„Co je to nanotechnologie? Toto je nové jméno, které bylo pro chemii vytvořeno,“ řekl mi Roald Hofmann, nositel Nobelovy ceny za chemii. „Ale proč se přejmenovávat? Je to průšvih,“ překvapilo mě. "Ne, to je normální. Světu vládne móda a je velmi důležité, aby si mladí lidé mysleli, že dělají něco nového. Známé věci je proto třeba pravidelně přejmenovávat.“
Nanotechnologie se skutečně stala doslova novým slovem ve vědě. Otázka ale zní: jaké slovo nahradili? To, že nanotechnologie je chemie, je pro mě jako profesionálního chemika balzám na srdce a pro fyziky téměř urážka. Ostatně grandiózní nanoprojekt, zahájený před více než deseti lety v USA a před pěti lety v Rusku, iniciovali fyzici. Ve vlně euforie dokonce oznámili, že se chystají naučit manipulovat s atomy pomocí sondových mikroskopů a chemici pak nebudou vůbec potřeba, protože nanoroboti začnou z jednotlivých atomů skládat jakoukoli látku. Chudinci, asi zapomněli, že existuje Avogadroovo číslo - 6,10 23. To je počet molekul obsažených v 18 g vody, to je počet atomů, které tvoří zlatý slitek velikosti krabičky od sirek. I když roboti stráví vteřinu jedním aktem vynuceného spojení dvou atomů v té nejjednodušší molekule, a i když je robotů milion, lze za miliardy let nasbírat minimální množství hmoty. Mezitím guru nanotechnologií Eric Drexler ve své knize „Machines of Creation“ napsal nejen o bezodpadové výrobě všech materiálů z atomů, ale také o tom, že nanoroboti se vzbouří a začnou produkovat pouze sami sebe. A my se staneme surovinou, kterou budou roboti používat k výrobě atomů. A svět se promění v šedý sliz. Nositel Nobelovy ceny Richard Smalley o tom mluvil velmi jasně: „Nemluvte nesmysly, pane Drexlere, neuvádějte lidi v omyl.“
Příroda ovládá manipulaci s atomy a tvorbu hmoty a chemici špehují její tajemství, objevují zákony a vytvářejí technologie a průmysl. Naše oblíbené objekty jsou atomové shluky, velké molekuly, molekuly DNA, viry, proteiny, tenké monomolekulární filmy a všechny patří k nanoobjektům alespoň v jedné velikosti. Tentýž Richard Smalley obdržel Nobelovu cenu za chemii za objev fullerenu – nádherné molekuly skládající se z 60 atomů uhlíku, která je dnes považována téměř za referenční objekt v nanotechnologii. A tady jsou Nobelovy ceny za chemii z posledních let: za objev a studium fluorescenčního proteinu, za odhalení mechanismu ribozomu, za katalýzu kovových komplexů. Ve všech případech jsou objekty práce typické nano. Roald Hoffman má tedy pravdu: nanotechnologie je chemie!
A přesto tento výrok trpí jistým radikalismem. Biochemici a molekulární biologové studují proteiny a ribozomy a v roce 2010 byla udělena Nobelova cena za výrobu grafenu za fyziku, i když chemici jsou zmateni. Opět je tu zmatek. Problém je v tom, že pro pohodlí výzkumu a výuky rozdělil člověk vědu do mnoha sekcí, podsekcí a specializací. A v této nekonečné roztříštěnosti jsme se dostali až k absurditě: výzkumníci pracující na různých patrech téhož ústavu si navzájem nerozumí. Takže nanotechnologie byla vynalezena v pravý čas. Nanoobjekty zajímají zástupce všech přírodních věd. A pro takové mezioborové studium se fyzici, chemici a biologové budou muset nevyhnutelně dohodnout, aby vytvořili společný vědecký jazyk, který je srozumitelný všem.
Slovo "chemie" má jiný význam. To je něco tajemného, souvisejícího s pocity a komunikací lidí. Máme chemii – Angličané říkají, když mezi dvěma lidmi vzplane sympatie. Nanotechnologie je chemie, je to kouzlo velkého sjednocení věd, které se odehrává před našima očima.
Šéfredaktor časopisu "Chemie a život" - o vědě pro masy, granty a dokumenty
Od 18. do 20. června v Kazani byl na několika místech zahájen projekt Rusnano „Inovační dílny“, věnovaný popularizaci vědy v provinčních městech Ruska. Místní univerzity během tří dnů pořádaly mistrovské kurzy, přednášky, výstavu „Hele, to je nano“ a v centru moderní kultury „Smena“ promítaly filmy z programu festivalu současných vědeckých filmů. "360 stupňů". Korespondent BUSINESS Online hovořil s jednou z přednášejících, kandidátkou chemických věd, šéfredaktorkou časopisu Chemie a život Ljubov Strelnikovovou o programu projektu, vědeckých mýtech, problémech vědecké žurnalistiky v Rusku, vztahu mezi pojmy „inovace“ a „vědecký objev“ a také jsem se dozvěděl, proč grantový systém poškozuje základní vědu.
| . |
„CHCEME VYTVOŘIT KLUB LIDÍ, KTERÉ SE ZAJÍMAJÍ O POPULARIZUJÍCÍ VĚDU“
- Řekněte nám prosím o programu projektu Inovační dílny.
- „Inovační workshopy“ je projekt, který vznikl v rámci Rusnano Foundation for Infrastructure and Educational Programs. Jeho myšlenkou je rozvoj regionální infrastruktury pro popularizaci vědy a techniky. Nespočívá to však v tom, že prostě přijedete do regionu, řeknete něco o vědě, jak se to dělá, a odejdete. Očekává se delší historie, protože projekt je plánován na dva roky. Právě jsme spustili tento program a začínáme tím, že přicházíme do různých regionů, mluvíme o našich možnostech podpory, o různých formátech vědecké komunikace, jako jsou filmy, přednášky, mistrovské kurzy, určené jak pro široké publikum, tak pro mladé vědce, kteří mohou mít se již rozhodli hodit do svého údělu vědu. Naším úkolem je podrobněji a odborně vyprávět, jak vědci mohou budovat dialog se společností. Chceme vytvořit klub lidí, kteří mají zájem popularizovat vědu, se kterými budeme i nadále úzce spolupracovat, budou to speciální mistrovské kurzy, školicí akce a podobně.
