mff2024mff2024mff2024mff2024mff2024mff2024

Aktuální číslo:

2024/3

Téma měsíce:

Elektromobilita

Obálka čísla

Počítačová alchymie

 |  3. 10. 2013
 |  Vesmír 92, 571, 2013/10

Co mají společného transmutace prvků s počítačovými simulacemi a jak může alchymie vysvětlit fungování iontového kanálu nebo předpovědět účinnost léku? Řešení známe téměř šedesát let.

Počítače jsou mocný nástroj vědy. Je tomu tak už několik desetiletí a možnosti počítačů se neustále zlepšují. Umožňují nám studovat fenomény s velkým prostorovým rozlišením a v širokém rozsahu časových škál. Počítačové simulace mají jednu skrytou výhodu – nejsou omezovány přírodními zákony, nýbrž pouhou fantazií a dovednostmi programátorů, jež dávají počítačům, poeticky řečeno, duši. Při studiu biomolekul (např. nukleových kyselin nebo proteinů) nachází uplatnění podivná metoda. Zvláštní je v tom, že přestože žádný experiment nemůže zopakovat metodou daný postup, výsledná data jsou principiálně zcela přesná (tj. fyzikálně smysluplná) a vědecky užitečná. V češtině by se metodě mohlo říkat „alchymické mutace“ (angl. alchemical mutations).

Alchymie, prababička chemických věd a věd o přírodě vůbec, měla jednu velkou vášeň – transmutace prvků. Člověk si pod tím může představit přeměnu v podstatě čehokoliv ve zlato. Možná se čtenáři vybaví scéna z filmu Císařův pekař a pekařův císař (1951), kdy alchymista na dvoře Rudolfa II. kladivem „rozbíjí atom olova“ a suše konstatuje, že „záleží, jak se do toho třískne“.

Zřejmě prvním, komu se transmutace prvků opravdu povedla, byl ale až na počátku 20. století sir Ernest Rutherford, nositel Nobelovy ceny (1908) a člověk, jehož by v té době lidé nazvali spíše fyzikem než alchymistou. Roku 1919 v britském Manchesteru dokázal první jadernou reakcí přeměnit jeden prvek ve druhý, konkrétně dusík na kyslík, tedy prvek s protonovým číslem 7 na prvek s protonovým číslem 8. Nutno podotknout, že příroda tohle umí od nepaměti, ať už si za příklad vezmeme rozpad přirozeně radioaktivních izotopů v zemské kůře, nebo termojadernou fúzi uvnitř hvězd.

Atomy, počítač a mutace

S moderními biomolekulovými simulacemi stařičká alchymie úzce souvisí, transmutace prvků lze totiž provádět i v počítači – virtuálně. Nejprve je ale třeba si uvědomit, jak takový prvek v počítači vypadá. Ač se to může zdát troufalé, pro potřeby mnoha simulací biomolekul lze atomy definovat jako hmotné koule bez vnitřní struktury. Zapomeňme na elektrony, zapomeňme na kvantovou mechaniku s její Schrödingerovou rovnicí, atomy pro nás nyní budou jenom koule s určitými vlastnostmi.1)

Nyní vidíte 20 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie

O autorovi

Michal Kolář

RNDr. Michal H. Kolář, Ph.D., (*1985) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. Za podpory Nadace Alexandera von Humboldta působil ve Výzkumném centru Jülich v Německu, odkud se přesunul do Ústavu Maxe Plancka pro biofyzikální chemii v Göttingenu. Od roku 2018 se na Vysoké škole chemicko‑technologické v Praze věnuje studentům a velkým biomolekulám. Rád cestuje vlakem a nejí rajčata.
Kolář Michal

Doporučujeme

Jak to bylo, jak to je?

Jak to bylo, jak to je? uzamčeno

Ondřej Vrtiška  |  4. 3. 2024
Jak se z chaotické směsi organických molekul na mladé Zemi zrodil první život? A jak by mohla vypadat jeho obdoba jinde ve vesmíru? Proč vše živé...
Otazníky kolem elektromobilů

Otazníky kolem elektromobilů uzamčeno

Jan Macek, Josef Morkus  |  4. 3. 2024
Elektromobil má některé podstatné výhody. Ale samotné vozidlo je jen jednou ze součástí komplexního systému mobility s environmentálními dopady a...
Návrat lidí na Měsíc se odkládá

Návrat lidí na Měsíc se odkládá uzamčeno

Dušan Majer  |  4. 3. 2024
Tragédie lodi Apollo 1 nebo raketoplánů Challenger a Columbia se již nesmí opakovat. Právě v zájmu vyšší bezpečnosti se odkládají plánované cesty...