Zdá sa, že máte zablokovanú reklamu

Fungujeme však vďaka príjmom z reklamy a predplatného. Podporte nás povolením reklamy alebo kúpou predplatného.

Ďakujeme, že pozeráte .pod lampou. Chceli by ste na ňu prispieť?

Chémia je vlastne fyzika

. .časopis .rozhovor

V

V septembri roku 2007 dostal zlatú medailu Slovenskej chemickej spoločnosti. O tri mesiace neskôr prevzal od švédskeho kráľa Nobelovu cenu za chémiu. Minulý týždeň mu Univerzita Komenského udelila čestný doktorát. Gerhard Ertl.


.o vás sa hovorí, že ešte kým ste sa rozhodli pre prírodné vedy, uvažovali ste o muzikantskej kariére. Je to pravda?
Nie celkom. Otázka nikdy nestála tak – hudba alebo veda. Ja som totiž v hudbe nedostal dobré základy. Začal som hrať ako deväťročný, krátko po vojne, ale na klavír som chodil len tri roky. Potom som už bol ponechaný len sám na seba. Inými slovami, v muzike som bol v podstate samouk. Takže mi bolo jasné, že nebudem nikdy dosť dobrý na to, aby som sa hudbe venoval profesionálne.

.ale to, že ste na klavíri hrávali veľa a hrávate dodnes, to hádam pravda je...
Ale áno, hrával som veľa. S priateľmi, so skupinami aj s malými orchestrami.

.hrať so skupinami a malými orchestrami, to znamená hrať v baroch?
Áno, samozrejme. A zarobil som tak pomerne dosť peňazí. Počas štúdií som sa vlastne takým spôsobom živil. Neskôr som sa veľa venoval komornej hudbe a pravda je, že dodnes hrávam.

.čo okrem hudby zaujímalo malého Gerharda Ertla?
Bol som veľmi slabý v športe, takže nijaký futbal ani nič podobné. Zbieral som známky a mojím záujmom boli hlavne knihy, veľa som čítal. Dokonca som nejaký čas chcel ísť študovať literatúru, ale potom som rozhodnutie zmenil. Uvedomil som si, že literatúra sa obracia najmä do minulosti, ale ja som sa chcel pozerať skôr do budúcnosti. A na to sa najviac hodila veda.

.kedy ste sa rozhodli pre vedu?
Chemické pokusy som začal robiť ako trinásť-štrnásťročný. Mama z toho veľkú radosť nemala, lebo som to robil vo svojej izbe a občas to dosť smrdelo. A nebol to, samozrejme, len smrad, čo jej prekážalo. Bola presvedčená, že ak to smrdí, tak to môže byť aj jedovaté, takže sa o mňa bála. Jedného dňa mi povedala, aby som s tým prestal, lebo inak ma presťahuje do izby k bratovi. Tak som radšej s chémiou skončil a presedlal som na rádiá čiže na elektrotechniku.

.nositeľ Nobelovej ceny za chémiu skončil s chémiou vo veku pätnásť rokov?
Mali sme veľmi dobrého učiteľa fyziky a zlého učiteľa chémie. A keďže mi dobre išla aj matematika, tak bolo pomerne rýchlo jasné, že budem študovať fyziku. Neskôr som sa predsa len vrátil k chémii, ale fyziku som pritom neopustil. Môj školiteľ v rámci postgraduálneho štúdia sa venoval elektrochémii, čo je vlastne skúmanie procesov prebiehajúcich na rozhraní medzi kvapalinou a tuhou látkou. Jedného dňa mi povedal, že ak chcem robiť niečo nové, mohol by som skúsiť skúmanie rozhrania medzi plynom a tuhou látkou, pretože o tom nie je známe skoro nič. Tak som sa do toho pustil a moja práca spočívala a dodnes spočíva v používaní fyzikálnych metód a techník pri riešení chemických problémov.

.mnohých také úzke spojenie fyziky a chémie asi prekvapí, ale v skutočnosti to zrejme prekvapujúce nie je...
Chémia sa zaoberá premenou hmoty z jedného typu molekúl na iný typ. Keď sa však pozrieme, čo je príčinou týchto premien, tak uvidíme fyzikálne zákony. V tomto zmysle je chémia vlastne fyzika. Schrödingerova rovnica opisuje v podstate všetko, okrem iného aj chemickú väzbu. Okrem kvantovej mechaniky sú z hľadiska chémie veľmi dôležité aj termodynamika a kinetika. Ak chceme porozumieť chémii naozaj do hĺbky, potrebujeme solídne fyzikálne základy.