- Jaké akce se plánují v Kazani? Slyšel jsem o letní a zimní škole.
Nekonají se konkrétně v Kazani, ale ve federálním měřítku. Pozveme lidi z různých regionů, kteří prošli předsoutěží. První letní škola je plánována v Moskvě, bude to pětidenní intenzivní kurz, ve kterém vám řekneme, jak psát a mluvit o vědě, jak vizualizovat vědecké výsledky a jak organizovat akce. Součástí školního programu jsou i soutěže, např. soutěž nápadů v oblasti popularizace vědy: akce, startup, film a podobně. Plánujeme podpořit ty nejlepší.
IDEÁLNÍ DIALOG VĚDCE A SPOLEČNOSTI
Říkáte, že řeknete, jak vybudovat dialog mezi vědcem a společností. Jaká forma dialogu se vám zdá ideální?
Ideální dialog v mé novinářské praxi vypadá takto. Pokud pošlu dotaz laureátovi Nobelovy ceny nebo chci udělat rychlý rozhovor, odpoví mi do 24 hodin. Vše odloží a začne spolupracovat s tiskem a jeho prostřednictvím i se společností. Dělá to, protože cítí potřebu, dokonce určitým způsobem povinnost. To je západní kultura vědecké komunikace, rádi bychom, aby se taková kultura u nás utvářela.
| . |
Faktem je, že v sovětských dobách byla popularizace vědy státním úkolem a stát se podílel na financování. Vědomostní společnost fungovala úžasně: lektoři mluvili po celé zemi, dokonce i ve věznicích, na těžebních polích, na senících, doslova na polích. Byl to gigantický státní stroj na popularizaci a propagandu vědy a vědci samozřejmě neměli na mysli žádné administrativní problémy.
Na Západě vědci žijí v podmínkách grantového systému financování vědy již řadu desetiletí. Dobře chápou, že pro získání grantu musí umět prezentovat své výsledky, reportovat, prezentovat svůj výzkum společnosti, protože peníze pocházející ze státního rozpočtu jsou daně občanů, proto musí rozumět tomu, za co se utrácejí na. Proto na Západě mají všechny univerzity již dlouho katedry vědecké komunikace a budoucího fyzika, archeologa, chemika - každý může absolvovat tento doplňkový kurz a získat nezbytnou dovednost hovořit se společností jednoduchým jazykem. V naší zemi se tato kultura teprve začíná formovat. Nevím, jak je to v Kazani, nemám odsud žádné zkušenosti s komunikací s vědci, ale obecně je to obtížný proces. Kromě toho nás tisk nemá rád.
„ZÁKLADNÍ VĚDA JE NEJRIZIKOVĚJŠÍ ČÁST VĚDY“
Mluvil jste o grantech. Panuje rozšířený názor, že grantový systém je nepřátelský vůči základní vědě.
Ano, určitě. Protože žádáte o grant a předem deklarujete výsledek. A pokud jste skutečný vědec, pak výsledek nelze předem předvídat. Základní věda je nejrizikovější částí vědy, kde nemůžete získat žádný výsledek nebo získat negativní výsledek, ale přesto to bude znamenat rozdíl. Tato část vědy by měla být financována státem bez jakýchkoli podmínek. Na všechno samozřejmě není dost peněz. Stát proto musí jasně formulovat priority – ve kterých oblastech potřebujeme průlomový výzkum. Co je v Rusku velmi důležité? No, máme, relativně vzato, hodně ropy, ale petrochemie je ve velmi nevyvinutém stavu, nemáme hlubokou rafinaci ropy. Máme problém s energií. Jsou regiony, kde není zaveden ani plyn. Zde jsou potřeba super technologie a základní výzkum.
- Existují nějaké prioritní oblasti v popularizaci vědy v rámci „Inovačních workshopů“?
Máme několik cílových skupin, se kterými chceme pracovat. První jsou děti. Myslím, že problém výuky ve škole znáte: hodiny na přírodovědné předměty se neustále snižují. A pro nás je důležité, aby se děti zajímaly, šly studovat na vysoké školy jako vědci a pak přišly do vědy.
Druhým publikem jsou učitelé. Jeden učitel může předat znalosti obrovskému množství dětí. Je prostředníkem. Ale učitelé dnes nemají přizpůsobené informace o moderní vědě.
Třetím publikem jsou novináři, protože jsou také mediátory. Jejich zveřejněním předají znalosti tisícům dalších. Dnešní věda je velmi složitá a pro novináře s humanitním vzděláním je těžké ji pochopit. Proto jsou nejúspěšnějšími novináři píšícími o vědě lidé s vědeckým vzděláním. Náš úkol: vytvořit dynamické oddělení vědecké komunikace pro mladé vědce, nějak zprostředkovat tuto zkušenost popularizace vědy, aby pak mohli mluvit se společností a třeba se stát vědeckým novinářem.
A konečně čtvrtým publikem jsou vědci.
VĚDECKÉ DOKUMENTÁRNÍ FILMY V RUSKU
V rámci programu Innovation Workshops se koná festival vědeckých dokumentárních filmů. Jak rozvinutá je dnes vědecká dokumentární tvorba v Rusku?
Rozdělme otázku na dvě proměnné. Festival vědeckého filmu „360 stupňů“ se objevil před třemi lety, založilo ho Polytechnické muzeum. V rámci programu sem přinášíme filmy, které si sami vybíráme. Ukazujeme a diskutujeme o nich. Diskuse je navíc velmi důležitým bodem, protože je jedním z prvních kroků k veřejné diskusi a projevu. To je pro mladé kluky velmi důležité. Ukazujeme, jak může vědec nabídnout zajímavou přednášku. Přinášíme putovní výstavy do měst, například v Kazani promítáme výstavu „Look: This is Nano“. Výstava je nyní na KFU a zábavnou a interaktivní formou vypráví dětem o nanotechnologiích. Je tu další akce, jiný formát – tentokrát pro děti.
| . |
- Pokud se vrátíme k vědeckým dokumentárním filmům v Rusku...
Vědecká dokumentární tvorba byla v Sovětském svazu velmi silná a na Západě uznávaná. Jak víte, v 90. letech jsme o hodně přišli, včetně vědecké kinematografie. A na Západě v té době začal prudký nárůst.
Dnes je zřejmým globálním trendem kinematografie vědecké dokumenty. Festival „360 stupňů“ se svým vzhledem trefil do první desítky. Ale přinášíme na to zahraniční filmy, protože ty ruské prakticky neexistují. Jedním z hlavních cílů festivalu je provokovat, dodávat impuls. Mimochodem, letos bude mít čtvrtý festival ruský program.
Plánují se v rámci Inovačních workshopů nějaké dokumentární workshopy?
Ano jistě. Již během letní školy se budeme bavit o vizualizaci. Plánujeme také uspořádat na místě mistrovský kurz a malou soutěž krátkých filmů, které budou natáčet mladí lidé v regionech.
- Už máte představu, koho přivedete jako lektory na tyto mistrovské kurzy?
O tom jsme ještě nepřemýšleli.
KONTRASNÍ INOVACE A VĚDECKÉ OBJEVY
Dnes panuje názor, že vědecké objevy jsou nahrazovány inovacemi. Jak spolu tyto pojmy podle vás souvisí?
Obecně nemohu vystát slovo „inovace“. Vymysleli si nové slovo a drželi se ho jako eso v termoforu. Inovace je věc, která spočívá z velké části v oblasti technologií. Věda je spíše zásadní příběh. Musíme však pochopit, že v technologii nedojde k žádné inovaci, pokud nebude existovat základ základní vědy. Objevy jsou učiněny ve fundamentální vědě a my nevíme, co je bude následovat. David Kaplan ve filmu Particle Passion odpověděl na otázku „Jaký bude ekonomický a komerční efekt objevení Higgsova bosonu? odpověděl úžasnou větou: "Nemám tušení, není to moje starost." Protože jeho úkolem je položit přírodě otázku, dostat od ní odpověď a vysvětlit teorii. A inovace jsou technologie. Nejsou v tom žádné průlomy, ale existují úžasná, efektivní a bláznivá řešení.
- Dnes jsou však vědecké objevy a inovace soustředěny do jediného konceptu.
Ano, jsou vyhozené, ale nespadnou, a to je chyba.
NÁVRAT KRITICKÉHO POHLEDU
Dnes zaznamenáváme nárůst poptávky po populárně naučné literatuře, především přeložené. Dá se říci, že Rusové získávají kritický rozhled, který jim byl tak vštěpován v SSSR a který ztratili v 90. letech?
Ano, v SSSR vštěpovali kritický, analytický pohled a systematický přístup. V 90. letech samozřejmě vyšly všechny tyto psychiky a další. Zde je ale třeba říci, že nejde jen o ruskou historii. Tak tomu bylo v celém demokratickém světě. U nás byla tato část veřejného života natolik agresivní, že byla vytlačena oslabená populárně-vědecká složka. A tyto pokračovaly. Bylo to období neklidných časů. Nyní se tato situace začíná nějak zlepšovat. Tento kritický pohled dnes rozvíjejí právě populárně vědecké knihy, o kterých jsme hovořili. Svého času, v 90. letech, byla na Ruské akademii věd vytvořena komise pro boj proti pseudovědě.
- Existovala ještě před likvidací Ruské akademie věd. Rostislav Polishchuk je jedním z jeho nejaktivnějších členů.
Ano, a v jejím čele stál Eduard Pavlovič Kruglikov. Byl nejaktivnějším bojovníkem proti pseudovědě. Ale věřím, že plýtvat energií na boj s tím je naprosto zbytečné, neproduktivní a zbytečné. Pozice obránce vždy prohrává. A naše pozice by měla být tato: „Neznáme vás, nevidíme vás, ale děláme svou práci – píšeme populárně vědecké knihy, vydáváme dobré zprávy o vědě ve všech publikacích.“ Politika by měla být taková, aby vytlačila všechen tento zmetek. Víte, média, která nepíší o vědě, nelze považovat za zprávy. Protože všechny zprávy, o kterých se píše, je korupce, prostituce, zrada, rabování, chamtivost. Média o tom píší stovky let. Protože je to lidská přirozenost a nezměnila se, není zde nic nového. Ale pouze věda přijímá to pravé a nové. Proto jsou pravdivé zprávy pouze vědecké zprávy. Sdělte to prosím svému vedení. Tohoto paradoxu jsem si nevšiml já, ale náš kolega, fyziolog Konstantin Anokhin. Pouze věda dává nové věci a nic jiného.
NEJOBLÍBENĚJŠÍ MÝTY O VĚDĚ
- Jak hodnotíte stav vědecké žurnalistiky v Rusku?
Žurnalistika je žurnalistika, lidé prostě píší, vybírají si určitá témata. My to neučíme, nemáme specializaci na univerzitách. První magisterský studijní program ve vědecké žurnalistice otevřela katedra žurnalistiky Moskevské státní univerzity teprve letos na podzim. Toto je první precedens.
Někde byly malé kurzy: Učila jsem svůj vlastní kurz vědecké žurnalistiky na Mezinárodní univerzitě v Moskvě, Lena Kakorina, známá vědecká novinářka, učila na Fakultě žurnalistiky Moskevské státní univerzity, ale všechny byly neabsolvující katedry. Nyní se to objevuje.
Vědečtí novináři potřebují někde pracovat. Vaše publikace nepotřebuje vědeckého novináře a mnoho publikací ne. Existuje jen málo vědeckých oddělení, ačkoli všechny světové publikace obsahují brilantní vědecká oddělení, včetně New York Times, Washington Post, Figaro, Career de la Seurat...
- Jaké jsou podle vás nejoblíbenější mýty o vědě?
