Recenze

Článků v rubrice: 71

Matematika života – odkrývání tajemství bytí

„Matematika jsou dveře a klíč k vědě. Věci na tomto světě nelze poznat bez znalosti matematiky“, řekl už ve 13. století slavný anglický filosof a vědec Roger Bacon. A měl pravdu – bez významného přispění moderní matematiky není v 21. století možný ani rozvoj biologických věd. Potřeby prudce se rozvíjejících věd o živých organismech tak daly vznik nové mezioborové disciplíně nazývané matematická biologie.

Fotogalerie (1)
Titulní stránka knihy

Mezi známé vynikající žijící popularizátory matematiky a biologických věd, jakými jsou J. D. Barrow, M. Livio, S. Singh, P. de Kruif, J. Diamond či u nás P. Vopěnka, F. Koukolík, C. Höschl a řada dalších, patří také emeritní profesor univerzity ve Warwicku, autor více než 140 odborných článků a řady knih, člen britské Královské společnosti, Ian Stewart. Překlady jeho publikací, z nichž některé se staly světovými bestsellery, se vydávají i u nás, a to především zásluhou nakladatelství Dokořán. Výčet z anglického originálu do češtiny přeložených knih tentokráte rozšířilo Nakladatelství Academia, když ve své populární edici GALILEO (sv. 58) vydalo jeho další dílo z roku 2011 „Matematika života: odkrývání tajemství bytí“ (Praha 2014, 1. vydání, 387 s., překlad originálu "Mathematics of life" Jiří a Marie Rákosníkovi, ISBN 978-80-200-2360-5).

Šestá revoluce v biologii

Od počátku 17. století se matematika stala hlavní hnací silou bouřlivého rozvoje fyzikálních věd a do dneška je od fyziky (stejně jako od astronomie, chemie, technických a příbuzných oborů) naprosto neoddělitelná. Ještě docela nedávno však v rozvoji věd biologických hrála daleko menší roli. Matematika pro ně byla v nejlepším případě „sluhou“. Používala se k rutinním výpočtům a hlavně pro statistiku. Biologové by se většinou bez ní klidně obešli. Původně se zabývali rostlinami, hmyzem a zvířaty, poté se obrátila jejich pozornost na buňky. Dnes se převážně věnují složitým molekulám, např. DNA, a mikroskopické struktuře živých tvorů. Ke změně způsobu myšlení, jakým současní vědci uvažují o živé přírodě, vedlo podle profesora Stewarta šest revolucí v biologii: vynález mikroskopu, systematická klasifikace živých tvorů na Zemi, teorie evoluce, objev genu a objev struktury DNA... A šestá – matematika – právě nastává.

Teorie chaosu, biomechanika i sítě

Současné objevy v biologii totiž odhalily velké množství důležitých otázek, na které nejspíše nebude možné odpovědět bez významného přispění matematiky. Škála matematických oborů, jejichž užití se předpokládá, je hodně široká: pravděpodobnost, dynamika, teorie chaosu, symetrie, sítě, mechanika, pružnost a dokonce teorie uzlů. Potřeby biologie podnítily vznik zcela specifické oblasti hraničního výzkumu matematiky zaměřené na procesy živé přírody.

O čem je „Matematika života: odkrývání tajemství bytí“

Většina probíraných témat z celkového počtu devatenácti se v první třetině knihy týká biologie: Matematika a biologie, Malí a ještě menší tvorové, Dlouhý seznam života, Fibonacci v říši rostlin, Vznik druhů, V klášterní zahradě (Mendelova teorie), Molekula života, Kniha života, Věčně zelený je strom života. Velmi brzy se však na scéně objeví matematika a jde po stopách otázek z geometrie rostlin od doby královny Viktorie (vlastně od starověkého řeckého matematika Eukleida) do dnešního dne, aby ilustrovala, jak biologie podněcuje nové myšlenky v matematice (Virus ze čtvrté dimenze, Skrytá kabeláž, Uzly a sklady, Skvrny a pruhy). Jakmile připravíme biologické pozadí, matematika vstupuje do centra dění; od atomových rozměrů budeme postupovat zpět k úrovni, ve které se cítíme nejlépe, protože odpovídá našemu životu. Ke světu stromů, trávy, zvířat, hmyzu... a lidí (Ještěrčí hry, Příležitosti v sítích, Paradox planktonu, Co je život? Je tam někdo? Šestá revoluce).