.keď už hovoríme o hlbokom porozumení, hĺbky bývajú pod povrchom. Vy sa zaoberáte skúmaním procesov prebiehajúcich na povrchoch materiálov. Čo hlboké sa môžeme naučiť skúmaním povrchov?
V prvom rade treba povedať, že hoci podstatou chémie je naozaj fyzika, neznamená to, že celej chémii rozumieme na základe fyziky. Napríklad syntéza organických molekúl ide v nejakom zmysle nad rámec fyziky. A biochémia má v porovnaní s fyzikou k prísnej rigoróznosti ešte ďalej. Chémia katalyzátorov – a katalytické reakcie prebiehajú na povrchoch vhodných látok – tiež bola veľmi dlho akýmsi čiernym umením, a nie vedou v prísnom slova zmysle. A práve vďaka štúdiu procesov na povrchoch látok sa táto chémia stáva vedou aj podľa tých najprísnejších kritérií.


.v súvislosti s vašou Nobelovou cenou sa často spomína katalytická výroba amoniaku zo vzdušného dusíka a vodíka, za ktorú získal Fritz Haber Nobelovu cenu 90 rokov pred vami. Dá sa na tomto príklade ilustrovať vzťah medzi čiernym umením a rigoróznou vedou?
Áno. V Haber-Boschovom procese prichádza k syntéze molekúl amoniaku pri vysokých teplotách a tlaku za prítomnosti katalyzátora vo forme vhodne upraveného povrchu železa. Tento proces umožnil priemyselnú výrobu umelých hnojív, a to znamenalo nesmierny skok v celosvetovej produkcii potravín. Proces sa v obrovských priemyselných meradlách využíva dodnes. A pritom ešte ani v roku 1977 nebolo chemikom poriadne jasné, ako presne prebieha syntéza amoniaku v tomto procese.

.mimochodom, objavy Fritza Habera nasýtili obrovské masy ľudí, zatiaľ čo iné jeho objavy ľudí masovo zabíjali. Haber je otcom bojových plynov použitých v prvej svetovej vojne...
Haber bol problematický človek, ale čo sa bojových plynov týka, bol predovšetkým vlastenec. V čase svetovej vojny bolo prirodzenou snahou vlastenca pomôcť svojej krajine k víťazstvu. Navyše bol presvedčený, že bojové plyny spôsobia rýchlejšiu smrť, a teda menej utrpenia ako strelné zbrane. Myslím, že z morálneho hľadiska bol v podobnej situácii ako ľudia, ktorí pracovali počas druhej svetovej vojny na výrobe atómovej bomby. V obidvoch prípadoch bolo cieľom rýchle ukončenie vojny, aj keď za cenu značného množstva obetí.

.vráťme sa k čiernemu umeniu a vede. Dnes už teda rozumieme aj detailom syntézy amoniaku?
Podrobné štúdium chemických procesov na povrchu katalyzátora fyzikálnymi metódami ukázalo, že molekuly dusíka sa na tomto povrchu rozkladajú na atómy dusíka, a že práve to je kľúčový moment celého Haber-Boschovho procesu. Vďaka spomínaným metódam dnes podrobne rozumieme nielen tomuto najdôležitejšiemu kroku, ale aj všetkým ďalším krokom v celom viacstupňovom procese.

.odráža sa to detailné porozumenie v priemyselných aplikáciách?
Ľudia z priemyslu mi hovoria, že im to pomáha. Jedna veľká dánska firma postavila celkom novú fabriku na výrobu amoniaku, a pri jej projektovaní vraj využívali poznatky o detailoch prebiehajúcich reakcií. Nemám dôvod im neveriť, aj keď sám nemám s takýmito aplikáciami priamu skúsenosť.