Nejoblíbenější mýtus posledních let: vědec je žebrák. To je špatně. Stačí přijet na území Moskevské státní univerzity a podívat se na auta na fakultách. Na to mi profesoři říkají, že studenti jezdí v Bentleyích, Porsche, o těch autech toho moc nevím... Ne, ne, ne, situace se hodně změnila. Dnes má vědec možnost slušně si vydělat rozumem a svou prací. Navíc sledujeme proces, který naši chlapi, kteří odešli na Západ v 90. letech... A neodešli proto, že by byli parchanti, ale proto, že nemohli realizovat své vysokoškolské vzdělání ve své zemi. Talentované děti se rodí po celé zemi, nejen v Moskvě a Petrohradu. Přišli do Moskvy, vystudovali univerzitu, dokončili postgraduální studium, obhájili obhajobu - a byli propuštěni z koleje. Jsou připraveni na přijetí, ale kde bydlet? Za tuto platbu není možné pronajmout byt, dokonce ani pokoj. A začne hledat, kde by mohl dělat stáž, a jde tam.
Když se kdysi zkoumaly důvody odchodu mladých lidí, na prvním místě bylo vybavení, na druhém místě přístup k informacím: knihovny, internet, západní vědecké časopisy. A plat stál na nějakém hodně vzdáleném místě. Nyní se situace mění. Například vaše Kazaňská univerzita nejenže dostává obrovské státní finance – spoustu peněz, stát jim koupil luxusní vybavení – něco, bez čeho věda nemůže žít. Platy rostou, můžete si vzít několik grantů, budete mít dobré peníze. Dnes se situace radikálně mění: objevuje se výborná přístrojová základna, je přístup k informacím, k západním časopisům, pomáhá zde i stát, přístup zajišťují nadace. A ukazuje se, že svůj potenciál můžete odhalit ve své vlastní zemi. To by byl další způsob, jak tento problém vyřešit byt. Proces začal. Samozřejmě v Moskvě je to patrnější. Ale hlavní je, že to začalo.
Odkaz
Ljubov Strelnikovová- šéfredaktor časopisu "Chemie a život - XXI století" a agentury "InformNauka". Člen Mezinárodní asociace novinářů a Evropské asociace vědeckých novinářů, viceprezident neziskového partnerství „Promoting Chemical and Environmental Education“. Autor knihy „Z čeho je všechno vyrobeno? Příběhy o podstatě."
"Chemie a život - XXI století"- měsíčník populárně-vědecký časopis. Společnost byla založena v roce 1965 pod názvem „Chemistry and Life“ (KhiZh) a publikována do roku 1996. Od roku 1997 vychází pod názvem „Chemie a život – XXI. století“. Rozsah časopisu je 72 stran. Z hlediska nákladu je časopis jedním ze čtyř nejznámějších populárně vědeckých periodik v Rusku: „Věda a život“, „Vědění je síla“, „Chemie a život - XXI. století“, „Technologie pro mládež“. V roce 2002 byl časopis oceněn prestižní Beljajevovou literární cenou za úspěchy v oblasti vzdělávacích aktivit.
Nikde a nikdy předtím jsem neviděl tolik obrovských, obézních lidí jako před několika lety ve státě Texas. V davu v ulicích Austinu jsem si připadal jako dystrofický člověk.
Masivní obezita ve Spojených státech je tématem neustálých diskusí v tisku již více než deset let. Tento problém však na počátku 21. století nevznikl. Před půlstoletím, v roce 1958, John Kenneth Galbraith, renomovaný ekonom z Harvardu, ve své bestsellerové knize The Affluent Society poprvé napsal, že více Američanů umírá spíše na přejídání než na podvýživu. Viděl v tom ekonomické důvody. Když byly v polovině padesátých let uspokojeny základní potřeby Američanů, pokud jde o jídlo, přístřeší a oblečení, začaly korporace vymýšlet a inzerovat nové potřeby, které spěchaly uspokojit. Hlavní je, že kupují.
Výsledkem je, že na začátku 21. století již 61 % Američanů mělo zdravotní problémy způsobené nadváhou. A denní spotřeba energie každého člověka ve Spojených státech vzrostla od roku 1977 do roku 1995 o téměř dvě stě kilokalorií, jak píše Greg Kritzer v knize Fat Lands: How Americans Became the Fattest People in the World (“ Fat Land: Jak se Američané stali nejtlustšími lidmi na světě“, Boston, MA: Houghton Mifflin, 2003).
Obezita se ve Spojených státech stala epidemií. Není to jen metafora: Světová zdravotnická organizace také vyhlašuje „pandemii obezity“. A v USA je míra jeho šíření nejvyšší na světě: 13 % populace v roce 1962, 19,4 % v roce 1997, 24,5 % v roce 2004, 26,6 % v roce 2007, 33,8 % dospělých a 17 % dětí – v roce 2008 35,7 % dospělých a 17 % dětí – v roce 2010.
Podrobné statistiky pro Rusko není snadné najít. Často se píše o 15–16 % dospělé populace, ale tato čísla pravděpodobně pocházejí z počátku 21. století. V prosinci 2012 ředitel Výzkumného ústavu výživy Ruské akademie lékařských věd, hlavní odborník na výživu Ministerstva zdravotnictví Ruské federace V. A. Tutelyan na tiskové konferenci uvedl, že více než 25 % Rusů je obézních a 50 % mají nadváhu. Zdá se, že se opět snažíme ze všech sil dohnat Ameriku...
Obezita zabije každý rok 100 000 až 400 000 Američanů a stojí americkou společnost 117 miliard dolarů. Tyto náklady jsou srovnatelné s náklady na řešení zdravotních problémů spojených s kouřením a alkoholismem.
Co se děje? Je to jen to přejídání, o kterém psal Galbraith? Greg Kritzer ve své knize analyzuje možné důvody, politické, sociální a ekonomické. Když například ceny potravin v 70. letech dosáhly vrcholu, prezident Richard Nixon požadoval opatření. V důsledku reforem ministra zemědělství Earla Butze byla zrušena omezení dovozu levného palmového oleje a bylo povoleno vyrábět sladký glukózo-fruktózový sirup z kukuřice pomocí nových technologií. Tyto levné, ale vysoce kalorické produkty se začaly používat při výrobě naprosté většiny potravinářských výrobků, aby byly dostupné.
Stranou nezůstali ani marketéři rychlého občerstvení. Jednoduše přinutili své zákazníky jíst více tím, že uvedli na trh Big Mac a další super velká jídla. V důsledku toho se obsah kalorií v jednom jídle v McDonald's zvýšil z 200 kilokalorií v roce 1960 na 610. A zákazníci pilně hltali nadupané superburgery – daru jídla nikdo neodolá.
Nakonec Kritzer popisuje vznik „nové kultury bez hranic“, díky níž je snazší a módní konzumovat všechny tyto potraviny bohaté na tuky a chudé na živiny. Jestliže v dřívějších dobách byla příprava domácích večeří tradicí, tak v 80. letech na to hospodyňky přestaly trávit čas: vždyť můžete někam zajít nebo si doma objednat hotové jídlo. Mezitím populární knihy a televizní programy propagovaly teorie, že dítě vědělo, kdy je syté a kdy a co jíst. Výsledkem je, že rodiče už nemají kontrolu nad tím, co a kdy jejich dítě jí, i kdyby to byly jen hranolky a hamburgery.
Aby se situace nějak napravila, začala americká vláda přijímat opatření, včetně zákona o označování z roku 1990 ( Zákon o nutričním označování a vzdělávání, NLEA), která ukládá výrobcům povinnost uvádět na všech obalech obsah kalorií výrobků a jejich složení. A v roce 2008 se New York stal prvním městem, kde se na jídelních lístcích restaurací začal uvádět obsah kalorií v pokrmech, aby si návštěvníci mohli informovaně vybrat, co nepoškodí jejich zdraví. Všichni opět začali mluvit o kaloriích a začali je počítat.
Kalorií a kalorimetr
Dříve každý školák věděl, co je to kalorie: množství tepla, které je potřeba k ohřátí jednoho gramu vody o jeden stupeň. Termín „kalorie“ (z latiny kalorie- teplo) zavedl do vědeckého využití francouzský chemik Nicolas Clément-Desormes (1779–1842). Jeho definice kalorií jako jednotky tepla byla poprvé publikována v roce 1824 v časopise Le Producteur“, a objevil se ve francouzských slovnících v roce 1842. Avšak dávno předtím, než se tento termín objevil, byly navrženy první kalorimetry - přístroje na měření tepla. První kalorimetr vynalezl anglický chemik Joseph Black a v letech 1759–1763 na něm zjišťoval tepelné kapacity různých látek, latentní teplo tání ledu a vypařování vody.
Slavní francouzští vědci Antoine Laurent Lavoisier (1743–1794) a Pierre Simon Laplace (1749–1827) využili vynález D. Blacka. V roce 1780 zahájili sérii kalorimetrických experimentů, které umožnily měřit tepelnou energii. Tento koncept nacházíme již v 18. století v dílech švédského fyzika Johanna Karla Wilckeho (1732–1796), který studoval elektrické, magnetické a tepelné jevy a přemýšlel o ekvivalentech, v nichž by se dala měřit tepelná energie.
Zařízení, kterému se později začalo říkat kalorimetr, používali Lavoisier a Laplace k měření množství tepla uvolněného při různých fyzikálních, chemických a biologických procesech. V té době nebyly přesné teploměry, takže k měření tepla bylo nutné uchýlit se k trikům. První kalorimetr byl ledový. Vnitřní dutá komora, kde byl umístěn předmět vyzařující teplo (například myš), byla obklopena pláštěm naplněným ledem nebo sněhem. A ledový plášť byl zase obehnán vzduchovým pláštěm, aby led vlivem vnějšího tepla neroztál. Teplo z předmětu uvnitř kalorimetru ohřívalo a rozpouštělo led. Zvážením roztavené vody, která vytékala z pláště do speciální nádoby, vědci určili teplo generované objektem.
Zdánlivě jednoduché zařízení umožnilo Lavoisierovi a Laplaceovi měřit teplo mnoha chemických reakcí: spalování uhlí, vodíku, fosforu, černého prachu. Těmito pracemi položili základy termochemie a formulovali její základní princip: „Jakékoli tepelné změny, které zažívá jakýkoli hmotný systém a mění svůj stav, nastávají v opačném pořadí, když se systém vrací do původního stavu. Jinými slovy, k rozkladu vody na vodík a kyslík je nutné vynaložit stejné množství energie, jaké se uvolní, když vodík reaguje s kyslíkem za vzniku vody.
Také v roce 1780 umístil Lavoisier morče do kalorimetru. Teplo z jejího dechu rozpouštělo sníh v jeho košili. Poté následovaly další experimenty, které měly velký význam pro fyziologii. Tehdy Lavoisier vyslovil myšlenku, že dýchání zvířete je podobné hoření svíčky, díky čemuž je v těle udržován potřebný přísun tepla. Jako první také propojil tři nejdůležitější funkce živého organismu: dýchání, výživu a transpiraci (vypařování vody). Zřejmě se od té doby začalo mluvit o tom, že jídlo se v našem těle spaluje.
V 19. století se díky úsilí slavného francouzského chemika Marcelina Berthelota (1827–1907), který publikoval více než 200 prací o termochemii, výrazně zvýšila přesnost kalorimetrických metod a objevily se pokročilejší přístroje - vodní kalorimetr a zatavený kalorimetrická bomba. Poslední zařízení je pro nás obzvláště zajímavé, protože dokáže měřit teplo uvolněné při velmi rychlých reakcích – hoření a výbuchu. Vzorek suché testované látky se nalije do kelímku, umístí se do bombičky a nádoba se hermeticky uzavře. Látka se následně zapálí elektrickou jiskrou. Hoří a uvolňuje teplo do vody v okolním vodním plášti. Teploměry umožňují přesně zaznamenávat změny teploty vody.
Zřejmě v podobném kalorimetru ve třicátých letech 19. století prováděl své první pokusy s jídlem slavný německý chemik Justus von Liebig (1803–1873), který sdílel Lavoisierovy myšlenky, že jídlo je palivo pro tělo, jako dříví do sporáku. . Liebig navíc toto palivové dřevo pojmenoval: bílkoviny, tuky a sacharidy. Spálil vzorky potravin v kalorimetru a měřil uvolněné teplo. Na základě výsledků těchto experimentů Liebig společně se svým kolegou Juliem von Mayerem sestavili první potravinové kalorické tabulky na světě a na jejich základě se pokusili vypočítat vědecky podloženou dietu pro pruské vojáky.
Slavným následovníkem Justuse von Liebiga byl americký zemědělský chemik Wilbur Olin Atwater (1844–1907). Jako první ho napadlo měřit energetický obsah složek potravy a přišel se schématem pro výpočet obsahu kalorií v jakémkoli potravinářském výrobku. Nemusel začínat od nuly. Atwater strávil tři roky (1869–1871) v Německu, kde studoval zkušenosti evropských kolegů zemědělských chemiků. Zde se nejen inspiroval myšlenkami fyziologické kalorimetrie zasetými Liebigem, ale osvojil si i některé experimentální techniky.
Dnes je nazýván otcem výživy. „Velká část znalostí, které dnes používáme o potravinách a jejich složkách, pochází z Atwaterových experimentů,“ říká Erica Taylor, profesorka chemie na Wesleyan College v Connecticutu, kde W. O. Atwater kdysi pracoval. Nám tak známé hodnoty obsahu kalorií sacharidů (4 kcal/g), bílkovin (4 kcal/g) a tuků (9 kcal/g) byly poprvé získány experimentálně společností Atwater. Ale i nyní, o sto dvacet let později, odborníci na výživu používají tato čísla při výpočtu energetické hodnoty potravin. Systém společnosti Atwater zůstává dnes základem pro označování potravin. A v tomto smyslu, jak správně poznamenal jeden z novinářů, je Wilbur Atwater nejcitovanějším vědcem na světě.
Atwaterovy klíčové faktory
Jak píše americký antropolog Richard Wrangham ve své knize „Light the Fire: How Cooking Made Us Human“ (Moskva, Astrel, 2012), Atwater snil o tom, že to udělá tak, aby si chudí mohli koupit dostatek jídla za své skromné prostředky a zajistit si potřebnou energii. K tomu bylo nutné pochopit, kolik kalorií je obsaženo v různých potravinách a kolik z nich člověk potřebuje, aby dodal energii pro svůj život. V té době byly naše informace o složení produktů mizivé. V 70. letech 19. století ještě neznali vitamíny, mikroprvky, antioxidanty a jejich význam pro tělo. Význam vápníku a fosforu byl rozpoznán, ale jejich role nebyla pochopena. Atwater však řešil „energetické“ problémy a už tehdy s jistotou věděli, že energii tělu dodávají tři hlavní složky potravy: bílkoviny, tuky a sacharidy. Tady Atwater potřeboval kalorimetrickou bombu. V něm měřil, kolik tepla se uvolní při úplném spálení přesného vzorku typických bílkovin, tuků a sacharidů. Samozřejmostí jsou různé bílkoviny, stejně jako tuky a sacharidy. Ale jejich výhřevnost v rámci jednotlivých skupin se příliš nelišila.
Samotné spalné teplo však nestačí. Musíte vědět, kolik každé z těchto složek je ve vašich potravinách. Bylo zjištěno, že roztok je čistě chemický. Atwater pomocí éteru extrahoval tuk z rozemletého kusu jídla, jehož váhu přesně znal. A pak určil hmotnost látky (tuku), která přešla do éteru. Tímto způsobem bylo možné vypočítat obsah lipidů v produktu. Mimochodem, stejná jednoduchá metoda se používá dodnes.
Musel jsem si pohrát s proteiny, protože neexistuje žádná analýza, která by určila celkové množství proteinů v konkrétním produktu. Atwater však věděl, že v průměru asi 16 % hmotnosti bílkovin tvoří dusík. Přišel na to, jak určit množství dusíku v potravinách, a jeho prostřednictvím vypočítal obsah bílkovin.
U sacharidů je podobný problém: nevěděli, jak určit jejich celkový obsah v potravinách. Zde přišla na pomoc aritmetika. Atwater spálil vzorek jídla a určil množství vyprodukovaného popela, který obsahoval pouze anorganické látky. Nyní nebylo těžké určit celkový organický obsah (původní hmotnost potraviny mínus popel). Odečtením hmoty tuku a bílkovin od této hodnoty Atwater dospěl k obsahu sacharidů.
Ne všechno jídlo, které jíme, však naše tělo vstřebá. Jak dlouho běží naprázdno? To bylo důležité vědět a vzít v úvahu při posuzování energetické hodnoty produktu. Aby Atwater odpověděl na tuto otázku, musel prozkoumat výkaly lidí, jejichž strava byla přesně známa. Podle jeho výpočtů se ukázalo, že v průměru není podíl nestrávené potravy větší než 10 %.
Výsledkem všech těchto experimentů a výpočtů, které trvaly déle než jeden rok, Atwater nakonec prohlásil: energetická hodnota bílkovin a sacharidů, které člověk konzumuje, je 4 kcal/g a tuků - 9 kcal/g. Tato magická čísla se nazývala Atwater Factors a jeho přístup se nazýval Atwater System. V roce 1896 vyvinul kalorické tabulky. Byly to ty, které používali kompilátoři referenční knihy Národní databáze živin Ministerstva zemědělství USA a referenční knihy Složení potravin.
Atwaterův systém se ukázal jako extrémně všestranný a houževnatý. Stačí říci, že obecné faktory zůstávají dodnes nezměněny. Ale zároveň je systém flexibilní a otevřený různým doplněním a upřesněním. Sám Atwater nakonec do svého režimu přidal alkohol (7 kcal/g), právem jej považoval za vysoce kalorický zdroj energie. Je pravda, že poté, co vědec zveřejnil výsledky studie, výrobci alkoholu se okamžitě chopili teze „alkohol poskytuje lidskému tělu spoustu kalorií“ a začali jej aktivně používat v reklamě na své produkty. To Atwatera velmi rozrušilo a považoval za nutné uspořádat studentům každý rok jednu přednášku o nebezpečí alkoholu a výhodách střídmosti ve všem.
