Gary Greenberg: The beautiful nano details of our world

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Překladatel: Ondřej Holub Korektor: Jana Simanova

So I want to talk a little bit about seeing the world

Chtěl bych vám povědět něco málo o pozorování světa

from a totally unique point of view,

pod naprosto unikátním úhlem pohledu.

and this world I'm going to talk about is the micro world.

Tímto světem, o kterém vám budu povídat, je mikro svět.

I've found, after doing this for many, many years,

Po mnoha, mnoha letech zkušeností jsem zjistil,

that there's a magical world behind reality.

že za naší realitou existuje kouzelný svět.

And that can be seen directly through a microscope,

A ten můžeme vidět pod mikroskopem.

and I'm going to show you some of this today.

Něco z toho vám dnes ukážu.

So let's start off looking at something rather not-so-small,

Na začátek se podíváme na něco ne až tak malého,

something that we can see with our naked eye,

na něco, co můžeme vidět pouhým okem,

and that's a bee. So when you look at this bee,

a to je včela. Takže když se podíváte na tuto včelu,

it's about this size here, it's about a centimeter.

je asi takhle velká, má přibližně centimetr.

But to really see the details of the bee, and really

Ale abychom opravdu viděli detaily této včely

appreciate what it is, you have to look a little bit closer.

a mohli si opravdu uvědomit, jak vypadá, musíme se podívat trochu blíž.

So that's just the eye of the bee with a microscope,

Toto je oko včely pod mikroskopem

and now all of a sudden you can see that the bee has

a najednou můžeme vidět, že včely mají

thousands of individual eyes called ommatidia,

tisíce jednotlivých očí, která se nazývají ommatidia,

and they actually have sensory hairs in their eyes

a ve skutečnosti mají na očích smyslové chloupky,

so they know when they're right up close to something,

aby věděly, kdy jsou velmi blízko něčeho,

because they can't see in stereo.

protože nevidí prostorově..

As we go smaller, here is a human hair.

Pokračujme něčím menším. Tady je lidský vlas.

A human hair is about the smallest thing that the eye can see.

Lidský vlas je asi to nejmenší, co může oko spatřit.

It's about a tenth of a millimeter.

Má přibližně desetinu milimetru.

And as we go smaller again,

Když se podíváme na něco ještě menšího,

about ten times smaller than that, is a cell.

přibližně desetkrát menší je buňka.

So you could fit 10 human cells

Takže 10 lidských buněk se vejde

across the diameter of a human hair.

do průměru lidského vlasu.

So when we would look at cells, this is how I really got

Když se podíváme na buňky,

involved in biology and science is by looking

takto jsem se vlastně dostal k biologii a vědě,

at living cells in the microscope.

díváním se na živé buňky mikroskopem.

When I first saw living cells in a microscope, I was

Když jsem poprvé viděl živé buňky mikroskopem,

absolutely enthralled and amazed at what they looked like.

byl jsem naprosto okouzlen a ohromen tím, jak vypadají.

So if you look at the cell like that from the immune system,

Podíváte-li se na buňku jako je tato z imunitního systému,

they're actually moving all over the place.

buňky se pohybují všude kolem.

This cell is looking for foreign objects,

Tato buňka hledá cizí objekty,

bacteria, things that it can find.

bakterie, věci, které umí objevit.

And it's looking around, and when it finds something,

Dívá se okolo a když najde něco,

and recognizes it being foreign,

co rozpozná jako cizí,

it will actually engulf it and eat it.

tak to vlastně pohltí a sežere.

So if you look right there, it finds that little bacterium,

Takže když se podíváte, ta buňka objevila tamtu malou bakterii

and it engulfs it and eats it.

a pohlcuje a žere ji.

If you take some heart cells from an animal,

Když vezmeme nějaké srdeční buňky zvířete

and put it in a dish, they'll just sit there and beat.

a dáme je do misky, budou tam prostě jen sedět a tlouct.

That's their job. Every cell has a mission in life,

To je jejich práce. Každá buňka má nějaké životní poslání

and these cells, the mission is

a posláním těchto buněk je

to move blood around our body.

pohybovat krví v našem těle.

These next cells are nerve cells, and right now,

Tyto další buňky jsou buňky nervové a právě teď,

as we see and understand what we're looking at,

když pozorujeme a chápeme to, na co se díváme,

our brains and our nerve cells are actually doing this

náš mozek a naše nervové buňky tohle dělají právě teď.

right now. They're not just static. They're moving around

Nejsou prostě statické. Pohybují se okolo a

making new connections, and that's what happens when we learn.

vytvářejí nová spojení a to je to, co se děje, když se učíme.

As you go farther down this scale here,

Když pokračujeme dál na této stupnici,

that's a micron, or a micrometer, and we go

toto je mikron, neboli mikrometr, a jdeme dál

all the way down to here to a nanometer

až sem dolů, kde je nanometr

and an angstrom. Now, an angstrom is the size

a angstrom. Jeden angstrom je

of the diameter of a hydrogen atom.

roven velikosti průměru atomu vodíku.

That's how small that is.

Tak moc malý opravdu je.

And microscopes that we have today can actually see

A dnešní mikroskopy jsou schopné vidět

individual atoms. So these are some pictures

jednotlivé atomy. Takže tohle jsou obrázky

of individual atoms. Each bump here is an individual atom.

jednotlivých atomů. Každý hrbol je jeden atom.

This is a ring of cobalt atoms.

Toto je prstenec atomů kobaltu.

So this whole world, the nano world, this area in here

Takže tenhle celý svět - ten nano svět, tato oblast zde

is called the nano world, and the nano world,

se nazývá nano svět, a tento nano svět,

the whole micro world that we see,

v celém tomto mikro světě, který vidíme,

there's a nano world that is wrapped up within that, and

je tento nano svět zabalený.

the whole -- and that is the world of molecules and atoms.

a ten je zase obsažen ve světě molekul a atomů.

But I want to talk about this larger world,

Ale já chci mluvit o tom větším světě,

the world of the micro world.

o tom mikro světě.

So if you were a little tiny bug living in a flower,

Pokud byste byli malým broučkem, který žije v nějaké květině,

what would that flower look like, if the flower was this big?

jak by ta květina vypadala, kdyby byla takhle velká?

It wouldn't look or feel like anything that we see

Nezdála by se taková, jakou ji vidíme my,

when we look at a flower. So if you look at this flower here,

když se na ni podíváme. Takže když se podíváte na tuhle kytku

and you're a little bug, if you're on that surface

jako malý brouk, který je na

of that flower, that's what the terrain would look like.

jejím povrchu, takhle by ten terén vypadal.

The petal of that flower looks like that, so the ant

Okvětní list té květiny vypadá takto, takže ten mravenec

is kind of crawling over these objects, and if you look

leze přes tyhle objekty, a když se podíváte

a little bit closer at this stigma and the stamen here,

trochu blíž na tuto bliznu a tyčinku,

this is the style of that flower, and you notice

toto je její čnělka, tak si všimnete,

that it's got these little -- these are like little jelly-like things

že ona má tyto malé útvary, které vypadají jako by byly z rosolu,

that are what are called spurs. These are nectar spurs.

kterým říkáme ostruhy. Toto jsou nektarové ostruhy.

So this little ant that's crawling here, it's like

Takže pro toho mravence, který si tu leze,

it's in a little Willy Wonka land.

je to jako země Willyho Wonky.

It's like a little Disneyland for them. It's not like what we see.

Pro ně je to jako malý Disneyland. Je to pro ně jiné, než jak to vidíme my.

These are little bits of individual grain of pollen

Tohle jsou malé kousky zrnka pylu,

there and there, and here is a --

tady a tam, a tady --

what you see as one little yellow dot of pollen,

to, co vám připadá jako jedna žlutá kulička pylu,

when you look in a microscope, it's actually made

je, když se podíváte mikroskopem, ve skutečnosti

of thousands of little grains of pollen.

složené z tisíců malých zrníček pylu.

So this, for example, when you see bees flying around

Takže když kupříkladu vidíte létat včely okolo

these little plants, and they're collecting pollen,

těchto rostlinek, jak sbírají pyl,

those pollen grains that they're collecting, they pack

ta pylová zrnka, která sbírají, si napěchují

into their legs and they take it back to the hive,

na svoje nohy a pak s nimi letí do úlu,

and that's what makes the beehive,

a z toho je vyrobená medová plástev --

the wax in the beehive. And they're also collecting nectar,

ten vosk v úlu. A také sbírají nektar,

and that's what makes the honey that we eat.

ze kterého je med, který jíme.

Here's a close-up picture, or this is actually a regular picture

Toto je detailní záběr, ne, tohle je vlastně normální záběr

of a water hyacinth, and if you had really, really good vision,

vodního hyacintu a pokud byste měli opravdu,

with your naked eye, you'd see it about that well.

opravdu dobrý zrak, tak byste ho viděli asi takhle.

There's the stamen and the pistil. But look what the stamen

Tady je tyčinka a tady pestík. Ale podívejme se, jak ta tyčinka

and the pistil look like in a microscope. That's the stamen.

a pestík vypadají pod mikroskopem. Tohle je ta tyčinka.

So that's thousands of little grains of pollen there,

Jsou na ní tisíce malých zrnek pylu

and there's the pistil there, and these are the little things

a tady je pestík, a tyhle malé útvary

called trichomes. And that's what makes the flower give

se nazývají trichomy. Ty dávají té květině

a fragrance, and plants actually communicate

její vůni a rostliny spolu dokonce navzájem

with one another through their fragrances.

komunikují pomocí svých vůní.

I want to talk about something really ordinary,

Chci vám povědět o něčem opravdu obyčejném,

just ordinary sand.

a tím je písek.

I became interested in sand about 10 years ago,

O písek jsem se začal zajímat před přibližně 10 lety,

when I first saw sand from Maui,

když jsem poprvé viděl písek z Maui,

and in fact, this is a little bit of sand from Maui.

a tohle je vlastně trocha písku z Maui.

So sand is about a tenth of a millimeter in size.

Písek má asi desetinu milimetru,

Each sand grain is about a tenth of a millimeter in size.

každé zrnko písku má přibližně desetinu milimetru.

But when you look closer at this, look at what's there.

Když se ale podíváte blíž, podívejte, co tam je.

It's really quite amazing. You have microshells there.

Je to naprosto úžasné. Jsou tu miniaturní mušle,

You have things like coral.

věci jako korály,

You have fragments of other shells. You have olivine.

úlomky jiných mušlí, olivín,

You have bits of a volcano. There's a little bit

také kousky sopky. Tady je malý kousek

of a volcano there. You have tube worms.

sopky. Také jsou tu vláknonošci.

An amazing array of incredible things exist in sand.

V písku existuje úžasné množství neuvěřitelných věci.

And the reason that is, is because in a place like this island,

A důvodem toho je, že na místě jako je tento ostrov,

a lot of the sand is made of biological material

je velká část písku tvořena biologickým materiálem,

because the reefs provide a place where all these

protože útesy poskytují místo, kde všichni tito

microscopic animals or macroscopic animals grow,

mikroskopičtí nebo makroskopičtí živočichové žijí,

and when they die, their shells and their teeth

a když zemřou, tak se jejich schránky, jejich zuby

and their bones break up and they make grains of sand,

a jejich kosti rozlámou a stanou se z nich zrnka písku,

things like coral and so forth.

věci jako korály a podobně.

So here's, for example, a picture of sand from Maui.

Tady je kupříkladu obrázek písku z Maui.

This is from Lahaina,

Tohle je z Lahaina.

and when we're walking along a beach, we're actually

Když jdeme po pláži, tak vlastně

walking along millions of years of biological and geological history.

chodíme po miliónech let biologické a geologické historie.

We don't realize it, but it's actually a record

Neuvědomujeme si to, ale vlastně je to záznam

of that entire ecology.

celé této ekologie.

So here we see, for example, a sponge spicule,

Takže tady například vidíme jehlici houbovce,

two bits of coral here,

dva kousky korálu,

that's a sea urchin spine. Really some amazing stuff.

tamto je páteř ježovky. Opravdu hodně fascinujících věcí.

So when I first looked at this, I was -- I thought,

Když jsem se na tohle poprvé podíval, pomyslel jsem si,

gee, this is like a little treasure trove here.

panebože, tohle je úplně jako malý poklad.

I couldn't believe it, and I'd go around dissecting

Nemohl jsem tomu uvěřit a vypreparovával jsem

the little bits out and making photographs of them.

ty malé kousky a dělal jejich fotografie.

Here's what most of the sand in our world looks like.

Tady vidíte, jak vypadá většina písku našeho světa.

These are quartz crystals and feldspar,

Jsou to krystaly křemene a živce.

so most sand in the world on the mainland

Většina pevninského písku na světě

is made of quartz crystal and feldspar. It's the erosion of granite rock.

je složena z krystalků křemene a živce. Vzniká erozí žulové skály.

So mountains are built up, and they erode away by water

Hory jsou obrušovány erozí a materiál odnáší

and rain and ice and so forth,

voda, déšť, led a tak dále

and they become grains of sand.

a stávají se z něj zrnka písku.

There's some sand that's really much more colorful.

Tady je další písek, který je vážně mnohem barevnější.