.vy sa teda vôbec nevenujete aplikáciám? Nemáte ani nijaké patenty?
Nie, nemám nijaké patenty. Pomerne úzko spolupracujem s BASF, ale využívajú ma hlavne ako konzultanta. A to ani nie tak v otázkach výroby, ako skôr v otázkach orientácie ich vlastného výskumu. Nikdy som nebol priamo zapojený v priemyselných aplikáciách.

.a pritom váš hlavný objekt záujmu je úzko spojený s ďalšou veľmi významnou aplikáciou, a to katalyzátormi výfukových plynov v automobiloch.
Áno, ale aj tam ma oveľa viac zaujímajú detaily prebiehajúcich reakcií – napríklad ich časové a priestorové rozloženie – než priame aplikácie. Samotná reakcia spočíva v syntéze oxidu uhličitého z oxidu uhoľnatého a vzdušného kyslíka na povrchu platiny. Praktické využitie je evidentné a veľmi dôležité, pretože oxid uhoľnatý je jedovatý a pri nedokonalom spaľovaní vzniká v nezanedbateľných množstvách. Ale z hľadiska naozaj hlbokého porozumenia chémii je táto katalytická reakcia nesmierne užitočná pre niečo iné. Umožňuje nám študovať veci, ktoré inde študovať nemôžeme.

.napríklad?
Napríklad vznik rôznych časových oscilácií alebo priestorových štruktúr na molekulárnej úrovni. Existencia a stabilita takýchto štruktúr sú nesmierne zaujímavé z hľadiska niektorých hlbokých vedeckých otázok, medzi ktoré patrí aj otázka vzniku života. Nám sa podarilo pozorovať vznik a vývoj takýchto štruktúr na relatívne jednoduchej úrovni, pretože skúmame jednoduché molekuly kyslíka, oxidu uhoľnatého a oxidu uhličitého. Vznik komplexných štruktúr z týchto jednoduchých stavebných prvkov je zaujímavý už len preto, lebo nám umožňuje porozumieť jednej veľmi dôležitej vlastnosti prírody, a to spontánnemu vzniku zložitých vecí z vecí jednoduchých.

.vy skúmate ten proces už celé desaťročia, pričom využívate stále nové a nové prístroje. Čo vás vedie k tomu, aby ste skúmali jeden proces čoraz podrobnejšie?
Zvedavosť. Nikdy sme tomu procesu nerozumeli dostatočne, vždy sme mali množstvo nezodpovedaných otázok. Navyše, keď už sa nejakú otázku podarilo zodpovedať, väčšinou sa tým otvorilo niekoľko celkom nových otázok. Mnohé z týchto otázok sa nedali zodpovedať pomocou vtedy existujúcich experimentálnych techník, a tak sme museli hľadať nové techniky a prístroje. Niekedy sme ich vyvinuli sami, inokedy sme využili objavy iných ľudí.

.skúsim to ešte vyostriť. Mnohé z vašich experimentov viedli „len“ k spresneniu už známych výsledkov. Aký význam má spresňovanie niečoho, čo už vlastne poznáme?
Niekedy veľmi veľký. Presnejší výsledok je nová informácia, ktorá občas otvorí celkom novú oblasť výskumu.

.napríklad?
Napríklad oblasť nanotechnológií. Pri skúmaní procesov na povrchoch katalyzátorov sme sa snažili dostať až na úroveň pozorovania a určitého ovplyvňovania jednotlivých atómov. A práve na tom sú založené dnes také populárne nanotechnológie.

.úspešné aplikácie dokážu bežní ľudia oceniť. Obávam sa však, že vôbec nedokážu oceniť spresňovanie už známych výsledkov.
To je asi pravda.

.len málo ľudí si totiž uvedomuje, že v prírodných vedách je číslo vždy číslo plus mínus nejaká nepresnosť. A že prírodné vedy nie sú presné preto, že tam nijaká nepresnosť nie je, ale preto, že majú tú nepresnosť pod kontrolou.
Aj to je pravda.

.mimo prírodných vied si však ľudia s nepresnosťou čísiel príliš hlavu nelámu. Ekonómovia napríklad udávajú rast HDP s presnosťou na desatinu percenta, pričom neurčitosť tohto čísla je prinajlepšom na úrovni percent.
To je celkom určite pravda. Lenže ekonómia sa zaoberá nesmierne komplikovaným systémom, v ktorom sú podmienky také zložité, že často nie je jasné, či má nejaká veličina vôbec nejakú hodnotu. Za takých okolností je celkom prirodzené, že sa ani nepokúšajú určiť nepresnosť čísiel, s ktorými pracujú.