Ve dvacátém století se nutriční biochemie rozvíjela extrémně aktivně, což výzkumníkům umožňovalo získávat stále více nových dat. Již ve druhé polovině minulého století byly do systému zavedeny nové faktory pro dietní vlákninu (neškrobové polysacharidy). Je známo, že tato skupina látek se vstřebává mnohem hůře než sacharidy, takže jejich energetická hodnota byla znatelně nižší – 2 kcal/g. Dokonce bylo možné vzít v úvahu energii, kterou tělo vynakládá na produkci moči a plynů.
V roce 1955 byly obecné faktory doplněny o specifické: vaječný protein - 4,36 kcal/g, protein z hnědé rýže - 3,41 kcal/g atd. Stejně tak je tomu s obsahem dusíku v proteinu: místo průměrné hodnoty 16 % se začala používat konkrétní čísla – například 17,54 % pro bílkovinu těstovin a 15,67 % pro bílkovinu mléka.
Ukázalo se však, že účinek všech těchto malých objasnění je tak malý, že mnoho odborníků na výživu stále používá obecné faktory společnosti Atwater. Mnohem závažnější problémy s tímto systémem souvisí s něčím jiným.
Nezohledněné faktory
První velkou chybou je, že systém Atwater nezohledňuje energetický výdej trávení. Lidé samozřejmě vynakládají na trávení podstatně méně energie než třeba hadi a ryby. Ale přesto jsou tyto výdaje patrné. Na trávení potravy musíme platit energií. Nejsnáze se tráví tuk, pak sacharidy a nejhůře bílkoviny. Čím vyšší je podíl bílkovin v potravě, tím vyšší jsou náklady na trávení. Wrangham ve své knize zmiňuje jednu studii z roku 1987, která zjistila, „že lidé, jejichž strava byla bohatá na tuky, přibrali stejnou váhu jako ti, kteří jedli téměř pětkrát více kalorií než sacharidů“. Důležité však není pouze chemické složení výrobku, ale také jeho fyzikální stav. Je zřejmé, že tělo vynaloží více energie na trávení syrové stravy spíše než vařeného jídla, tvrdého spíše než měkkého, skládajícího se z velkých částic spíše než malých, studeného než horkého. Ukazuje se, že obsah kalorií v potravinách, které byly opakovaně zpracovávány, sekany, dušeny, vařeny a maximálně změkčeny, je vyšší než u potravin připravených ze stejných produktů, ale zpracovávaných méně intenzivně.
Když jedeme do nemocnice za nemocným přítelem nebo příbuzným, vezeme s sebou kuřecí vývar a vařená kuřecí prsa, nebo dušené řízky, nebo bramborovou kaši... Ne proto, že by to bylo chutné a jednoduché na přípravu (někdo nemá rád kuřecí maso prsa). Ale protože se jedná o nejjemnější kuřecí maso, kde prakticky není žádná pojivová tkáň. Je velmi měkká, takže je lehce stravitelná, aniž by pacientovi odebírala přebytečnou energii na trávení (bude se mu hodit na zotavení) a zároveň dávala více kalorií. V tomto smyslu je obsah kalorií v kuřecích prsou vyšší než v kuřecích stehnech.
Dobrým příkladem toho, co bylo řečeno, je dobře známá studie provedená japonským vědcem Kyoko Oka a spoluautory (K. Oka et al, „ Rozdíly ve struktuře potravin ovlivňují energetický metabolismus u potkanů“, „Journal of Dental Research“, 2003, 82, 491–494). Vědci drželi 20 krys na různých dietách: polovině byly podávány běžné granule, které se musely pracně žvýkat, a druhá polovina byla krmena stejnými granulemi, pouze nafouknutými jako snídaňové cereálie. Podmínky chovu zvířat a jejich zatížení byly stejné. Zdá se, jak může způsob vaření ovlivnit růst zvířat? jak by to mohlo?
Krysy přešly na dietu obsahující různé pelety ve věku čtyř týdnů. Ve 22. týdnu byly rozdíly patrné pouhým okem. Krysy krmené měkkou stravou vážily v průměru o 37 gramů (asi o 6 %) více než krysy krmené tvrdými granulemi a měly v průměru o 30 % více tuku, což je klasifikováno jako obézní. Potkani ztloustli z měkkého, vysoce zpracovaného jídla, protože utratili podstatně méně energie na trávení. Ukazuje se, že vzdušné vločky mají více kalorií než pevné granule.
Fyzický stav potravy je pastí pro systém Atwater. Věřil, a to je zabudováno do jeho systému jako jeden z hlavních faktorů, že tělo nestráví 10 % potravy, která se vylučuje stolicí. Atwater se domníval, že tato hodnota je konstantní a nezávisí na konzistenci jídla. Snad v jeho době neexistovala neuvěřitelně jemně mletá sněhobílá mouka. Dnes ale víme, že právě tato mouka je 100% stravitelná. A pokud jíme pečivo z hrubé mouky, tak třetina se toho z těla vyloučí nestrávená.
Systém Atwater má další úskalí, které lze nazvat „biodiverzitou“. Všichni jsme velmi odlišní, odlišní geneticky, a tedy biochemicky a metabolicky. Kolikrát nás překvapila nenasytná chuť hubených lidí, kteří i přes velké objemy zkonzumovaného jídla nepřibírají. Faktem je, že hubení lidé běžně vynakládají více energie na trávení než tlustí lidé. Po jídle se stejným obsahem kalorií tedy člověk s nadváhou přibere více než hubený člověk.
Atwaterův systém tedy nezohledňuje významný příspěvek jeho fyzikálních vlastností a způsobů přípravy ke kalorickému obsahu potravin a konečně metabolický portrét každého z nás. To znamená, že tento systém nemůžeme použít k posouzení skutečné nutriční hodnoty naší vlastní stravy. Na pultech je stále více vysoce kalorických produktů, ač na ně nevypadají, soudě podle složení a deklarovaného obsahu kalorií na etiketách. Uvádějí nás v omyl, protože nic z toho, o čem jsme hovořili v této kapitole, není v těchto nápisech zohledněno. Mezitím pokračujeme v přibírání na váze z potravin, které jsou snadno stravitelné.
Mohou být všechny tyto dodatečné, ale tak důležité faktory brány v úvahu v systému Atwater? Extrémně obtížné, ne-li nemožné. Metodologicky je to neuvěřitelně obtížný úkol. Ostatně pro získání skutečné nutriční hodnoty konkrétních produktů bude nutné provést obrovské množství experimentů s přihlédnutím k jejich konzistenci, způsobu přípravy, kombinaci s jinými produkty a naší biochemické individualitě.
Můžeme se obejít bez kalorií?
Kolik kalorií člověk potřebuje? Na tuto otázku, kterou si Atwater položil hned na začátku svého bádání, dokázal dát vyčerpávající odpověď. Spolu se svými kolegy z Wesleyan College Edwardem Rosou a Francisem Benedictem navrhl speciální ventilovanou kalorimetrickou komoru, ve které mohl člověk zůstat, pracovat a odpočívat. Teplo, které vytvářelo, bylo určeno rozdílem teplot vody, která protékala soustavou trubek uložených v komoře – na vstupu a výstupu. S její pomocí začal v roce 1896 zkoumat, kolik energie člověk vydává v klidu, bdění a při různých činnostech, kolik spotřebuje kyslíku a kolik vyprodukuje oxidu uhličitého. Objekty studia byli především jeho studenti.
Na základě výsledků těchto měření Atwater jako první vypočítal rovnováhu mezi energií vstupující do těla s jídlem a spotřebovanou člověkem. Potvrdil, že zákon zachování energie funguje i v lidském těle: nikam nemizí, ale přechází z jedné formy do druhé. Je zajímavé, že před Atwaterem se ve vědeckých kruzích objevil názor, že první termodynamický zákon platí pro zvířata, ale ne pro lidi, protože lidé jsou jedineční. Atwater tuto mylnou představu nejen vyvrátil, ale také poprvé dokázal: pokud člověk energii, která se do jeho těla dostává s jídlem, plně nevyužívá, pak se ukládá ve formě přebytečných kilogramů.
Atwater studoval stravu obrovského množství různých rodin z různých oblastí života. Při analýze výsledků smutně poznamenal, že lidé jedí stále více tučných a sladkých jídel a pohybují se stále méně. Už tehdy mluvil o důležitosti levné a účinné stravy, která místo sacharidů obsahuje více bílkovin, fazolí a zeleniny.
Atwater výrazně přispěl k vědě o výživě. To nejsou jen výsledky více než 500 vědeckých prací a půldruhé stovky článků. Podařilo se mu dosáhnout vytvoření americké Federální nadace pro výzkum potravin. V roce 1894 si vláda USA poprvé v návrhu zákona přivlastnila deset tisíc dolarů na výzkum potravin a stravy. Většinu z nich udělal Atwater. O sto let později se federální podpora pro tyto programy zvýšila na 82 milionů dolarů. A předvídal, že začneme tloustnout, protože více jíme a méně se hýbeme. Předvídal na konci 19. stol.
Kalorický obsah a chemické složení se stále vypočítávají pomocí systému Atwater, i když upraveného ve 20. století. Ano, dnes chápeme, že uvádí hrubé odhady. Ale je to lepší než nic.
Pečlivé počítání kalorií v obchodech a restauracích zřejmě ztrácí smysl. Na co se zaměřit? K jednoduchým pravidlům, která prověřila časem a nepotřebují úpravu: jezte střídmě, více se hýbejte, vyhýbejte se rychlému občerstvení a slazeným nápojům, jezte více zeleniny a ovoce, vařte si vlastní domácí jídlo z čerstvých surovin. To všechno víte stejně dobře jako já.
Ale je tu další argument, který stojí za pozornost. Judy McBride z USDA Agricultural Research Service to vyjádřila velmi dobře: „Kdo ví, kolik neznámých složek jsme dosud neobjevili nebo si jich nevšimli v potravinách, které jsou prospěšné a nezbytné pro naše tělo? Proto je tak důležité získávat živiny z čerstvých, celistvých potravin spíše než z vitamínových doplňků.“
Na závěr vám nabízím několik pravidel (celkem 64), převzatých z knihy populárního amerického novináře Michaela Pollana „The Nutrition Bible“, kterou loni vydalo nakladatelství Astrel.
- Pravidlo 1: Jezte skutečné jídlo, ne vyrobené věci.
- Pravidlo 8: Vyhýbejte se potravinám, které jsou inzerovány jako zdravé.
- Pravidlo 13. Jezte jen to, co se později zkazí.
- Pravidlo 20: Cokoli, co strčíte oknem do auta, není považováno za jídlo.
- Pravidlo 27: Jezte dobře nakrmená zvířata.
- Pravidlo 29: Jezte jako všežravec.
- Pravidlo 37. Čím bělejší chléb, tím rychlejší smrt.
- Pravidlo 39: Jezte cokoliv, pokud jste si to sami připravili.
- Pravidlo 42: Buďte skeptičtí k netradičním pokrmům.
- Pravidlo 44: Plaťte více, jezte méně.
- Pravidlo 47. Jezte z hladu, ne z nudy.
- Pravidlo 49. Jezte pomaleji.
- Pravidlo 52. Kupujte malé nádobí.
- Pravidlo 56: Svačina pouze z nezpracované rostlinné stravy.
- Pravidlo 57. Netankujte na stejném místě jako auta.
- Pravidlo 58. Jezte pouze u stolu.
- Pravidlo 59. Snažte se nejíst sám.
- Pravidlo 63. Vařte si sami.
- Pravidlo 64: Čas od času porušujte pravidla.