Čtyřrozměrný model života

Zaujalo mne další Matykání z blogu Jana Řeháčka, kde se na úvod čtenářů zeptal, zda nechtějí vyhrát milión dolarů?   

Autor jim zde představil Riemannovu zeta-hypotézu z roku 1859, která patří k „nej­důležitějším ne­vyřešeným problémům současné matematiky“. Při čtení tohoto článku jsem si znovu uvědomil, jak málo pozornosti u nás věnujeme souvislostem mezi současným vědeckým bádáním a některými kapitolami z historie vědy. A dovolil jsem si v diskusi pod článkem připo­menout fakt, že 10. června 1854 Georg Bernhard Riemann, coby Gaussův student, na univerzitě v Göttingenu přednesl svoji přednášku O hypotézách, na nichž se zakládá geomet­rie, která měla zásadní vliv na vědecké před­stavy o vícerozměrném prostoru. Přičemž se od té doby čtvrtou prostorovou dimenzi, kterou svými smysly nevní­máme, snaží badatelé našemu chápání zpřístupnit.

V této souvislosti je třeba si připomenout ještě jeden u nás zapomínaný fakt. Totiž že ve čtyřicátých létech minulého století se v Če­chách objevila koncepce prostorové biologie profesora Her­číka. Profesor MUDr., RNDr. Ferdinand Her­čík, DrSc. (1905-1966), biolog a biofyzik, je znám jako za­kladatel českoslo­venské radiobiologie, zakladatel a první ředitel Biofyzikálního ústavu ČSAV v Brně, v letech 1949-1950 děkan Lékařské fakulty Ma­sarykovy univerzity. Prof. Herčík se věnoval mimo jiné i výzkumu účinků zá­ření na buňku a organi­smus (odtud také jeho členství ve Vědeckém vý­boru OSN pro zkoumání účinků záření, či funkce místopředsedy rady guvernérů v Mezinárodní agentuře pro atomovou energii ve Vídni). 

V jedné ze svých publikací prof. Herčík mluví o tom, jak jej na tuto myšlenku přivedl vý­znamný český matematik profesor Otakar Borůvka (1899-1995), který se zabýval matematic­kou analýzou, dife­renciální geometrií, v algebře vybudoval teorii rozkladů a po 2. světové válce založil moderní školu dife­renciálních rovnic. Je také považován za objevitele prvního a v jistém smyslu dodnes nejlepšího algo­ritmu pro nalezení minimální kostry konečného souvislého grafu, publiko­vaného v roce 1926. Herčík svoje setkání s Borůvkou a vznik představ o prostorové biologii po­pisuje těmito slovy: „Jednou jsem se setkal s matematikem profesorem O. Borůvkou, který jen tak mezi řečí se zmínil, že má svou čtyřroz­měrnou teorii života. Dal jsem si ji od něho vyložit a viděl jsem, že je zde slibná perspektiva k dalším úvahám. Sešli jsme se potom ještě mnohokrát, přepra­covali ji společně na širokou základnu bi­ologickou a uveřejnili v odborném tisku.“

V jejich prvním článku nazvaném Prostorový model života (Sborník lékařský, 1943) odborné ve­řej­nosti objasňují svoje úvahy spočívající na předpokladu, že organismy představují čtyřroz­měrné útvary, zasa­hující do námi vnímaného trojrozměrného prostoru. Článek vzbudil značný zájem jak v odborných kruzích, tak mezi laiky, proto se Borůvka s Herčíkem rozhodli pojednat nastolené téma i před širší veřejností, načež roku 1944 vznikl článek Čtyřrozměrný model života (Věda a život, 1944), který je stručnějším pojedná­ním dané problematiky. Nutno zde podotknout, že v následných ohla­sech Borůvka, jak sám říká, obdržel dopisy „od dvou profesorů matematiky z Karlovy univer­sity a to od prof. Hlavatého a prof. Kösslera, kteří mně sdělili, že se sami také po­dobnými myšlen­kami za­bývali a dospěli k úsudkům podobným, jaké jsem uvedl ve svém mo­delu.“

Profesor Miloš Kössler (1884-1961) působil na přírodovědecké fakultě Karlovy univerzity, věnoval se teorii analytických funkcí a teorii čísel, byl děkanem přírodovědecké fakulty Kar­lovy univerzity, předsedou JČMF, čle­nem korespondentem ČSAV. Profesor Václav Hlavatý (1894-1969), jehož jméno dnes nese knihovna v pražském Karlíně, byl profesorem geometrie a filozo­fie matematiky Karlovy uni­verzity, od roku 1948 působil na matematickém institutu na Indiana University v Bloo­ming­tonu, kde se vě­noval diferenciální a algebraické geometrii a obecné teorii relativity, přičemž také spolu­pracoval s Al­bertem Einsteinem.

