Absolutní nula Chceme-li začít něco počítat, můžeme si v některých případech stanovit „nulu" kdekoli. Tak třeba nulová zemská délka je stanovena vlastně náhodně, totéž platí o nule při měření teploty. V Celsiově stupnici je nulou teplota, při níž taje led, ve Fahrenheitově stupnici je nula pod bodem tání. U obou stupnic jsou však zcela běžné teploty „pod nulou". Počátkem 18. století začali lidé uvažovat o tom, zda existuje nějaká hranice pro chlad. Francouzský fyzik A. C. Charles, který se problémem zabýval, objevil kolem roku 1787 závažnou skutečnost: při ochlazování se plyny zhušťují, a to tak, že se při poklesu teploty o jeden stupeň Celsiovy stupnice „stáhnou" vždy o '/273 objemu, který měly při 0 °C. (Dnes se tento jev nazývá Charlesův zákon.) Ale jestliže by proces postupného ochlazování pokračoval, potom by plyn při teplotě kolem -273 °C úplně zmizel! To se samozřejmě nestane - plyn se při ochlazování změní nejdříve v kapalinu, potom v pevnou látku. Charlesovu myšlenku rozvedl v roce 1860 britský fyzik W. Thomson. Považoval teplotu za vyjádření rychlosti pohybu molekul v látce: čím je látka chladnější, tím pomalejší je její vnitřní pohyb, až při určité teplotě ( -273,18 °C) přestává existovat úplně. A protože neexistuje méně pohybu než žádný, neexistuje také nižší teplota. Hodnota -273,18 °C je tedy skutečnou absolutní nulou. A odkud termín absolutní nula? Latinské slovo solvere znamená uvolnit, předpona ab znamená od nebo z. Absolutní je tedy uvolněno od všeho omezení. (Proto hovoříme třeba o absolutních panovnících.) Thomsonova teplotní stupnice, která začíná absolutní nulou, se nazývá absolutní nebo Kelvinovou stupnicí - Thomson se totiž stal v roce 1892 lordem Kelvinem z Largsu. Stupně teploty na této stupnici se proto zkráceně označují K.
Acetylcholin Německý chemik A. Strecker získal v roce 1861 ze žluči do té doby neznámou sloučeninu obsahující dusík. Pojmenoval ji podle řeckého názvu žluči cholin. V roce 1914 izoloval anglický biolog Henry H. Dále látku, jejíž molekula se skládá ze dvou částí spojených tzv. esterovou vazbou. (Slovo ester vzniklo spojením první a poslední slabiky německého pojmenování nejznámější sloučeniny tohoto typu někdy v šedesátých letech minulého století.) Dále dokonce obě části molekuly oddělil a zjistil, že první z nich je cholin, zatímco ve druhém případě jde o dobře známou kyselinu octovou. Pojmenoval proto toto spojení acetylcholin (kyselina octová se latinsky nazývá acidum aceticum). Zjistil také, že látka výrazně ovlivňuje funkci některých orgánů těla. O sedm let později objevil německý fyziolog Otto Loewi, že nervové výběžky uvolňují nepatrná množství látky, jež okolní buňky určitým způsobem povzbuzuje a umožňuje nervovým vzruchům přeskakovat od jedné nervové buňky k druhé. Nazval tuto chemickou látku Vagusstoff - poprvé se o její existenci totiž dozvěděl drážděním bludného nervu (nervus vagus). Povzbuzující účinky, které měl Loewiho vagusstoff na nervové buňky, byly podobné účinkům, jež prokazoval acetylcholin. H. H. Dále usoudil, že vagusstoff i acetylcholin je jedna a táž látka a v roce 1933 to i dokázal. Acetylcholin existuje v nervových výběžcích jen tak dlouho, dokud nervový vzruch nepřeskočí od jedné buňky k druhé. Pak se rozpadá na kyselinu octovou a cholin; tento rozpad je urychlován přítomností určitého enzymu. Enzymy obyčejně pojmenováváme podle typu reakce, již urychlují, a to tak, že se k názvu reakce přidá koncovka -áza. Enzym, který se podílí na rozbití esterové vazby v acetylcholinu, se tedy nazývá cholinesteráza.
Adamantan Staří Řekové snili o látce, která by byla tak tvrdá, že by ji nic nepoškrábalo ani na ní „nenadělalo zuby". Říkali jí adamas, což řecky znamená nezkrotný. I když nic, co by bylo absolutně tvrdé, neexistuje, začal se tento výraz v pozměněném tvaru adamant používat pro označování zvlášť tvrdých kovů. Nakonec se jím začala označovat i průhledná forma uhlíku, tvrdší než kterákoli jiná látka, již bylo možno v přírodě nalézt. Když vynecháte první hlásku slova a jeho zbytek trochu pokroutíte, máte diamant, jak se nejtvrdší přírodní látce říká dnes. Atomy uhlíku, které diamant vytvářejí, jsou velmi malé a mohou se k sobě přiblížit na velmi těsnou vzdálenost. Kromě toho se k sobě řadí tak symetricky, že každý z nich je v nejbližším sousedství dalších čtyř, přičemž vzájemná vzdálenost mezi všemi je stejně velká. A právě to způsobuje, že každý atom uhlíku je pevně vázán ke svým sousedům a že diamant je tak tvrdý. Také organické sloučeniny jsou složeny z řetězců a kruhů uhlíkových atomů, ale v tomto případě nejsou uhlíkové atomy uspořádány jako v diamantu. Řady a kruhy jsou tu mnohem méně pravidelné. V roce 1932 izoloval český chemik S. Landa z hodonínské ropy zvláštní uhlovodík obsahující deset atomů uhlíku (uměle byla tato látka připravena v roce 1957). Zjistilo se, že jejích deset uhlíkových atomů je uspořádáno do tří vzájemně propojených kruhů přesně stejným způsobem, jako je deset sousedících atomů uhlíku seřazeno v diamantu. Tato molekula (k uhlíkovým atomům se v ní váže ještě šestnáct atomů vodíkových) byla pro svou mimořádnou stabilitu nazvána adamantan. Přípony -an používají chemici pro označení sloučenin, které jsou tvořeny atomy uhlíku a váží nejvyšší možný počet atomů vodíku. Syntetické sloučeniny adamantanů jsou užitečné v lékařství, protože v některých případech zabraňují působení virů.