.lenže ak sa používajú čísla bez toho, že by sa udávalo aj plus mínus, budí to falošný dojem úplnej presnosti.
A mnohí ekonómovia si to veľmi dobre uvedomujú. Jeden z nositeľov Nobelovej ceny za ekonómiu mi povedal, že ak ekonómovia urobia šesť predpovedí, sedem z nich je nesprávnych.

.lenže prírodné vedy vyvolali v bežných ľuďoch dôveru k číslam a tej dôvere sa dnes do istej miery teší všetko, čo narába s číslami. Je možné naučiť ľudí, že niektoré čísla sú dôveryhodné a iné nie?
Nemyslím si, že sa s tým dá niečo robiť. A možno to ani nie je nutné. Politika je do značnej miery založená na používaní takýchto čísiel, a to znamená, že mnohé politické rozhodnutia sú robené na základe nie celkom exaktných podkladov. Lenže politici musia robiť rozhodnutia áno-nie, a pri takom rozhodovaní sú asi dobré aj nepresné podklady.

.keď človek získa Nobelovu cenu, sú zrejme všetci ochotní načúvať mu viac než predtým. Človeku sa tak otvára možnosť pôsobiť nielen vo vlastnej vede, ale aj na verejnú mienku a podobne. Čo je na jednej strane zaujímavá príležitosť, ale na druhej strane to môže byť únavné. Čo prevláda?
Samozrejme, že som zahltený pozvaniami a ponukami. Pri každom takomto pozvaní, ponuke či požiadavke zvažujem, či by to prišlo aj bez Nobelovej ceny, alebo či je to len dôsledkom tej ceny. V tom prvom prípade sa snažím vyhovieť, v tom druhom prípade nie. A rozhodne sa snažím, aby mi to príliš nezmenilo život.

.prijali ste čestný doktorát Univerzity Komenského, takže to bol asi ten prvý prípad. Táto univerzita, priznajme si to, nepatrí k významným európskym univerzitám. Čo pre vás znamená doktorát z takej univerzity?
V prvom rade je to meno Komenského, ktoré pre mňa veľa znamená. Komenský bol skutočne veľký európsky pedagóg, ktorého práca je užitočná dodnes. Okrem toho Komenského univerzita je najväčšia a najstaršia slovenská univerzita. Na Slovensku máte viac ako dvadsať univerzít, čo je určite neudržateľný stav a niektoré z týchto univerzít budú musieť zaniknúť, ale to sa určite netýka Komenského univerzity. Tá sa naďalej rozvíja a v budúcnosti dosiahne  štandard dobrých európskych univerzít. O tom som presvedčený.

.ktoré z aktivít, ktoré vám pribudli po udelení Nobelovej ceny, považujete za najužitočnejšie?
Mám veľký záujem na motivovaní mladých ľudí. Robím veľa prednášok, chodím na školy, pretože to pokladám za svoju úlohu s ohľadom na budúcnosť. Myslím, že je veľmi dôležité motivovať deti na kladenie otázok a hľadanie odpovedí.

.a určite tým nemáte na mysli, že je to dôležité kvôli Nobelovej cene, ale že je to dôležité ako také...
Samozrejme.

.lenže tu narážame na akýsi paradox nositeľa Nobelovej ceny. Všetci sú ochotní počúvať, čo hovorí, ale vnímajú to zrejme hlavne ako návod na cestu k Nobelovej cene. Nie je to náhodou tak, že vy im hovoríte niečo, ale oni počujú niečo iné?
Áno, to je veľmi ľahko možné. Ale vlastne to neprekáža. Ak je ich cieľom získať niekedy v budúcnosti Nobelovu cenu – prečo nie? Ja im vždy odpovedám: buďte zvedaví, nedôverujte príliš autoritám a neprestávajte si klásť otázky. A ak sa toho budú držať, je vlastne jedno, či to robia kvôli Nobelovej cene, alebo kvôli sebe.
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.
.diskusia
.posledné
.neprehliadnite