nalezené v zavazadlech
barona Otto Karla von Rosena, zadrženého v lednu roku 1917 v obci
Karasjok, podezřelého ze špionáže a sabotáže.®
Správce muzea se oprávněně polekal. Anthrax neboli slezinná sněť,
také uhlák, je onemocnění zvířat vyvolávané bacilem anthracis,
které se přenáší na člověka. Podobá se moru, černé smrti, jak
postižením kůže a mízních uzlin, tak zejména postižením plic. Při
postižení kůže vzniká dva až tři dny po infekci drobná zarudlá
skvrnka podobná stopě po kousnutí blechy, která se během několika
desítek hodin promění na velký vřed. Jindy se infekce projeví jen
tuhým bolestivým otokem plným bacilů, který se rychle šíří jak
v kůži, tak ve sliznicích. Postižení plic znamená jejich rychlý
rozpad, jenž obvykle končí smrtí. Podobně může anthrax postihnout
zažívací trubici, žaludek i střevo. Bez léčení přechází infekce
často do sepse, celkové bakteriální infekce organismu končící
smrtí. Typický je nález značně zvětšené sleziny, který dal nemoci
lidové jméno -- slezinná sněť.
Kostky cukru poslal správce do Mikrobiologického ústavu norského
ministerstva obrany, které je předalo britské vojenské
mikrobiologické laboratoři v Porton Down. Od nálezu kostky cukru
uplynulo osmdesát let. Životnost spór anthraxových bacilů -spóry jsou podoby, do nichž se některé bakterie Żzakuklí®,
jakmile jsou jejich životní podmínky nepříznivé -- je mimořádná.
Britské vědce zajímalo, jestli jsou osmdesát let staré anthraxové
spóry, uchovávané bez jakýchkoli zvláštních opatření,
životaschopné.
Takže kapiláry se spórami přenesli do laboratoře určené pro práci
se zvláště nebezpečnými původci přenosných chorob. Poté je
otevřeli (raději bych snad sáhl do košíku s kobrou) nad sterilní
Petriho miskou, která vypadá jako plochý středně velký koláč a
obsahuje živné prostředí. Zbytky obsahu kapilár přesunuli do
tekuté živné půdy, kde je nechali inkubovat osm dní.
Zpočátku vědci úspěšní nebyli. Takže kultury obohatili způsobem,
jenž se užívá k oživení oslabených, málo životných bakterií.
Úspěch se dostavil. Ožil velmi malý počet bakterií, nicméně ožil.
Byly vidět v mikroskopu, jejich vzhled je charakteristický. Ve
vzorku pomnožených bakterií vědci poté dokázali, že jejich DNK,
nositelka dědičné informace, skutečně odpovídá DNK anthraxové
bakterie.
A pan baron von Rosen?
Pan baron byl aristokrat pocházející ze smíšeného švédsko -finsko
-německého rodu. Spolu s doprovodem byl zatčen uprostřed zimy
v odlehlé části Norska, asi 18 km od finské hranice. V době, kdy
první světová válka zdaleka nebyla rozhodnuta. Nikdo ze zatčených
neměl pas. V konzervách, označených jako Żšvédské maso®, měla
skupina dynamit. U pana barona byly nalezeny ampulky s kurare,
smrtícím šípovým jedem jihoamerických Indiánů a devatenáct kostek
cukru se skleněnými ampulkami, v nichž byly bacily anthraxu. Pan
baron prohlásil, že je bojovníkem za finskou svobodu -- Finsko
tehdy bylo pod správou carského Ruska bojujícího s císařským
Německem. Jeho úkolem bylo narušení dopravních a komunikačních
spojů, po nichž se dostávaly do Ruska zbraně a zásoby přes Norsko
z Anglie. Pokud by koně požili anthraxové spory, zahynuli by.
Jenže velký podíl transportu obstarávali sobi. Přitom není známo,
zda sobi jedí cukr. Kromě toho se anthrax z koně na koně přímo
nepřenáší, takže po této stránce sabotážní plán příliš
inteligentní nebyl. Na druhé straně mohli maso infikovaných koní
požít hladoví lidé. To by mohlo znamenat epidemii. Norsko tehdy
bylo formálně neutrální stát. Pan baron byl na základě
diplomatického tlaku vydán do Švédska.
Jen zapomenutá a zajímává epizoda z dějin první světové války,
z dějin válek vedených biologickými zbraněmi? Kdepak. V tehdejším
Sovětském svazu, v dubnu roku 1979 v uralském průmyslovém městě
Sverdlovsku (nyní Jekatěrinburg), zemřelo na anthrax osmašedesát
lidí a velký počet zvířat. Americké úřady byly přesvědčeny, že
šlo o důsledek úniku z místní továrny na biologické zbraně.
Sovětské úřady věc popíraly a tvrdily, že jde o důsledek
přirozené infekce. V roce 1992 Rusko přiznalo, že v rozporu s
dohodami vyvíjelo biologické zbraně. (Zdá se, že tyto smlouvy
nerespektuje žádný stát.) Ve stejném roce skupina vědců
z Harvardovy univerzity vedená Mathewem Meselsonem prokázala, že
všechny oběti sverdlovské epidemie anthraxu byly ve směru, jímž
na začátku epidemie vál od podezřelé továrny vítr. Ruské úřady
však nadále souvislost popíraly.