Je třeba si zde ještě připomenout článek Milana Křápka a Jana Šmardy nazvaný Společné práce vel­kého matema­tika s velkým biologem (Universitas, Revue MU, Brno 2011), kde je Herčíkova hypo­téza čtyřroz­měrného organismu pojednána v souvislostech. Neboť v tom článku se mimo jiné říká: „Jeho po­kusy a měření účinků pronikavého záření na živé organismy a jejich buňky ho myšlenkově přivedly k zásahové teorii a tudy postupně ke kvantové biologii.“ Dále se zde pak říká: „Právě při budování kvantové bi­ologie se profesor Herčík stále více klonil k myšlence Otakara Borůvky, neboť tato myšlenka mohla vést k vysvětlení jevů, které jinými způsoby nebyla tehdejší věda schopna vy­svět­lit.“ Jinak řečeno, prof. Herčík patřil k zakladatelům kvantové biologie, u nás za minulého re­žimu (především v 50. létech) stejně odsuzované, jako model prostorové či čtyřrozměrné biologie, který rozpracoval s prof. Borůvkou.

Je pravda, že téma čtyřrozměrného prostoru mnohdy laikům připadá příliš komplikované a neu­chopitelné. Ostatně, i fran­couzský matematik, fyzik a astronom Jules Henri Poincaré, který se touto problematikou zabýval, svého času prohlásil: „Jestliže někdo zasvětí celý svůj život geometrii čtyřrozměrného prostoru, do­vede si snad posléze čtyřrozměrný prostor i představit.“ Ovšem dobře zpracované téma čtvrtého prostorového rozměru, formou přístupnou laické veřejnosti, přináší i u nás vydaná kniha Hyperprostor, jejímž autorem je Michio Kaku (Dokořán, Praha, 2008, překlad Petr a Dagmar Libovi). Prof. Kaku, který se kromě vědecké práce a pedagogické činnosti věnuje i popularizaci vědy, léta 1890–1910 považuje za zlatý věk čtvrtého rozměru. Byla to doba, kdy myšlenky pocházející od Gausse a Reimanna pronikaly do literárních kruhů, do avantgardy i do uvažování široké veřejnosti a ovlivnily trendy v umění, literatuře i filozofii. Na jedné straně seriózní vědci tohoto vývoje litovali, protože Reimannovy přesné výsledky byly zataženy do bulvárního tisku. Na druhé straně však novinové články měly i kladnou stránku, neboť zpřístupnily pokroky matematiky široké veřejnosti.

Za pouhou odezvu popularizace čtvrtého rozměru pak bývá označována i hypotéza či spíše koncepce prostorové bi­ologie. Ovšem ta se na akademické půdě objevila díky renomovaným vědcům. Přičemž zřejmě předběhli, jak se u nás říká, svoji dobu. A tak dnes, kdy se kvantová fyzika, pronikající do celé řady vědních oborů, při detailních popisech přírodních jevů často neobejde bez vícerozměrného pro­storu, by nebylo nikterak od věci se nad Herčíkovým modelem života alespoň zamyslet. 

Možná pak některé z dnešních badatelů jejich úvahy dovedou k závěru, že tak jako Ri­emannova zeta-hypotéza patří k nevyřešeným problémům současné matematiky, reprezentuje Herčíkův čtyřroz­měrný model života jeden z dosud nevyřešených problémů současné biologie.   

POST SCRIPTUM  

Samozřejmě se tu nabízí kruciální otázka: jak že ta čtvrtá dimenze, ve které žijeme, vlastně vy­padá? Tož zjednodušená cesta ke čtvrté dimenzi údajně vede přes pravidelné mnohostěny zvané platónská tělesa a hyperkrychli. Pokud snad zjistíte, že vás ani tato cesta k cíli nedovede, nezou­fejte, nejste v tom sami. Neboť existenci čtvrté prostorové dimenze sice můžeme pochopit, ale sáhnout si na ni nemůžeme. Ba ani vidět či slyšet v přístrojích ji zatím nelze, neboť žádný z vědec­kých týmů ji dosud zpřístupnit našim smyslům nedokázal. Ale jak se i na tomto videu s názornými ukázkami říká, každý vědecký průlom potřeboval čas:               

https://www.youtube.com/watch?v=LOUdiKr46Ew

                                                       Na kliknutí animace.

Na první pohled se zdá, že ve vesmíru existují jen tři prostorové rozměry. Jenže celá řada fyzikál­ních teorií, ale i astrofyziků, už dlouhou dobu říká něco jiného. Zde můžete shlédnout původní naučné vi­deo, opatřené českými titulky, ve kterém Carl Sagan, americký astrofyzik a jeden z nejúspěšnějších popularizátorů astrono­mie, v roce 1980 laické veřejnosti přibližoval problematiku čtvrté dimenze:   

https://videacesky.cz/video/4d-ctvrta-dimenze