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.

Nejčtenější

Na Měsíci je život. Pochází ze Země, zanesla jej tam izraelská havárie

Na Měsíci je nyní tisíce želvušek (Milnesium tardigradum), které přežijí...

Člověk na Měsíc nevkročil od roku 1972. Přesto lze říci, že na něm je pozemský život. Izraelská sonda Berešit totiž na...

Byl mocný a vlivný. Poprvé můžete vidět, jak se v Evropě zatýká diktátor

Zadržení Slobodana Miloševiče

Když přistáli v Bosně, Milošević si demonstrativně utřel kapesníkem boty, jakoby mu je tento stát zamazal něčím...

Na prahu objevu. Hledali středověký příkop, narazili na neznámé podzemí

Nejen na svatého Jiří vylézají hadi a štíři. Na snímku odhalený průhled do...

Mohla to být jen zavezená díra nebo bezcenné zbytky pobořeného zdiva. Na místě georadarem nalezené anomálie se však...

První test v ČR: Sennheiser Ambeo je soundbar z kategorie zázraků

Sennheiser Ambeo

Třináct reproduktorů, třináct zesilovačů, roky vývoje algoritmů a obvodů pro zpracování prostorového zvuku, reprodukce...

Silnice budoucnosti se stává minulostí. Proč solární projekt neuspěl

Solární silnice u obce Tourouvre-au-Perche v Normandii

Nejdelší úsek silnice osázené fotovoltaikou na světě, který se nachází ve Francii, má po pár letech provozu problémy....

Další z rubriky

V Jižní Americe objevili unikátního dinosaura. Běhal jen po dvou prstech

Možná rekonstrukce druhu Vespersaurus paranaensis

Vědci na základě zkameněliny z Brazílie popsali prvního dinosaura, který nosil celou svou hmotnost na jediném prstu....

Důkaz temné hmoty i mrtvé hvězdy. Co za 20 let viděl teleskop Chandra

Letos v srpnu je to 20 let, co začala pracovat jedna z nejdůležitějších a...

Letos v srpnu je to 20 let, co začala pracovat jedna z nejdůležitějších a nejúspěšnějších družic současnosti, americká...

Většinu dinosaurů jsme popsali až v novém tisíciletí, prvního před 195 lety

Nákres zubů a fragmentu spodní čelisti megalosaura, objevené roku 1797 ve...

O současnosti coby zlaté éře dinosauří paleontologie se mluví již nějaký ten rok. Je to však pravda? Skutečně prožíváme...

Najdete na iDNES.cz