Věda v Big Bang Theory: Bojíte se změn? Sheldon se děsí víc a všech

aktualizováno 
Podívejte se na populární seriál Teorie velkého třesku (Big Bang Theory) novýma očima. V každé epizodě jsme pro vás vybrali jednu zajímavost z vědy nebo techniky. Dnes je na řadě Sheldon a jeho oblíbená homeostaze.

Jestli už jste se podívali na ukázku, nadechněte se, dnes se budeme pohybovat na ostří nože: řeč bude o rovnováze.

Homeostaze je asi většině z nás známý pojem, který by se dal delší formou vyjádřit jako "udržování dynamické rovnováhy". Jako většina "chytlavých" a historicky úspěšných vědeckých pojmů má svůj původ v řečtině; homoios znamená stejný a stasis trvání.

Kdy se dívat?

Všechny díly, ze kterých jsou naše ukázky, budou k vidění na stanici Prima Cool

Na první díl VI. série se můžete v premiéře podívat 27. května ve 21:20 (v českém znění). V anglickém znění s titulky ho můžete sledovat 28. května od 1:20 v noci.

Homeostaze ve vědě i obecné kultuře bují už zhruba 80. let. Zhruba od 30. let ji používal významný americký lékař Walter Bradford Cannon. Rozvinul tak myšlenku Francouze Clauda Bernarda o vnitřním prostředí organismů, kterou můžeme neuctivě zkrátit do jednoho citátu: "Cílem všech životních mechanismů, jakkoli rozmanitých, je udržovat stálé podmínky pro život ve vnitřním prostředí těla." (Bernard používal pro vnitřní prostředí výraz "millieu intérieur", který se tehdy vžil, ale nepřežil. Inu, francouzština není řečtina.)

Kočka, která se nezadýchala

Cannon dal mechanismu homeostaze nejen jméno, ale také hmatatelnou podobu. V sérii experimentů, které byste neměli na svých domácích mazlíčcích opakovat, ukázal, jak homeostaze prakticky funguje.

Fotogalerie

V jeho laboratoři žila například zvířata, která neznala návaly adrenalinu. Šlo o kočky, které měly chirurgicky odstraněnou část nervové soustavy, tzv. sympatický nervový systém. Tahle stará část vývoje našeho nervového systému se stará o naše nabuzení v případě potřeby, tedy stresu. Kočky bez něj dokázaly přežít měsíce i roky (jedna dokonce vrhla zdravá koťata), ale jen v laboratoři. Venku by kočky nepřežily: při cvičení se jim často nezrychloval srdeční tep, tváří v tvář se štěkajícím psem jim nestoupala hladina cukrů v krvi, i při snížení obsahu kyslíku v atmosféře omdlévaly.

Jednoduše se nedokázaly vyrovnat se stresem. Což mimochodem ukazuje, že v homeostazi jde skutečně o dynamickou rovnováhu: kočka utíkající před psem není stejné zvíře jako kočka v klidu. Má jiné fyziologické hodnoty, chová se jinak atp. Nejde tedy o "stálé podmínky", jak uváděl Bernard, ale něco složitějšího.

Neslavné konce jeho pokusných zvířat ale Cannonovi umožnily výrazně posunout hranice poznání. V roce 1932 vydal knihu "Moudrost těla" (Wisdom of the Body) a díky ní se novotvar homeostaze stal součástí biologie. (Americký lékař už ho používal i před vydáním knihy, ale k průlomu došlo až po její publikaci.) Chytlavá a inspirující myšlenka sloužila k vysvětlení řady biologických funkcí ve všech možných systémech: od našich těl po rakovinové buňky (ano, i ty se musí udržovat v rovnováze). Postupně se ukázalo, jak propracovaný systém na udržení rovnováhy lidské tělo je, a kolik mechanismů se na něm podílí. Podrobněji se tématu chemické rovnováhy v mozku věnuje třeba neurobiolog David Anderson, který připomíná, že náš mozek je "víc než jen uzlíček chemikálií".

Ono to žije!

Nejde ale jenom o naše těla. Homeostaze přerostla člověka a jako "dynamicky rovnovážné" dnes vnímáme i spoustu jiných systémů. Asi do největšího extrému ji dovedl James Lovelock, britský vědec, který se podílel na přípravě sondy Viking.

Homeostaze a hubnutí

"Vědci zjistili, že tělo má velmi silné mechanismy pro udržení homeostaze, což ztěžuje jak ubírání, tak přibírání na váze," říká Steve Levitt, ekonom a spoluautor známé knížky Freakonomics. Udává příklad - kdyby do svého jídelníčku zařadil denně 500 kalorií navíc, aniž by jakkoli jinak změnil svou fyzickou aktivitu, někdo by mohl čekat, že začne přibývat na váze, a to v podstatě donekonečna. Deset tisíc kalorií přibližně odpovídá kilogramu, takže by každé tři týdny přibral kilogram.

Ale tělo takto nefunguje. Právě díky mechanismům pro udržení homeostáze by se příbytek váhy ustálil na "pouhých" 18 kilogramech. Pokud by tedy teoreticky někdo začal ve svých dvaceti jíst každý den o 500 kalorií více, během příštích šedesáti let by snědl skoro 11 milionů kalorií více, nicméně přibral by pouze oněch 18 kilogramů.

Podle něj je homeostatický systém celá naše planeta, přesněji řečeno naše planeta a život na ní. Vytvořil tzv. teorii Gaia (zase ta řečtina), která v podstatě říká, že život na Zemi udržuje za pomocí samoregulačních mechanismů vhodné podmínky pro svou existenci. Proto byly na Zemi podle Lovelocka v posledních čtyřech miliardách let tak relativně stabilní podmínky; stabilní v tom smyslu, že tu pro život zřejmě nikdy nebylo moc nehostino.

Jak by to mělo vypadat? Lovelock přišel s geniálním příkladem, který také přispěl k popularitě jeho myšlenky: představte si planetu, která je porostlá jen a jen sedmikráskami. A to ve dvou barvách, černé a bílé. Když její hvězda hřeje méně, daří se lépe černým rostlinám, které lépe přijímají teplo. Tím ale neprospívají jen sobě: v důsledku totiž planetu díky své barvě ohřívají, a tím činí pohostinnější i pro bílé sedmikrásky. Když teplota stoupne, mají zase výhodu bílé květiny, které ale odrážejí více světla. Planetu tím ochladí a umožňují přežívat i ostatním druhům na planetě, i když to jsou jen černé sedmikrásky. Mimochodem, kdyby bylo na planetě více druhů, žilo by se jim všem pohromadě zřejmě ještě lépe a mohly by podmínky regulovat výrazněji, tvrdí pozdější Lovelockovy simulace.

Podobně jako u minule probíraného antropického principu, i u Gaiy se dá vybrat: zastánci krajní interpretace Zemi považují za "superorganismus", ale to zavání náboženstvím. Slabá varianta teorie pak říká, že biologické a geologické procesy na Zemi spolu úzce souvisí. A tu už lze považovat za vědeckou, i když určitě ne většinově přijímanou.

Proč si Sheldon Cooper vždy hlídá svoje místo na gauči

Postava geniálního dr. Sheldona Coopera vykazuje napříč seriálem velké množství osobních zvláštnůstek a výstředností. Jednou z těch dlouhodobých je jeho strach ze změn.

Strach ze změn (neofobie a příbuzná kainofobie) se projevuje u Sheldona mnoha způsoby, od neochoty vzdát se svého oblíbeného místa až po neochotu zkoušet nová jídla (tzv. potravinová neofobie, obvyklá u dětí).

Při analýze Sheldonovy literární postavy se samozřejmě nemůžeme vyhnout analýze různých motivací scenáristů. Některé projevy fóbií jsou vedlejším produktem Sheldonovy obsendantně-kompulsivní poruchy (OCD). Tato úzkostná porucha se projevuje vlastními rituály, například klasickým "ťuk ťuk ťuk, Penny, ťuk ťuk ťuk, Penny, ťuk ťuk ťuk, Penny". Porucha OCD je v americké populární kultuře dobře známá a autorům se tak s ní dobře pracuje - dobře doplňuje Sheldonovu tvrdohlavost a sníženou schopnost vnímat komplexní společenské situace. Vytváří tak komické nebo neúnosné momenty, na které musejí ostatní postavy reagovat také nestandardně, čímž může vzniknout zápletka či alespoň humorný okamžik.

Sheldonova postava je v některých ohledech podobná chování lidí s Aspergerovým syndromem, a diváci tak spekulovali, zda scenáristé tuto lehkou formu autismu použili jako základ pro Sheldonovu postavu. Tvůrci seriálu to rezolutně popřeli: "Píšeme tu postavu jako postavu. Lidé v tom vidí různé věci a spojují si to s ledasčím," uvedl spoluautor Bill Prady. "Náš pohled je, že Sheldonova matka nikdy diagnózu nedostala, a my také žádnou nemáme."

Jim Parsons, který hraje roli Sheldona Coopera, v interview uvedl, že zpočátku rozhodně svou roli podle Aspergerova syndromu nehrál, ani nevěděl, o co se jedná. Po přečtení knihy o Aspergerově syndromu nicméně uznal, že to tak z Sheldonova chování může vypadat: "Víte, Sheldon se tolik zabývá intelektuální prací, že je pochopitelné, že to někomu může připomínat tyto poruchy." Podle scenáristů ale jde přinejlepším o vlastní, Sheldonův syndrom.

Nejen pro živáčky

Homeostaze nezůstala jenom v biologii. Cannonova myšlenka během seminářů na Harvardu zapůsobila i na matematika Norberta Wienera, zakladatele kybernetiky (ta se zabývá řízením a přenosem informací a mimochodem je to další úspěšné vědecké slovo z řečtiny. Kybernétes je "kormidelník".)