Matematika je už dávno královnou věd

Pokud se na závěr ohlédneme za autorovým vyprávěním o tom, jak biologie začala objímat matematiku, jedno brzy vynikne: začalo to dávno před tím, než si toho kdokoli všiml. Namísto izolovaných vědců posedlých svým vlastním úzkým zaměřením, dnešní vědecké obory stále častěji potřebují týmy lidí s rozdílnými zájmy, které se vzájemně doplňují. A jestli něco z příběhu o matematické biologii vyplývá, pak je to poznání, že navzájem propojené komunity mohou dosáhnout věcí, které by byly pro jednotlivce zcela nemožné. Biologie bude jedním z ohromných prostorů působnosti pro matematiku dvacátého prvního století.

Mějme kulovou krávu

Celý text je nejen poučný, ale také zábavný. Pro vysvětlení, že matematika hraje dosud mnohem menší roli v rozvoji biologických věd v porovnání s bádáním fyzikálním, uvádí autor příběh o sedlákovi, který zaměstnal matematiky, aby mu pomohli zvýšit dojivost. Když mu předali vypracovanou studii, otevřel ji, ale přečetl si pouze úvodní větu: „Mějme kulovou krávu.“ Učenci přišli o práci. Tato historka je nejen zábavná, ale ukazuje také na nepochopení matematických modelů, které nemusí být přesným obrazem reality, aby se daly použít. Ve skutečnosti se dají použít lépe, jsou-li méně realistické, ale stále ještě umožňují proniknout do podstaty věci. Model, který je tak složitý jako proces nebo věc, kterou představuje, bude nejspíše složitý na to, aby mohl být užitečný. S jednodušším modelem se lépe pracuje. Kulová kráva je určitě nepoužitelná, pokud nám jde o narození telete, může však představovat užitečné přiblížení, když počítáme třeba souvislost dojivosti a tělesné hmotnosti.

Tesařík Bohumil
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Profesoři laserové fúze - Bruecker a Siegel

O soukromém úsilí v oblasti termojaderné fúze jsme již psali vícekrát. O prvním „soukromníkovi“ zatím ani jednou. Poslyšte příběh, který měl dva konce. Dobrý a špatný. Vůbec prvními fúzními podnikateli byli Americký fyzik Keith Brueckner a podnikatel Kip Siegel.

Den otevřených dveří na MatFyz

dne 21.11.2019 pořádá Matematicko-fyzikální fakulta UK tradiční Den otevřených dveří. Připravuje opět bohatý program, který probíhá po celý den v budově Matfyzu na Malostranském náměstí 25. Mnoho inspirativního nabídne také učitelům fyziky, matematiky či informatiky.

Vakuum jako na měsíci

Specialitou české pobočky firmy Edwards jsou přístroje pro oblast vědeckého vakua. Firma z Lutína jimi zásobuje celý svět. Díky vývěvám fungují nejpřesnější elektronové mikroskopy na světě či supersilné vědecké lasery.

Kvůli milované vědě se nestačil ani oženit

Pokud zalovíme v paměti a vzpomeneme si na školní léta, určitě se nám vybaví v hodinách chemie používaný laboratorní plynový kahan, nesoucí jméno jednoho z největších vědců 19. století, profesora Roberta Bunsena.

Chytré budovy v ohrožení

Čtyři z deseti počítačů řídících automatické systémy chytrých budov byly v prvním pololetí tohoto roku vystaveny nějakému druhu kybernetického útoku. Toto zjištění přináší společnost Kaspersky ve svém přehledu hrozeb zacílených na chytré budovy.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail