Chemii jsem vystudoval ze strachu z matematiky

Usoudil jsem, že bych na matematiku nestačil, a až později jsem pochopil, že jsem udělal chybu.

Profesor RNDr. Josef Havel, DrSc., z Přírodovědecké fakulty MU vždy chtěl být matematikem, obava z obtížnosti oboru ho ale přivedla k analytické chemii. Svoji zálibu a svoji specializaci nakonec ale propojil a dnes patří k vyhledávaným odborníkům na využití umělých neuronových sítí při zpracování chemických dat. Pomáhá třeba s monitorováním rozšiřující se pouště v Egyptě. Díky svým mezinárodní aktivitám získal loni v říjnu čestný doktorát na španělské univerzitě v Gironě v Katalánsku.

Čím jste si zasloužil takové ocenění právě na španělské univerzitě?
To ocenění je za téměř dvacetiletou vědecko-pedagogickou spolupráci. Zásadní však bude zřejmě fakt, že jsem na konci 90. let působil jako hostující profesor na Universidad Autónoma de Barcelona. Dnešní univerzita v Gironě byla tehdy pouze její fakultou a já jsem tam pomáhal zakládat jejich nový ústav chemie. To možná také rozhodovalo, proč čestný doktorát udělili zrovna mně.

Jak jste přišel právě ke Španělsku?
Vlastně docela náhodou. Stalo se to, když jsem byl na postdoktorském studiu na The Royal Institute of Technology ve Stockholmu. Potkal jsem tam vůbec prvního Španěla ve svém životě. Byl to tamní doktorský student Manuel Aguilera. Mám velmi rád španělskou literaturu a on mi připomínal oblíbeného Dona Quijota. Ať už svou životní filozofií, tak tím, jak vypadá. A tak jsme se spřátelili. Kromě přítele jsem ovšem získal i kontakt do Barcelony, neb se tam posléze stal profesorem.

Kde se vzala záliba v této literatuře?
Můžu za to poděkovat svému učiteli češtiny a literatury na základní škole. Sám Španělsko miloval a nosil nám ke čtení překlady tamější literatury. Rád jsem četl hlavně poezii, autory jako Federico García Lorca nebo Pedro García Cabrera.

Mluvíte španělsky?
Celkem ano, ale jsou slova, která mají mnoho významů, a už se mi párkrát stalo, že jsem udělal nějaké faux pas. Takže španělsky se domluvím a někdy jsem měl i tu drzost, že jsem španělsky přednášel, ale spíš už se tomu vyhýbám. Čím víc člověk vniká do jazyka, tím víc si uvědomuje, že jeho znalost není rozhodně perfektní.

Jaké to bylo faux pas?
To není publikovatelné. Ale pokud chcete nějakou vtipnou historku, můžu vám říct, proč jsem se začal učit španělsky. Na začátku byl totiž výsměch pana vrchního. Když jsem působil jako hostující profesor na univerzitě v Salamance, bylo tehdy opravdu parné léto, a tak jsem se jednou vydal koupit si pivo. Měl jsem samozřejmě naučenou větu, jak to v restauraci říct: Por favor una cerveza – prosím jedno pivo, ale protože moje výslovnost nebyla dokonalá, číšník se schválně tvářil, že mi nerozumí, a dokola se mě ptal: Que? – tedy: Co? Nakonec jsem z něj to pivo dostal, ale skřípěl jsem vzteky zuby a říkal jsem si: Tak a teď se začnu učit španělsky.

To ale určitě nebyla jediná motivace.
Často jsem se španělským prostředím ve styku. A při učení mi pomohlo také to, že jsem měl řadu doktorských studentů ze španělsky mluvících zemí – třeba z Mexika nebo z Kolumbie a Chile a také jsem tam často přednášel.

Vy vůbec máte hodně doktorských studentů z ciziny. U vás v laboratoři jsem zahlédl snad jen jednu Češku.
Byla to Slovenka. Českého studenta momentálně mám jen jednoho. Ostatní jsou z Indie a Itálie.

Čím více našich studentů bude v zahraničí a těch zahraničních zase zde, tím lépe.

Je v tom nějaký záměr?
Není to záměr. Jazykem v mé laboratoři je angličtina, takže kdokoliv, kdo má zájem a je schopný, může se přidat. A je jedno, jestli je z Indie, z Číny nebo ze Španělska.

Obecně na českých vysokých školách není internacionalizace příliš rozšířená, pokud tedy nepočítáme slovenské studenty. U vás to jde jaksi přirozeně.
Je to skutečně nutná věc. Čím více našich studentů bude v zahraničí a těch zahraničních zase zde, tím lépe. České studenty tedy bez výjimky vedu k tomu, aby alespoň jednou na nějakou zahraniční univerzitu vyjeli. Sám z vlastní zkušenosti vím, jaké to má pozitivní efekty na vytvoření mezinárodních kontaktů, získání širší perspektivy, a je to často velkým přínosem i pro vlastní vědeckou práci studenta.

Jak jste se vlastně dostal k analytické chemii?
Protože jsem se bál matematiky (směje se). Usoudil jsem, že bych na matematiku nestačil, a až později jsem pochopil, že jsem udělal chybu. Tak trochu toho dnes lituji, ale věnuji se chemometrii a matematickým metodám v chemii, takže jsem se k těm svým původním touhám vlastně vrátil.

Kdy jste pochopil, že jste udělal chybu?
V podstatě hned po první zkoušce z matematiky, kterou jsme na chemii měli. Napsal jsem ji první ze všech studentů a díval jsem se z okna, protože jsem neměl co na práci. Náš profesor přišel a zeptal se škodolibě: Vy nevíte, co máte psát? A já mu odpověděl: No nevím. A on: Tak mi to ukažte. Tak jsem mu to ukázal, on si vše prostudoval a říká: To je zvláštní, máte opravdu všechno. Tak běžte domů. Když jsem potom přišel k ústní zkoušce, nechal mě odříkat první otázku a dal mi jedničku.

Jaká je vaše specializace? Když se člověk dívá do vašich publikací, tak vidí vedle analytické chemie, navíc ještě nanotechnologie, statistiku a umělé neuronové sítě. Jako laikovi mi to nejde úplně dohromady.
Může tomu tak na první pohled být, ale jde o věci vzájemně propojené. Když se bavíme o analytické chemii, tak to je disciplína, která se zabývá určováním složení nejrůznějších látek, např. nanomateriálů. Z každé analýzy vám vycházejí nějaká data, která musíte zpracovat. A umělé neuronové sítě jsou jedna z metod, pomocí kterých je statisticky vyhodnocujete nebo s nimi dále pracujete.

Máte nějaké vysloveně své téma, které vás právě teď zaměstnává?
Jsem například zapojený do mezinárodního výzkumného týmu, který se zabývá vzdáleným rozpoznáváním půdy pomocí družicových dat. Dělá se to tak, že se na vybraných místech provede geochemická analýza, z těchto dat se vytvoří databáze a na ni se napojí umělá neuronová síť, která pak dokáže půdu klasifikovat už jen ze satelitních snímků. Používá se to momentálně v Egyptě při monitoringu rozšiřování pouště Sahara. Je totiž potřeba mít přehled o tom, jak a kde k tomu dochází, aby se mohla učinit nápravná opatření.

Na jakém principu pracuje taková umělá nervová síť? Představuju si to jako nějaký chytřejší počítačový program.
Tak nějak to v zásadě je. Jde o systém, který pracuje podobně, jako když se malé děti něco nového učí. Z jakési databáze dat dokáže tato síť natrénovat určitou dovednost – naučí se třeba jako v našem příkladu rozlišovat typy půdy. A když už to umí, dokáže pak velmi rychle zpracovat jakákoliv jiná podobná data.

Co vás přivedlo k bádání a k vědecké práci?
Zřejmě jednoduché chemické pokusy, které dělal pan učitel na základní škole. Byl velmi zanícený, šel zcela mimo osnovy a ukazoval nám takové věci, jako že vápenec v kyselině octové se rozpouští a bublá. To, proč se to děje, mě začalo velmi zajímat. A podobná touha se mě drží stále – baví mě objevovat, jít za něčím novým. Kdysi ještě jako malý kluk jsem zorganizoval výpravu s kamarády do jeskyní Moravského krasu. Zkoumali jsme a objevovali celý dlouhý den v údolí Říčky a vrátili se domů o půlnoci. Dostali jsme pak výprask pěkně veřejně na návsi.

Na matematice je krásné to, že je naopak velmi snadno uchopitelná. Vše se pomocí ní dá precizně odvodit a popsat.

A co vás přitahuje právě na matematice? Pro řadu lidí je to poměrně abstraktní a těžko uchopitelná disciplína.
Na matematice je krásné to, že je naopak velmi snadno uchopitelná. Vše se pomocí ní dá precizně odvodit a popsat. V tomto je to skutečně neuvěřitelný nástroj. Do jisté míry je škoda, že se ještě více nepoužívá i v chemii, biologii a jistě i v dalších oborech. Matematika totiž dovede dělat takové úžasné věci, jako je navržení syntézy nových chemických látek. Například vývoj léčiv s požadovanými biologickými účinky se už dnes často nedělá jinak než za pomoci umělých neuronových sítí.

Takže dříve než něco namícháte, spočítáte si, jak to dopadne.
To je běžná metoda používaná celou řadou specialistů i na Masarykově univerzitě. Ale lze to udělat i tak, že analyzujeme databázi dosud připravených látek, třeba derivátů různých léčiv, a na základě analýzy těchto dat dovede matematická analýza předpovědět, jaké struktury by se měly uvařit, aby měla látka lepší účinnost. Podobný princip jsme například před nějakou dobou použili při spolupráci s ústavem toxikologie na Univerzitě obrany. Úspěšně jsme tak vyvinuli nové protilátky vůči chemickým zbraním. Detaily ale samozřejmě není možné prozradit.

Máte nějaký svůj vědecký sen? Něco, na co byste rád přišel?
To je otázka, na kterou neodpovím. Snů je několik a dostat se k nim je obtížné – vyžadují mnoho práce, spoustu času, šikovné studenty a také do jisté míry štěstí.

Pracujete na některém z nich?
Pracujeme, ale nechci to prozradit. Jsou to aplikace v medicíně týkající se diagnostiky. Pro hrubou představu, o jaký typ práce jde, mohu říci, že jsem se v nedávné minulosti podílel například na vývoji patentu, který vede k určování typů ledvinových kamenů.

A opravdu nic neprozradíte?
Američané vždy říkají, že předtím, než se nějaká věc patentuje, nesmí se o ní říct ani dobrému příteli. Kdykoliv někde něco zveřejníte nebo jen řeknete na přednášce, tak už to není patentovatelné. Takže se nezlobte.

Snažíte se vždy už na začátku svého výzkumu myslet na aplikace?
Věnuji se i základnímu výzkumu, kde je často těžké dohlédnout, kam to povede, ale vždy svým studentům říkám, aby se ptali, k čemu by jejich práce mohla být a jestli to, co dnes v laboratoři udělali, je publikovatelné. Základní výzkum je potřebný, protože s jeho pomocí můžete objevit fenomény, které nikdo nepředpokládá a které pak mohou způsobit zásadní revoluci, dělat ale zase jen základní výzkum by byla chyba.

Masarykova univerzita | Masaryk university