Nebuďte jako Penny

Když se v seriálu Teorie velkého třesku mluví o vědě, s námi víte, která bije.

Ve spolupráci s televizi Prima COOL vám přinášíme upoutávky na nejnovější řadu populárního amerického sitcomu Thé Big Bang Theory (Teorie velkého třesku). V každé epizodě jsme pro vás vybrali jednu zajímavost z vědy nebo techniky a rozebrali ji skoro jako Sheldon Cooper... Bazinga! Přece jen, neomylnému géniovi samozřejmě konkurovat nemůžeme.

Zatím jsme se o to pokoušeli u 1. dílu VI. série, ve které jsme pro vás vybrali popis antropického principu.

Wierenova "negativní zpětná vazba" využitá ke konstrukci systémů schopných vracet se z výchylky do původního stavu (hodilo se to třeba u protiletadlových děl) je nezbytnou podmínkou pro udržení homeostaze: organismus musí zareagovat tak, aby vyvážil vliv prostředí. Třeba ochlazením zvýšením odparu (pocením) na zvýšení teploty.

Homeostaze se pak šířila do dalších oborů a její polopatické vysvětlení pro rozespalou Penny je pouze poslední drobnou kapitolkou v tomto vítězném tažení. Představa, že věci se udržují v jakési neustále napnuté rovnováze, je užitečná řadě různých oborů, je pro lidský mozek lákavá a pro mnoho odborníků užitečná. Je to prostě životaschopný mem. A tím nemyslíme internetový vtip, ale původní význam, který mu dal biolog Richard Dawkings: kulturní obdobu genu, jednotku kulturní informace, která se dokáže dál šířit.

A abychom nezapomněli: ano, slovo mem je odvozené z řečtiny (mimema znamená napodobovat). To jen, kdybyste hodlali něco vymyslet.

Mohlo by vás zajímat: Černobyl

Černobylská havárie se stala 26. dubna 1986 v černobylské jaderné elektrárně na Ukrajině (tehdy část Sovětského svazu). Vzpomínka na tragédii v těchto dnech oživila televizní minisérie Černobyl.

Téma Černobyl v článcích Technet.cz:
Brzda místo plynu a plyn místo brzdy. To byl Černobyl
Havárie neskončí před rokem 2065. Černobyl polyká tuny vody a miliardy eur
Výbuch roztavil beton a tisícitunový poklop létal vzduchem. Černobyl 1986

Nejčtenější

Scéna jako z hororu. Na střeše mrakodrapu vrtule rozsekala cestující

Havárie vrtulníku N619PA na střeše budovy PAN AM 16.5. 1977

Části zdeformované vrtule se do ulic New Yorku řítily jako smrtící neřízené projektily. Vrtulník společnosti New York...

Třímachový zabiják letadlových lodí Suchoj T-4 byl velkým žroutem rublů

Suchoj T-4

Historie letectví se pozoruhodnými stroji jenom hemží. Jedním takovým byl i sovětský bombardér Suchoj T-4. Vznikl pouze...

Osudový omyl. První a poslední přistání proudového letadla v Olomouci

MiG-21F trupového čísla 0618 s nímž v Olomouci tragicky havaroval kadet Omran...

Bylo mu 23 let, když se u Přerova učil létat na vysoce výkonném letounu Mig-21F. Podcenil však zadání úkolu a při...

Kilogram má novou definici. Jeho fyzická podoba ztratila 50 mikrogramů

Kopie originálu kilogram z Paříže v americké laboratoři Sandia. Podobné vzory

Od 20. května začala platit nová definice kilogramu. Ta již nebude mít fyzickou podobu, ale bude odvozená od pevné...

Jarní aktualizace Windows 10 je ke stažení. Microsoft se moc nepředvedl

Světlý motiv v jarní verzi Windows 10  2019

Microsoft uvolnil ke stažení velkou jarní aktualizaci Windows 10. Nečekejte však žádné velké změny. Většina se odehrála...

Další z rubriky

Brontosaurovi potvrdili jméno až v roce 2015. Práskal ocasem jako bičem

Stádo brontosaurů na pochodu. Tito obří sauropodi se zřejmě sdružovali do...

Brontosaurus, tedy v doslovném překladu „hřmotný ještěr“, patří k nejznámějším a nejpopulárnějším dinosaurům vůbec....

Tyto geny můžete jen závidět. Chrání před cukrovkou a obezitou

Obezita má svou genetickou složku, o tom dnes není sporu. Velké potíže...

„Poruchy“ v naší DNA mohou mít někdy nečekané výsledky. Ilustruje to mimo jiné i výzkum univerzity v Cambridge. Ukázal,...

Poslední šance přihlásit se. Ukažte co dokážete na Maker Faire 2019

3D tisk je základem mnoha DIY projektů, narazíte na něj na každém kroku.

Být šikovným kutilem a vynálezcem je skvělé. Nabízet úžasné produkty a služby pro tvůrce je výborné. Ukázat co umíte...

Najdete na iDNES.cz