Teprve v současnosti prokázala společná skupina ruských a
amerických vědců, že americké úřady měly pravdu. Skupina užila
postup britských vědců, který však vylepšila do podstatně větší
citlivosti. Tkáně obětí anthraxové epidemie byly uchovávany po
pitvě v konzervačním roztoku, formaldehydu. Z nich se podařilo
získat části DNK anthraxových bakterií a namnožit je. Ve vzorcích
vědci dokázali čtyři z pěti známých kmenů anthraxových bakterií,
které způsobují infekce. Přirozenou epidemii vždy způsobuje jen
jeden kmen. Jejich směs znamená, že o přirozenou epidemii nešlo.
Anthrax je jen jeden z mnoha prostředků, které je možné užít
k vedení biologické války. V současné době se stává noční můrou
stratégů i civilních ochran. Jeho účinnost je mimořádná. Pokud by
se povedlo teroristické skupině rozptýlit 30 - 40 g anthraxových
spór v systému zajišťujícím air-conditioning uzavřeného
sportovního stadionu naplněného lidmi, vdechlo by je během jedné
hodiny asi sedmdesát až osmdesát tisíc lidí. Během tří až pěti
dní by jejich velká část najednou onemocněla. Důsledky si nikdo
neumí představit. Zdá se, že žádný stát na takovou možnost není
dobře připraven. Pro civilní obyvatelstvo se s očkovací látkou
nepočítá. Spolehlivost očkovací látky připravené pro armádu je
nejistá. Zásoby antibiotik jsou nedostatečné.
Někteří autoři považují biologické zbraně v rukou teoristických
skupin za účinnější než jsou zbraně chemické, radiologické nebo
dokonce termonukleární. Výpočty říkají, že rozptýlení
dostatečného množství anthraxových spór z letadla za klidné,
chladné noci -- spóry nemají rády jasné sluneční světlo -- by
znamenalo asi tři miliony lidských obětí. Výbuch termojaderné
zbraně by stál dva miliony. Životů s ohledem na vlastnosti
anthraxové bakterie je velmi ohroženým systémem každého velkého
města jeho metro.
Proč jsou biologické zbraně tak nebezpečné?
Běžné senzory užívané v boji s terorismem, které najdou zbraně a
výbušniny, je nedokáží zjistit. Pašovat biologické zbraně je
možné stejně snadno, jako se pašují drogy. Velmi významnou
skutečností je inkubační doba -- prodleva mezi zasažením lidí
choroboplodnými zárodky a propuknutím choroby. Určit, ze kterého
státu smrtící mikrob pochází, je obtížné. Biologické zbraně jsou
účinné vůči lidem, případně zvířatům a rostlinám, majetek
nechávají nedotčený. Jejich výroba je nenáročná a levná. Výroba
modernější štěpné nukleární zbraně stojí stovky milionů dolarů.
Skupina odborníků pracujících pro Spojené národy již v roce 1962
spočítala, že velké válečné operace cílené proti civilnímu
obyvatelstvu stojí při vedení války konvenčními zbraněmi asi 2000
dolarů/km2, válka vedená nukleárními zbraněmi asi 800 dolarů/km2,
válka vedená nervovým plynem 600 dolarů/km2 a válka vedená
biologickými prostředky 1 dolar/km2. Psychologický vliv na
zasaženou populaci je zničující.
Anthraxová bakterie se dá poměrně snadno získat z přirozených
zdrojů, snadno se pomnožuje. Dobře vytváří spóry, které se lehce
uchovávají, i když jejich účinnost je nižší než je účinek
vlastních bakterií. Odolnost bakterií a jejich spór je vysoká,
anthraxové spóry přežijí kratší pobyt ve vařící vodě. Úmrtnost
neléčeného anthraxu je vysoká, v případě plicní, zažívací a
septické formy prakticky stoprocentní.
Co říká scénář Berkowitzovy skupiny z roku 1987?
Za dobrých meteorologických podmínek, v chladnější a vlhké noci,
větru, jehož rychlost je 12 km/hod, je možné roztýlit devadesát
litrů kultury anthraxových bakterií v podobě aerosolu. Rozptyluje
se rychlostí 500 mililitrů za sekundu. V jednom mililitru kultury
je jedna miliarda zárodků...Za předpokladu, že aerosol zasáhne
jen polovinu cílové populace, přičemž ze zasažené populace
dostane plicní podobu anthraxu jen polovina lidí, pak při
padesátiprocentní úmrtnosti zemře 600 000 lidí.
Pane barone Otto Karle Roberte von Rosene, zdá se, že jste
živější, než by si kdokoli přál.
Užitá literatura
Nature 393, 1998, s. 748.
Proceedings of the National Academy of Sciences USA 95, 1998,
s.1224.
http://www.csis-scrs.gc.ca/eng/miscdocs/purve.html (biologický
terorismus)