These are sand from near the Great Lakes,

Je to písek z okolí Velkých jezer

and you can see that it's filled with minerals

a můžeme pozorovat, že je plný minerálů,

like pink garnet and green epidote, all kinds of amazing stuff,

jako je růžový granát a zelený epidot a různé další úžasné věci,

and if you look at different sands from different places,

a když se podíváte na písek z různých míst,

every single beach, every single place you look at sand,

tak na každé pláži, na každém místě, kde se podíváte,

it's different. Here's from Big Sur, like they're little jewels.

bude ten písek jiný. Tady je písek z Big Sur, vypadá jako malé drahokamy.

There are places in Africa where they do the mining

V Africe jsou místa, kde se těží

of jewels, and you go to the sand where the rivers have

drahokamy. Na místech, kde řeky vnáší písek

the sand go down to the ocean, and it's like literally looking

do oceánu, je to jako byste se skutečně dívali

at tiny jewels through the microscope.

na malé drahokamy pod mikroskopem.

So every grain of sand is unique. Every beach is different.

Každé zrnko písku je jedinečné. Každá pláž je jiná.

Every single grain is different. There are no two grains

Každé zrnko je jiné. Na celém světě nejsou

of sand alike in the world.

žádná dvě zrnka písku stejná.

Every grain of sand is coming somewhere and going somewhere.

Každé zrnko písku odněkud přichází a někam cestuje.

They're like a snapshot in time.

Je to jako momentka v čase.

Now sand is not only on Earth, but sand is

A písek není jenom na Zemi, písek je

ubiquitous throughout the universe. In fact, outer space

všudypřítomný v celém vesmíru. Dokonce i meziplanetární prostor

is filled with sand, and that sand comes together

je plný písku a ten písek se spojil,

to make our planets and the Moon.

a tak vznikly naše planety a Měsíc.

And you can see those in micrometeorites.

Můžeme ho vidět v mikrometeoritech.

This is some micrometeorites that the Army gave me,

Tohle je pár mikrometeoritů, které mi dala armáda,

and they get these out of the drinking wells in the South Pole.

oni je získávají ze studen na Jižním pólu.

And they're quite amazing-looking, and these are the

Vypadají docela úžasně. Toto jsou ty

tiny constituents that make up the world that we live in --

malé částice, které vytváří svět, ve kterém žijeme --

the planets and the Moon.

planety a Měsíc.

So NASA wanted me to take some pictures of Moon sand,

A NASA chtěla, abych udělal snímky písku z Měsíce,

so they sent me sand from all the different landings

takže mi poslali písek ze všech různých přistání

of the Apollo missions that happened 40 years ago.

misí Apollo, které se odehrály před 40 lety.

And I started taking pictures with my three-dimensional microscopes.

Tak jsem začal fotit svými 3D mikroskopy.

This was the first picture I took. It was kind of amazing.

Toto je můj první vyfocený snímek. Bylo to svým způsobem ohromující.

I thought it looked kind of a little bit like the Moon, which is sort of interesting.

Říkal jsem si, že to trochu vypadá jako Měsíc, což je docela zajímavé.

Now, the way my microscopes work is, normally

Mé mikroskopy fungují tak, že normálně

in a microscope you can see very little at one time,

v mikroskopu vidíte najednou velmi málo,

so what you have to do is you have to refocus the microscope,

takže musíte ten mikroskop přeostřovat,

keep taking pictures, and then I have a computer program

a stále fotit a pak mám takový počítačový program,

that puts all those pictures together

který všechny ty snímky dá dohromady

into one picture so you can see actually what it looks like,

a spojí je v jeden obrázek, abyste viděli, jak to skutečně vypadá,

and I do that in 3D. So there, you can see,

a to dělám ve 3D. Takže tohle, co vidíte,

is a left-eye view. There's a right-eye view.

je z pohledu levého oka. Tohle je z pohledu pravého oka.

So sort of left-eye view, right-eye view.

Levé oko, pravé oko.

Now something's interesting here. This looks very different

Tady je něco zajímavého. Vypadá to velmi odlišně,

than any sand on Earth that I've ever seen, and I've

než jakýkoli písek na Zemi, co jsem kdy viděl, a to

seen a lot of sand on Earth, believe me. (Laughter)

jsem už viděl opravdu hodně písku na Zemi, to mi věřte. (Smích)

Look at this hole in the middle. That hole was caused

Podívejte na tu díru uprostřed. Tu díru způsobil

by a micrometeorite hitting the Moon.

mikrometeorit, který narazil do Měsíce.

Now, the Moon has no atmosphere, so micrometeorites

Měsíc nemá atmosféru, takže mikrometeority

come in continuously, and the whole surface of the Moon

přicházejí neustále, a celý povrch Měsíce

is covered with powder now, because for four billion years

je teď pokryt prachem, protože byl 4 miliardy let

it's been bombarded by micrometeorites,

bombardován mikrometeority,

and when micrometeorites come in at about

a když takový mikrometeorit přiletí rychlostí

20 to 60,000 miles an hour, they vaporize on contact.

30 000 - 95 000 kilometrů za hodinu, tak se okamžitě po kontaktu vypaří.

And you can see here that that is --

A tady můžete vidět, že to --

that's sort of vaporized, and that material is holding this

že se to více méně vypařilo, a ten materiál drží

little clump of little sand grains together.

tuhle malou skupinu zrnek písku pohromadě.

This is a very small grain of sand, this whole thing.

Tohle je jedno malé zrnko písku, celá tato věc.

And that's called a ring agglutinate.

A to se jmenuje kruhové shluknutí.

And many of the grains of sand on the Moon look like that,

Hodně zrnek písku na Měsíci vypadá takhle

and you'd never find that on Earth.

a to na Zemi nikdy nenajdete.

Most of the sand on the Moon,

Většina písku na Měsíci,

especially -- and you know when you look at the Moon,

hlavně -- určitě víte, že když se podíváte na Měsíc,

there's the dark areas and the light areas. The dark areas

tak na něm jsou tmavé oblasti a světlé oblasti. Ty tmavé

are lava flows. They're basaltic lava flows,

jsou proudy lávy. Jsou to čedičové proudy lávy,

and that's what this sand looks like, very similar

a takhle vypadá tento písek, velmi podobný

to the sand that you would see in Haleakala.

písku, který můžeme vidět v Haleakala.

Other sands, when these micrometeorites come in,

Další písek - když přiletí ty mikrometeority

they vaporize and they make these fountains,

a vypaří se, tak vytvoří takové fontány,

these microscopic fountains that go up into the --

mikroskopické fontány, které stoupají --

I was going to say "up into the air," but there is no air --

chtěl jsem říct "do vzduchu", ale tam žádný vzduch není --

goes sort of up, and these microscopic glass beads

stoupají nahoru a vytvoří tyto mikroskopické

are formed instantly, and they harden, and by the time

skleněné korálky, které ztvrdnou, a ve chvíli, kdy

they fall down back to the surface of the Moon,

dopadnou zpátky dolů na povrch Měsíce,

they have these beautiful colored glass spherules.

mají tyhle nádherné barevné zesklovatělé kuličky.

And these are actually microscopic;

A ty jsou ve skutečnosti mikroskopické,

you need a microscope to see these.

takže potřebujete mikroskop, abyste je viděli.

Now here's a grain of sand that is from the Moon,

Tohle je zrnko písku z Měsíce,

and you can see that the entire

a můžeme pozorovat, že celá

crystal structure is still there.

krystalová struktura tam stále je.

This grain of sand is probably about

Tohle zrnko písku je pravděpodobně zhruba

three and a half or four billion years old,

tří a půl až čtyř miliardy let staré

and it's never eroded away like the way we have sand

a nikdy nebylo přemístěno erozí tak, jako se to děje

on Earth erodes away because of water and tumbling,

s pískem na Zemi, kde je přenášen vodou, gravitací,

air, and so forth. All you can see is a little bit of erosion

větrem a tak dále. Jediné, co můžeme vidět, je malé narušení

down here by the Sun, has these solar storms,

tady dole, to je od Slunce, které má solární bouře,

and that's erosion by solar radiation.

a to je tedy eroze solární radiací.

So what I've been trying to tell you today is

Takže to, co jsem se vám tu dnes snažil říct je,

things even as ordinary as a grain of sand

že i tak obyčejné věci, jako je zrnko písku,

can be truly extraordinary if you look closely

mohou být vskutku pozoruhodné, když se podíváte zblízka,

and if you look from a different and a new point of view.

a když se podíváte z jiného a nového úhlu pohledu.

I think that this was best put by William Blake when he said,

Myslím si, že to nejlépe podal William Blake, když řekl:

"To see a world in a grain of sand

"V písečném zrnku vidět svět

and a heaven in a wild flower,

a nebe v luční květině,

hold infinity in the palm of your hand,

Do dlaně vzít nekonečno

and eternity in an hour."

a věčnost prožít v hodině."

Thank you. (Applause)

Děkuji vám. (Potlesk)