Adsorpce Houba, ručník nebo piják sají vodu vzdor zemské přitažlivosti. Tuto schopnost způsobují kapilární síly. Dříve, než se porozumělo kapilaritě, vykládal se tento fakt tak, jako by houba a podobné látky vodu jednoduše vysávaly. (Sání byl už dávno dobře známý způsob, jak zvedat kapalinu přes odpor zemské přitažlivosti.) Jev byl nazván absorpce, z latinského db (z) a sorbere (pohlcovat). Suchá houba položená do misky s vodou prostě vodu z misky pohltila. Chemikové narazili na podobný jev také u látek rozdrcených na jemný prášek. Byla-li například směs plynů prohnána vrstvou jemně rozdrceného dřevěného uhlí, ulpěly některé z molekul plynu pevně na povrchu uhelných částeček a zůstaly tam přichyceny; zejména větší molekuly. Nejmenší naopak uhlím prošly, aniž by se přichytily. Páry jedovatých plynů mají vesměs větší molekuly než hlavní složky vzduchu kyslík a dusík. Vzduch obsahující jedovatý plyn proto ztratí jedova-tost, projde-li vrstvou jemně drceného dřevěného uhlí; velké molekuly jedovatého plynu zůstanou uchyceny na částicích uhlí, zatímco menší molekuly obyčejného dýchatelného vzduchu projdou. Nádoba s vrstvou dřevěného uhlí připevněná k vzduchotěsné pokrývce obličeje - to je plynová maska. Jedovatý plyn byl „vysát" ze vzduchu dřevěným uhlím stejně jako houba „vysála" vodu. Důvody „sání" jsou však různé. V případě dřevěného uhlí nepůsobí kapilarita, ale poměrně velký povrch všech malinkých částic, k němuž molekuly plynu přilnou. Užijemeli předpony ad (znamenající k), máme místo absorpce adsorpci. Protože však adsorpce hraje roli i při kapilárních jevech, je někdy těžko říci, zda je vhodnější hovořit o absorpci nebo adsorpci.
Aflatoxin Žito bývá napadáno určitým druhem houby, která způsobuje, že zrno tmavne a kroutí se, takže připomíná kohoutí ostruhy; těm se ve středověké francouzštině říkalo argot. V angličtině bylo toto slovo zkomoleno na ergot, což je obecné pojmenování houby, již česky nazýváme námel (paličkovice nachová). Houba vytváří určité látky, jež mají i v nepatrném množství silný vliv na lidský organismus (nyní nazývané ergotamin, ergobazin aj.). Způsobují například děložní stahy, takže už ve středověku je používaly porodní báby k usnadnění obtížných porodů. Je to však lék, který může být i nebezpečný, protože ve větším množství způsobuje vážné a někdy i smrtelné onemocnění zvané ergotismus. Dodnes se čas od času objeví zprávy o výskytu této otravy alkaloidy námele mezi zvířaty nebo lidmi, kteří požili nakažené žito. Námel ovšem není jediná houba, v níž vznikají látky, jež v malých dávkách mají závažné a obvykle i nepříjemné účinky na lidský organismus; říkáme jim mykotoxiny. Předpona myko- pochází z řeckého slova znamenajícího houba. Toxin vznikl z řeckého výrazu pro luk, snad proto, že šípy byly ve válkách často napouštěny jedem. Mykotoxin je tedy houbový jed (určitá látka z námele se nazývá ergotoxin). V roce 1960 bylo zjištěno, že jedna vážná epidemie onemocnění jater byla způsobena plesnivými burskými oříšky. Šlo o zcela běžnou plíseň z rodu Aspergillus. Tyto plísně získaly své pojmenování díky tomu, že jsou utvářeny z pramínků na jednom konci rozšířených, takže připomínají miniaturní kropenky (latinsky aspergillum), jaké se používají v koste-lích. V případě plesnivých burských oříšků šlo o druh plísně Aspergillus řlavus (flavus znamená latinsky žlutý); z iniciálek A.fla. byl pak vytvořen název pro jedy, které plíseň produkuje - aflatoxiny.
Akademie Slavný řecký filozof Platón (427 - 347 př. n. 1.) se scházel se svými žáky nedaleko Atén v parku, který byl zasvěcen polobohu Akadémovi. Platónova škola, kterou pak vedli jeho žáci a následovníci, se proto nazývala akademie. Zanikla až v 6. století n. 1., kdy byzantský císař Justinián dal uzavřít aténské filozofické školy. První polovinu středověku provází všeobecný úpu Jek vzdělanosti, a tak učiliště, poskytující studentům vyšší vzdělání, vznikala až ve 12. století v Itálii (Bologna a Padova), Francii (Sorbonna v Paříži) a Anglii (Oxford a Cambridge). Tyto školy dostaly název univerzita (lat. universitas = veškerenstvo, souhrn, tedy souhrn vzdělání). První univerzitu ve střední Evropě založil v r. 1348 Karel IV. v Praze. Univerzita podle vědních oborů se dělí na fakulty (lat. facultas = příležitost, dovednost). V čele většiny evropských univerzit stojí rektor (lat. rego = řídím), v čele fakult děkan (z latinské číslovky decem = deset; decanus bylo původně označení velitele deseti mužů). Na počátku novověku středověké univerzity ustrnuly ve vývoji. Pro vznikající přírodní vědy se v 17. století začaly zakládat učené společnosti, které se většinou vrátily k starému názvu akademie (Galileova Academia dei Lincei 1603, Královská společnost v Londýně 1657, Pařížská akademie věd 1666, Petrohradská akademie věd 1724 atd.) V Čechách vznikla v roce 1784 Česká královská společnost nauk. V SSSR byla tamní akademie věd přetvořena v 30. letech v ústřední státní organizaci pro základní vědecký výzkum. Po vzoru této akademie byly reorganizovány také učené společnosti socialistických států.
Aktinid Už od sedmdesátých let minulého století je známo, že chemické prvky lze uspořádat do skupin s podobnými vlastnostmi. Prvky byly sestavovány do periodických tabulek, v nichž
tyto skupiny tvoří vodorovné i kolmé řady. Nejdokonalejší tabulku tohoto druhu sestavil v roce 1869 ruský chemik D. I. Mendělejev. Vzhledem k tomu, že v jeho době bylo známo podstatně menší množství prvků než dnes, měla jeho tabulka větší počet prázdných míst. Bílá místa ovšem Mendělejeva neodstrašila; odvážně prohlásil, že na ně patří prvky, které teprve budou objeveny, a předpověděl jejich vlastnosti. A opravdu - když chemici tyto prvky skutečně izolovali, shodovaly se jejich vlastnosti s Mendělejevovou předpovědí. Podíváme-li se do této tabulky, všimneme si například, že 57. prvek lan-than, je následován čtrnácti jinými (58.-71.), jež jsou lanthanu podobné a tvoří skupinu vzácných zemin, lanthanidů. Lanthan je však také součástí skupiny prvků uspořádané svisle. Nad ním'je skandium (21) a ytri-um (39). V roce 1899 byl objeven 89. prvek a nazván aktinium, protože vyzařoval radioaktivní paprsky a řecky se paprsek řekne aktinos. Aktinium zapadá v periodické tabulce pod lanthan a má vlastnosti podobné skandiu, ytriu a lanthanu. Následuje však za aktiniem podobná řada prvků jako za lanthanem? Zpočátku se chemici domnívali, že nikoliv. Považovali vzácné zeminy za zvláštní případ a soudili, že prvek následující aktinium (což je thorium s číslem 90) se bude podobat hafniu (prvek 72), které v tabulce zaujímá místo tam, kde vzácné zeminy už skončily. Do roku 1940 byly objeveny jen tři prvky následující aktinium. Rozhodný důkaz tedy stále scházel. Až ve čtyřicátých letech začali chemici tvořit atomy vyšších prvků v laboratořích neptunium (93), plutonium (94) atd. Větší počet prvků, jež bylo možno zkoumat, znamenal i více důkazů, a tak v roce 1944 americký chemik Glenn T. Seaborg prokázal, že prvky následující po aktiniu tvoří řadu velice podobnou vzácným zeminám. (Prvek 101 dostal jméno mendelevium - na počest tvůrce periodické tabulky.) Aby bylo možno obě podobné skupiny rozlišit, bylo rozhodnuto pojmenovat je po jejich prvních členech. První skupina vzácných zemin byla tedy nazvána podle lanthanu lanthanidy, nově objevená řada pak aktinidy.
Algol Před vznikem moderní astronomie byla jakákoli změna na neměnném nebi důvodem k znepokojení. Dokonce i to, že některé hvězdy čas od času měnily svůj jas, vyvolávalo poplach. Hvězd, které mění svou jasnost je hodně, ale jen několik z nich je tak jasných a jejich jas se mění tak výrazně, aby si toho bylo možné všimnout prostým okem. Nejznámějším příkladem je hvězda v souhvězdí Persea, nazývána Beta Persei (beta je druhým písmenem řecké abecedy, takže astronomické pojmenování hvězdy znamená „druhá v Perseu"; ostatní hvězdy jsou pojmenovány podobným způsobem). Změna v jasnosti Bety Persei není ovšem příliš veliká. Trvalo proto až do roku 1669, než její světelné výkyvy zpozoroval první Evropan. Hvězda však přitom měla už tehdy příznačné arabské pojmenování Algol (během dlouhého údobí tmářství, které ve středověku v Evropě panovalo, byli Arabové v astronomii mnohem dál). Algol pochází z arabského al - určitý člen a ghul - démon. Algol však ve skutečnosti svoji jasnost nemění. Je to dvojhvězda - dvě hvězdy, které se vzájemně otáčejí kolem sebe tak, že každých několik dní méně jasná hvězda zastíní jasnější a světlo, které k nám doletí, je slabší. Mnohem pozoruhodnější hvězdou je Omikron Ceti v souhvězdí Cetus. (Omikron je patnáctým písmenem řecké abecedy.) Tato hvězda skutečně pulzuje a mění svou jasnost v nepravidelných periodách, někdy i dva roky dlouhých. Může být jasnější než Polárka a vzápětí zářit tak málo, že ji není vidět. Všiml si toho německý astronom David Fabricius v roce 1596 a protože v té době začínali astronomové uvažovat přece jen moder-něji a „podivné" úkazy na nebesích je už tolik neděsily, pojmenoval Fabricius tuto hvězdu Mira, z latinského mirus - podivuhodný, bájný. Algol je tedy „démonickou hvězdou", zatímco mnohem výstřednější Mira je „bájnou hvězdou" - což je jistá nespravedlnost, která by snad na nebesích neměla panovat! Algolu se však dostalo určitého zadostiučinění. V posledních dvaceti letech se používá pro
řešení složitých úloh z matematiky, fyziky, techniky, ekonomie a statistiky samočinných počítačů, které na sebe přebírají tu část práce lidského mozku, vyžadující více námahy a méně důvtipu. Úkoly pro samočinné počítače musí však člověk překládat do soustavy zvláštních symbolů, v podstatě řady příkazů. Této činnosti říkáme programování. Pro různé obory byly vypracovány různé soustavy symbolů, kterým říkáme programovací jazyky. Pro úlohy z matematiky, fyziky a techniky se používá jazyka FORTRAN (zkratka formula translation) nebo ALGOL (algorithmic language), pro statistické a ekonomické úlohy jazyka COBOL (common business oriented language). Algol tedy není jen démonickou hvězdou, ale i výkonným pomocníkem člověka při ovládání moderní techniky.
Alkohol Ženy si už celá staletí černí řasy, aby jejich oči vypadaly větší a zářivější. Arabské ženy k tomu odedávna užívaly velmi jemného prášku, který se v arabštině nazývá al kohl, což znamená jemně rozptýlený. Kterýsi středověký chemik tento výraz vzal, pozměnil na alkohol a užil pak pro označení jakéhokoliv jemného prášku, zejména tak jemného, že se nedal vůbec poznat hmatem. Někdy počátkem 16. století začali chemikové používat tohoto výrazu pro označení par, které vystupovaly z určitých kapalin. Ani tyto páry nebylo možné nahmatat. Když chemikové takto zahřívali víno, vydávalo páru, kterou původně nazvali alkohol vína, později pak jen alkohol. Zahřejeme-li víno, vře alkohol obsažený v nápoji snadněji než voda. Pára má proto bohatší obsah alkoholu než samotné původní víno; když páru znovu ochladíme, výsledná tekutina je přirozeně silnější než výchozí nápoj. Tento proces se nazývá destilace, z latinského de (z) a stilla (kapka). A opravdu: chladnoucí páry se shromažďují jako malé studené kapky padající do nádoby. Alkoholické nápoje zesílené tímto způsobem jsou destiláty a zařízení, v němž proces probíhá, se nazývá destilační přístroj. Destilace je důležitý chemický proces, kterým se oddělují jednotlivé složky nejrůznějších kapalných směsí. Přípony -ol ze slova alkohol užívají dnes chemici k pojmenování sloučenin, které stejně jako alkohol obsahují ve své molekule hydroxylovou skupinu (kombinaci atomů vodíku a kyslíku). Alkohol vína obsahuje ve své molekule skupinu dvou uhlíků, stejně jako éter, takže se nazývá etylal-kohol nebo etanol. Zvláštní a vlastně podivné je, že v arabštině se alkohol nazývá spir't. Je to odvozenina z latinského slova spiritus (duch, dech, lék). Nakonec tedy užívá pro stejný účel Evropa arabského slova, zatímco Arabové slova evropského.
Amalgam Příměs je v běžném slova smyslu látka k něčemu přidaná, a to takovým způsobem, že není snadno zjistitelná. Můžeme přidat třeba olovo ke stříbru, stejně jako vodu do mléka nebo písek k cukru. Příměs může ovšem původní látku nejen znečistit, ale také zlepšit. Zejména hutníci si to uvědomili už hodně dávno. Trochu zinku přidaného k mědi vytvoří mosaz, která je dekorativnější než měď; přidáme-li k mědi cín, je výsledkem bronz, látka daleko tvrdší než oba původní kovy. Bronz byl ostatně dlouho nejtvrdším známým kovem a celé jedno období lidských dějin je známo jako doba bronzová. Ani dnes se většinou nepoužívá čistých kovů. Místo toho se kovy úmyslně mísí a vytvářejí stovky nových látek - slitiny - s požadovanými vlastnostmi, které samotné kovy jinak nemají. V dnešní době je ještě železo stále tak významné, že slitiny dělíme do dvou skupin - na feroslitiny (s obsahem železa) a na neželezné slitiny. Kmen fero- používaný chemiky k označení sloučenin obsahujících železo pochází z latinského ferrum - železo. Jiným typem slitin, které mají zvláštní pojmenování, jsou slitiny obsahující rtuť. Protože
rtuť je tekutý kov, tvoří její slitiny buď měkké pevné látky nebo tekuté kovy. Měkký kov je podivným jevem ve světě, který si cení kovů hlavně pro jejich tvrdost a pevnost, a proto dala tato měkkost slitinám rtuti také jméno - amalgamy. Název je přesmyčkou řeckého slova malagma, jímž se označují měkké tvárné látky. Amalgamy známe všichni z návštěv u zubního lékaře - zuby se plombují amalgamem stříbra, mědi a několika dalších kovů. Právě rtuť dá amalgamu měkkost potřebnou k tomu, aby se dal vtlačit do otvoru v zubu, kde rychle ztvrdne.
Amoniak Jedním z bohů starověkého Egypta byl Amón, patron Théb na horním Nilu. Když se po výbojích Alexandra Velikého šířila řecká kultura na Blízký a Střední Východ, ztotožňovali často Řekové své vlastní bohy s bohy podmaněných národů - a ztotožnili také svého hlavního boha Dia s Amónem (neboli Ammonem, jak jeho jméno přepisovali). V jedné oáze severoafrické pouště postavili pak Diovi-Amónovi chrám. Každá pouštní oblast má své problémy s palivem. Obvyklým topivem v severní Africe je velbloudí trus. Topilo se jím i v novém chrámu. Saze, které se ze spalovaného velbloudího trusu usazovaly na zdech a stropu chrámu, obsahovaly bílé krystalky podobné soli. Dostaly později název sal ammoniac - Amónova sůl. Ještě později vzniklo pak zkomolením tohoto výrazu slovo salmiak. V dalších staletích byl ze salmiaku často získáván čpavý plyn, ale až v roce 1774 zachytil anglický chemik Priestley plyn v čistém stavu a začal jej studovat. Pojmenoval jej alkalický vzduch, protože se rozpouštěl ve vodě a vykazoval potom alkalické vlastnosti. Název amoniak však zvítězil a užívá se dodnes. Molekula amoniaku-čpavku se skládá ze tří vodíkových atomů a jednoho atomu dusíku. Zbavíme-li molekulu čpavku jednoho atomu vodíku, vytvoří aminovou skupinu a přidá-li se místo chybějícího vodíku skupina obsahující uhlík, je výslednou sloučeninou amin. Bílkoviny se skládají z dlouhých řetězců poměrně jednoduchých sloučenin, které obsahují aminové skupiny vedle skupin charakteristických pro organické kyseliny. Nazývají se proto aminokyseliny - a patří k nejdůležitějším stavebním prvkům všech živých organismů včetně člověka. Kdo z nás si uvědomuje, že vlastně nesou jméno po velkém bohu starého Egypta?
Analogový počítač Nejjednodušší matematické problémy lze vyjádřit přirozenými čísly: 2 + 3; 18 x 6 atd. Odpovědi jsou zcela přesné. Počítáme-li tedy-samostatné předměty nebo veličiny, jako například oblázky, otáčky kola nebo kmity elektrického proudu, můžeme si pomocí jakýmkoli číslicovým počítačem. Některé matematické problémy však nelze vyjádřit pomocí přirozených čísel. Třeba úhlopříčka čtverce se rovná násobku délky jeho strany a je vyjádřena číslem 1,4142 ... (nekonečné desetinné číslo). Nebo se může stát, že je nutno zamířit dělo tak, aby střela letící určitou rychlostí zasáhla předmět pohybující se danou měnící se rychlostí, a navíc je třeba vzít v úvahu i vítr, zakřivení zemského povrchu atd., přičemž žádná z daných veličin není určena absolutně přesně. V takových případech stojí za to mít po ruce pomůcku, kterou lze obměňovat stejně, jako se mění podmínky našeho problému, s níž však lze snáze manipulovat. Přibližné odpovědi na číselné problémy nám poskytuje logaritmické pravítko, které vyjadřuje určité číslo určitou úsečkou. Délky těchto úseček lze ovládat prostým pohybem posuvného pražce dopředu nebo dozadu, což svým způsobem napodobuje aritmetické chování čísel a zároveň dává výsledek. Protože čísla jsou tu zastoupena analogicky vzdáleností, je logaritmické pravítko vlastně jednoduchým analogovým počítačem. V elektronických zařízeních může být analogií k číslům intenzita elektrického proudu. Lze ji měnit nesmírně rychle, podle měnících se podmínek problému. Výsledná síla proudu
dává požadovanou odpověď - ovšem za předpokladu, že údaje vložené do zařízení jsou přesné. Ani analogový ani číslicový počítač neprovádějí úkony, jež by člověk nezvládl, pracují pouze mnohomiliónkrát rychleji než on. Protože však jsou schopny pracovat jen podle jeho pokynů, nejsou vlastně ničím jiným než veledokonalými logaritmickými pravítky.
Aneurysma Lidské srdce bije pravidelně rychlostí 60 až 80 úderů za minutu celý život, který může trvat někdy i déle než století. Za sto let věrných služeb vykoná zhruba čtyři miliardy úderů, přičemž napumpuje asi 600 000 tun krve. Každým úderem vstříkne srdce asi 130 krychlových centimetrů krve, z níž většina proudí do aorty rychlostí 40 cm za vteřinu. Nápory krve vystavují aortu, největší a nejdůležitější tepnu našeho těla, opakovanému napětí. Naštěstí aorta, stejně jako ostatní tepny, má silné a pružné stěny, které se roztáhnou, když se do ní vhrne krev a opět smrští, když krev "proteče dál. Tepny do jisté míry napodobují tlukot srdce a dodržují jeho rytmus, a tak v pravidelných intervalech zásobují celé tělo okysličenou krví. Te-penný tlukot se nazývá tep - puls, což pochází z latinského slova vyjadřujícího právě tlukot, bití. Můžeme ho snadno nahmatat na místech, kde jsou tepny těsně pod kůží, zejména na zápěstích. Jestliže je stěna tepny z nějakého důvodu poškozena nebo zeslabena natolik, že se tepna při průtocích krve příliš rozšiřuje a chabě zužuje do původního stavu, je výsledkem aneurysma (z řeckého slova znamenajícího rozšíření). Taková ochablá, příliš široká tepna je v neustálém nebezpečí protržení s případně smrtelnými následky. A protože první nápor přílivu krve zachycuje aorta, je také nejvíc vystavena aneurysmatu a právě u ní je tento stav nejnebezpečnější. Až donedávna se s aneurysmatem mnoho dělat nedalo. V roce 1948 však americký chirurg M. E. De Bakey, pracující na Baylor University v texaském Houstonu, začal aneurysma operovat. Vyřízl zasažené části cévy a nahradil je nepoškozenými tepnami z jiných méně důležitých částí těla, později dokonce i terylénovými trubicemi. Metoda se rozšířila a zachránila před jistou smrtí už tisíce lidí.
Anilín V roce 1826 německý chemik O. Unverdorben zahřál silně indigo a rozštěpil jeho molekulu na menší části. Jedna z těchto částí vytvořila novou organickou kapalinu obsahující dusík. V roce 1840 byla tato metoda získávání nové látky vylepšena a pro novou sloučeninu byl navržen název anilín. Vznikl ze slova anil, což je jméno rostliny, z níž indigo pochází. Anilín bylo možné získat rovněž z uhelného dehtu jako černou látku, vznikající při zahřívání hnědého uhlí bez přístupu vzduchu. V roce 1856 se snažil osmnáctiletý britský student W. H. Perkin vyrobit z jednoduchých chemikálií chinin. Složení molekuly chininu nebylo v té době známé a Perkin samozřejmě neuspěl. Ale jaký to byl neúspěch! Perkin nechával působit různé chemikálie také na anilín, protože se domníval - mimochodem chybně - že molekula anilínu se podobá molekule chininu. Získal, snad jako náplast na svůj neúspěch, černou mazlavou kaši. Nepochybně by byl kaši zahodil, ale protože se nezvykle nachově leskla, Perkin se zamyslel. Nakonec poslal trochu mazlavé hmoty do barvírny - a tam to barvíře kupodivu zaujalo. Perkin pustil rázem ze zřetele všechno ostatní a soustředil se jen na to, jak oddělit nachové barvivo z černé kaše a jak jí vyrobit víc. A opravdu po čase objevil hospodárnější způsob výroby anilínu z dehtových látek. Založil dokonce k takové výrobě továrnu. Barva byla pojmenována anilínový purpur. Byla první ze stovek syntetických barev vyráběných později chemickým průmyslem.
Těmto barvám se říká anilínové nebo také dehtové barvy. Po čase vytlačily z používání přírodní barvy včetně indiga, z něhož byl anilín poprvé získán a po němž byl také pojmenován. A Perkin žil dalších padesát let v bohatství a slávě proto, že měl dost filipa, aby nespláchl do výlevky mazlavou černou kaši.
Antičástice Slovo částice naznačuje samo o sobě, že jde o velmi malou část nějakého celku. A vskutku: částice ve fyzikálním slova smyslu jsou velmi nepatrná množství hmoty. Do devadesátých let minulého století se chemici domnívali, že nejmenšími myslitelnými částmi hmoty jsou atomy a ty že nelze dál dělit. Ještě v témže desetiletí se však ukázalo, že atomy samy se skládají z dalších částí, ještě menších. Nejprve byla objevena část nesoucí záporný elektrický náboj. Byla pojmenována elektron. Další, značně větší než elektron a kladně nabitá, dostala název proton. Potom, v roce 1930, byla objevena další část atomu, veliká asi jako proton, zato bez elektrického náboje. Dostala tedy jméno neutron. Od té doby byly objeveny desítky dalších částí hmoty, z nichž každá je menší než atom. Aby je bylo možno všechny zahrnout pod společné pojmenování, začalo se jim říkat elementární částice. V roce 1928 předložil anglický fyzik P. A. M. Dirac teoretické důkazy o tom, že ke každé elementární částici existuje i její protějšek s opačnými vlastnostmi. Například tvrdil, že existuje částice opačná elektronu - tedy s kladným elektrickým nábojem - ale jinak shodná. V roce 1932 skutečně americký fyzik C. D. Anderson tento protějšek elektronu objevil a pojmenoval jej podle kladného elektrického náboje pozitron. Trvalo dalších třiadvacet let, než byl objeven podobný protějšek protonu (se shodnými vlastnostmi, ale záporným elektrickým nábojem). Místo toho, aby dostal zvláštní jméno, byl jednoduše nazván antiproton (řecká předpona anti- znamená proti). Fyzikům se pak postupně dařilo objevovat další protějšky elementárních Částic, které teoreticky existovaly. Bylo jim dáno zobecňující pojmenování antičástice.
Antideuteron Ve třicátých letech našeho století začali fyzikové nabývat přesvědčení, že každá elementární částice má své dvojče (antičástici), která je jejím protějškem v některé z klíčových vlastností. Jako první z takových částic byl objeven pozitron, navlas se podobající elektronu - jen s tím rozdílem že má kladný elektrický náboj, odpovídající velikostí zápornému náboji elektronu. Pozitron je tedy vlastně antielektron. Stejně tak vedle protonu, který nese kladný elektrický náboj, existuje i antiproton, se zcela shodnými vlastnostmi vyjma toho, že jeho elektrický náboj je záporný. Neutron sice není elektricky nabit, zato však má magnetické pole zaměřené určitým směrem. Antineutron má magnetické pole směřující právě na opačnou stranu. Naše část vesmíru je tvořena téměř výhradně z těchto částic. Antičástice, které se získávají uměle v laboratořích, nebo které se objevují v kosmickém záření, záhy reagují se svými protějšky a zanikají. Kdyby se však octly v takové části vesmíru, v níž by se nacházely pouze antičástice, je téměř jisté, že by se spojily, podobně jako se spojují částice, a vytvořily by celé atomy a molekuly složené pouze z antičástic. Tak by vytvořily antihmotu. Je to pouhá teorie nebo pro to můžeme najít nějaký důkaz? Nejjednodušším způsobem spojení antičástic je spojení jednoho antiprotonu s jedním antineutronem. Spojení protonu s neutronem vytváří jádro podobné jádru atomu vodíku, které však je dvakrát hmotnější než u obyčejného vodíku (jeho atomové jádro obsahuje pouze jeden proton). Tento protononeutronový vodík nazýváme deuterium - podle řeckého slova znamenajícího druhý - protože jeho atomové jádro obsahuje ještě druhou částici. Samotné jádro, tedy kombinace protonu a neutronu, je nazýváno deuteron. Spojením antiprotonu s antineutronem by tudíž
mohl vzniknout anti deuteron. V roce 1965 se podařilo americkým fyzikům takové antideuterony poprvé získat a tím i poprvé vytvořit antihmotu, byť v nejjednodušší podobě.
Apendix Živé bytosti jsou doslova muzeem struktur, které nemají žádnou užitečnou funkci, ale reprezentují pouze zbytky orgánů, jež kdysi funkční byly. Člověk má např. malé kostičky, které byly kdysi součástí ocasu a nefungující svaly, které kdysi pohybovaly ušima. Tenké střevo ústí do tlustého střeva 5-8 cm'nad svým dolním koncem, který se tak stal slepou uličkou nazývanou caecum - slepé střevo (podle latinského výrazu caecus - slepý). Na konci slepého střeva je mnohem užší trubice dlouhá asi 8 -10 cm. Obecně se strukturám, které visí z části těla, říká apendixy (přívěsky), z latinských výrazů ad- (k) a pendere (viset). Zmíněná trubice či slepá ulička je právě tak dlouhá a úzká, aby připomínala červa, takže se jí říká také appendix vermiformis, z latinského vermis (červ) a forma (tvar), tedy „přívěšek ve tvaru červa". Tento orgán je však znám natolik, že se mu obyčejně říká jen apendix. Určitým druhům býložravců slouží slepé střevo jako velký skladovací prostor, v němž strava zůstává dotud než je rozrušena bakteriemi, takže ji živočich snáze stráví a vstřebá. Apendix u lidí a také opic (neobjevuje se téměř u žádných jiných živočichů) je zbytkem velkého slepého střeva a naznačuje, jak velmi blízkými předky byli pro ně býložravci. Apendix je prostě neužitečným zbytkem kdysi užitečného orgánu. Čas od času se však stane ještě čímsi horším. Dochází v něm k zápalu, a pak je ovšem třeba jej odříznout dříve, než začne svého vlastníka trápit nebo než ho dokonce zabije. Tomuto stavu se říká appendicitis (zápal slepého střeva); přípona -itis pochází z řečtiny a mívá význam zánět, zápal.
Argon Mezi železem a zlatem je jeden velmi důležitý rozdíl: železo reziví a rozpadá se, zlato nikoliv. Je to proto, že se železo slučuje s kyslíkem a vodními parami ze vzduchu, a tak vzniká rez; zlato se však s kyslíkem a většinou jiných látek slučuje pouze ve výjimečných podmínkách. Je to inertní, netečný prvek. Starověk měl po ruce jiné vysvětlení. Pro aristokraty bylo typické, že se oddělovali od ostatních lidí, družili se pouze se sobě rovnými. Čím vyšší šlechtic, tím méně sobě rovných nacházel - a podobně také zlato bylo „ušlechtilým" kovem. V roce 1894 objevil skotský chemik W. Ramsay plynný prvek, kterého je ve vzduchu obsaženo pouhé 1 % a který se s ostatními prvky neslučuje v žádném případě. Jeho atomy se dokonce neslučují ani mezi sebou. Je to jeden ze skupiny inertních neboli vzácných plynů. Ramsay nazval tento zvláštní plyn argon. Výraz pochází z řeckého a (ne) a ergon (práce) plyn je prostě příliš líný dát si práci s tím, aby se spojoval s jinými látkami. Staré pojetí aristokratičnosti však tehdy ještě přetrvávalo, a protože tady bylo něco ještě rezervovanějšího než samo zlato, začalo se argonu říkat také vzácný plyn. (Později se plynům tohoto typu říkalo inertní, protože se zdálo, že se s ničím neslučují; pak se ale přece jen podařilo připravit některé jejich sloučeniny a dnes se jim říká vzácné). V průběhu dalších čtyř let objevil Ramsay ve vzduchu další vzácné plyny, vesměs ještě vzácnější než argon. Bylo to hélium (už předtím objevené na Slunci), následoval neon (z řeckého slova neos - nový), krypton (z řeckého kryptos - skrytý) a xenon (z řeckého xenos - cizinec). Šestý a poslední člen vzácných plynů byl objeven až mnohem později a dostal název radon.
Arktida Osa, kolem níž se otáčí Země, má vzhledem k rovině zemské dráhy kolem Slunce sklon 66,5°. Každého 21. prosince, kdy je severní pól odkloněn přesně 113,5° od Slunce, zůstanou všechny body uvnitř území vzdáleného 23,5 zeměpisného stupně od pólu alespoň celý jeden den bez slunečního svitu. Ve stejné době je jižní pól skloněn 66,5° ke Slunci, takže všechny body uvnitř území vzdáleného 23,5 zeměpisného stupně od pólu se budou těšit přinejmenším celý den nepřetržitému slunečnímu svitu. A vždy 21. června, kdy je severní pól nakloněn ke Slunci, je situace obrácená. Postupujeme-li od rovníku směrem na sever, zdá se nám, že hvězdy na severní obloze stoupají. Nakonec se dostane nejvýraznější souhvězdí severní oblohy - Velký vůz (správněji Velká medvědice) v určitou noční dobu až do zenitu. Řekové proto hovořili o severu jako o arktickém kraji, neboť medvěd je řecky arktos; byl to kraj, kde nad hlavou byl na obloze medvěd. Jižní oblasti pak byly antarktické (řecké anti znamená proti). V moderním zeměpise se výraz arktický vztahuje k té části zemského povrchu, který leží uvnitř oblasti kolem severního pólu, ohraničené rovnoběžkou příslušející k 23,5° severní šířky, zatímco antarktické je totéž území kolem jižního pólu. Rovnoběžky, které tyto oblasti ohraničují se nazývají severní a jižní polární kruh. A navíc - ledem pokrytý světadíl ležící téměř zcela v jižní polární oblasti se jmenuje Antarktida. Velkou medvědici či Velký vůz nazývají astronomové také latinským pojmenováním Ursa major (z latinského ursus - medvěd a major - větší). Řecký název se však vrací při pojmenování nejjasnější hvězdy v souhvězdí Bootes -Pastýř, která leží v pokračování oje Velkého vozu a vypadá jako zářící oko, které vůz hlídá. Jmenuje se Arkturus, z řeckého arktos - medvěd a uros - stráž.
Asteroida Planeta je astronomické těleso, které obíhá kolem slunce. Existují však ještě tělesa obíhající kolem planet, jako například Měsíc obíhá kolem Země. Také většina ostatních planet má své měsíce. Od roku 1801 byly objeveny stovky drobných planet obíhajících kolem Slunce, a to vesměs po oběžných drahách ležících mezi Marsem a Jupiterem. Protože opravdu obíhaly okolo Slunce, byly to planety; jejich velikost však byla tak nepatrná, že se pro ně hledalo nějaké zvláštní pojmenování (největší z nich má v průměru asi 800 km). Nejčastěji se jim říká asteroidy (z řeckého aster - hvězda a přípony ~oei-des, která znamená mající tvar). Malé planety totiž při pozorování dalekohledem vypadají jako hvězdy, nemají typicky kotoučovitý tvar planet. Protože se však ve skutečnosti hvězdám vůbec nepodobají, dává mnoho lidí přednost označení planetoidy. Ale ani to není nejlepším označením, vždyť planetoidy jsou skutečně planety. A tak se jim často říká planetky - a to je snad to nejvýstižnější pojmenování. Drobná nebeská tělesa, která někdy vstupují do zemské atmosféry a shoří v ní, se nazývají meteory, podle řeckého slova meteoron - nebeský jev. Jestliže meteor v atmosféře úplně neshoří, je jeho část, která dopadne na zem, nazývána meteorit.
Astrochemie Mnoho galaxií, včetně té naší, obsahuje obrovské mraky plynu a prachu. Astronomové se o nich domnívají, že jsou tvořeny, podobně jako celý vesmír, atomy běžných prvků - hélia, vodíku, neonu, kyslíku, uhlíku a dusíku. Tyto atomy jsou ovšem v galaktických mracích rozptýleny velmi řídce. Vzhledem k tomu, že se navíc pohybují zcela chaoticky, dá se předpokládat, že se vzájemně střetnou jen velmi
zřídka. Astronomové proto ani nepředpokládali, že by kdy v galaktických mracích objevili nějaké sloučeniny. Přesto však ve třicátých letech našeho století ukázala analýza pohlcování světla těmito mraky, že v nich zřejmě existují malá množství sloučenin uhlíkvodík (CH) a uhlík-dusík (CN). Když se pak deset let nato začalo i s výzkumem rádiových vln přicházejících z mezihvězdného prostoru, dostal se astronomům do ruky ještě kvalitnější materiál. Například v roce 1963 prozradila analýza rádiových vln z některých mezihvězdných mraků přítomnost překvapujícího množství sloučenin kyslíku a vodíku (OH), hydroxylu. Už dvouatomové sloučeniny byly dost velkým překvapením. Zanedlouho se však začaly objevovat i sloučeniny tříatomové a na sklonku šedesátých let už se vědělo, že v galaktických mracích existují sloučeniny jako je voda (H20) a kyanovodík (HCN) či čtyřatomová molekula čpavku (NH3). V dalších letech byly objeveny i daleko složitější molekuly: formaldehyd (HCHO), kyselina mravenčí (HCOOH) a kyanoacetylén (HCCCN). Nejsložitější z dosud objevených molekul jsou šestiatomové sloučeniny me-tylalkohol (CH3OH) a formamid (NH2COH). Formamid je také prvním případem, kdy jedna molekula obsahuje atomy čtyř hlavních prvků - dusíku, vodíku, uhlíku a kyslíku. Jak tyto složité molekuly vznikají, astronomové dosud nevědí. Právě proto se začalo se soustavným studiem chemie řídkých plynných mraků v galaktických prostorách. Nová věda dostala jméno astrochemie.
Atmosféra Koule, sféra (z řeckého sfaira - míč) je těleso, jehož povrch se zakřivuje všemi směry stejnoměrně. Země má zhruba tvar koule, ne však úplně přesně: na pólech je naše planeta zploštělá, takže zakřivení je tam menší než na rovníku. Země je sféroid, ale běžně můžeme hovořit o kouli. Pevnou součástí Země je litosféra ( z řeckého lithos - kámen). Tři čtvrtiny litosféry pokrývá vrstva vody tvořící zemský oceán. Kdyby litosféra zmizela, oceány by tvořily jakousi dutou a neúplnou kouli. Hovoří se o nich jako o hydrosféře (z řeckého hydór - voda). Obal litosféry i hydrosféry je koule skládající se z plynu - atmosféra (z řeckého atmos - pára). Atmosféra směrem od Země rychle řídne, ale její řidší vrstvy sahají stovky kilometrů do výšky a ani tam zcela nekončí. Jak atmosféra řídne, mají její jednotlivé vrstvy různé vlastnosti a také různá pojmenování. Asi 75 % atmosféry sahá zhruba do výšky 11 km nad zemským povrchem. V její nejnižší vrstvě plují mraky, zuří bouře, odehrávají se v ní prostě všechny povětrnostní změny, které zažíváme. Je to troposféra (z řeckého tropos - změna). Přibližně dalších 16 km nad troposférou je vrstva vzduchu, která se nazývá stratosféra (z latinského sternere rozprostírat), snad proto, že podle starších představ se tam jednoduše a klidně rozprostírá vzduch. Několik set kilometrů nad stratosféru dosahuje ionosféra, nazývaná podle toho, že v ní vznikají vrstvy ionizovaného vzduchu, ionty, které se tvoří působením krátkovlnného slunečního záření. Konečně ve výši nad 500 km se rozprostírá exosféra (z řeckého exó ven) a ta tvoří vnější hranici atmosféry.
Atom Staří Řekové rádi uvažovali o podstatě světa, který je obklopoval. Výsledkem jejich úvah byly různé teorie, obvykle chybné, soudíme-li je podle toho, co dnes pokládáme za pravdivé. Nemýlili se však vždy. Například dva řečtí myslitelé Leukippos z Milétu a Démokritos z Abdér došli k závěru, že látky nelze dělit donekonečna. Usoudili, že nakonec budou částice látky tak malé, že už dál dělit nepůjdou. Existuje - říkali - celá řada takových částic a každá z nich vytváří jinou látku; skláda-jí-li se různými způsoby vznikají další, nové látky. Řecké slovo pro nedělitelný je atomos, a tak byly tyto částice nazvány atomy.
Teorie si nezískala mezi starými Řeky skoro žádné příznivce. Zato však byla vzkříšena po více než 2000 letech! V roce 1803 došel totiž britský chemik John Dalton k závěru, že fakta odhalená chemií - v té době ještě stále mladou vědou - lze nejlépe vysvětlit za předpokladu, že každý chemický prvek je tvořen malými, prostým okem i mikroskopem neviditelnými částicemi. Každý prvek má své charakteristické částice a podle toho, jak různě se skládají, je možné vytvořit všechny existující látky. Dalton pojmenoval tyto nedělitelné částice podle dávného řeckého vzoru - atomy. Tentokrát už se setkala atomistická teorie se všeobecným souhlasem. Kupodivu však lidé v roce 1896 odhalili, že atomy přece jen nejsou nedělitelné. Vědci se naučili atomy rozbíjet v laboratořích - a nyní závisí vlastně celá budoucnost člověka na tom, jakým způsobem se atomy štěpí, jak se skládají dohromady a jak dokáže člověk poznat a ovlivnit chování částic menších než atom. Přesto se však atom jmenuje dále nedělitelný.
ATP V roce 1905 zkoumali dva angličtí chemici A. Harden a W. J. Young účinky fosfátových iontů na některé enzymy a k svému úžasu zjistili, že se jim fosfátové ionty někam ztrácejí. Když se dali do jejich hledání, objevili je připojené k molekule cukru. A tak měli lidé poprvé příležitost zkoumat organické fosfáty. Ve dvacátých letech našeho století pak začalo být zřejmé, že organické fosfáty jsou nepostradatelné při získávání energie v živých tkáních. V roce 1941 zjistil americký chemik německého původu F. A. Lipmann, že některé sloučeniny s obsahem fosfátů mohou uvolňovat energii v neobyčejných množstvích. Dostaly název makroergické, tj. vysokoenergetické fosfáty. Štěpí-li se v těle molekuly potravy, účastní se zřejmě tohoto procesu i fosfátové skupiny. V jistých klíčových situacích dochází při tomto procesu k chemickým změnám a organické fosfáty se mění v makroergické fosfáty. Část chemické energie vázané v potravě se tak koncentruje ve fosfátových skupinách a tělo jich potom využívá až podle potřeby. Mezi makroergickými fosfáty je jeden, který nemá tolik energie jako ostatní. Hraje roli jakéhosi prostředníka. Vzniká přijetím fosfátové skupiny od makroergických fosfátů s větším obsahem energie a je schopen předat ji i s onou energií obyčejným molekulám. Protože tento fosfát plní svou úlohu téměř při každé reakci, při níž se spotřebovává energie, má pro tělo zjevně veliký význam. Sloučeninu, o které mluvíme, objevil ve svalové tkáni německý chemik K. Lohmann už v roce 1929, tedy dlouho předtím, než vědci tušili podstatu její role. Byla pojmenována adenozintrifosfát, protože ji tvoří adenozin (látka známá z tkání), k němuž se váží tři fosfátové skupiny v řadě. Když bylo objasněno, jaký význam tato skupina má pro využití energie a začalo se o ní mluvit příliš často, zkrátili jednoho dne chemici sedmislabičné slovo na pouhé iniciály ATP (neboť fosfát se anglicky nazývá phosphate).
Autoradiografie Fotosyntéza je patrně nejdůležitější soustavou chemických reakcí, které probíhají na Zemi. Zelené rostliny při ní využívají energie slunečního světla k přeměně kysličníku uhličitého a vody na látky vlastní tkáně. A na látkách z rostlinných tkání je vlastně závislý život všech živočichů. Je tedy pochopitelné, že se vědci snažili vždy proniknout do tajemství foto-syntetické reakce. Počet různých látek, jež se v rostlinách vyskytují, je však tak vysoký, že pomocí obvyklých metod nelze říci, co bylo dříve, co potom atd. V roce 1948 se pustil americký biochemik Calvin do řady pokusů zaměřených právě na chybějící detaily. Připravil si plán, při němž vystavoval buňky zelených rostlin na několik vteřin kysličníku uhličitému, který obsahoval také radioaktivní uhlík. Hned potom buňky
zahubil a fotosyn-tetickou reakci tak zastavil, takže proběhly jen její první kroky. Potom obsah buněk analyzoval a hledal pouze látky, obsahující radioaktivní atomy uhlíku. Mohl tak přesně určit, kudy se kysličník uhličitý do buněk dostal. Aby ovšem mohl Calvin takovou analýzu provést, musel buňky rozdrtit a jejich obsah rozpustit. Pak nechával roztok vsakovat do pórovitého filtračního papíru. Rychlost, jíž se rozdílné látky v roztoku vsakovaly do papíru, nebyla stejná, takže nakonec získal malá množství jednotlivých látek, každou koncentrovanou v určité oblasti filtračního papíru. Tomuto postupu říkáme papírová chromatografie. Calvin pak umístil pod tento filtrační papír citlivý film. Ty oblasti papíru, které obsahovaly látky s atomy radioaktivního uhlíku, film závojovaly. Tak se podařilo určit místa, do nichž se vsákly sloučeniny, které hodlal Calvin dál zkoumat. Proces, při němž radioaktivní sloučeniny označují samy svou přítomnost, se nazývá autoradiografie, což česky doslova znamená „vlastní záznam záření".
Auxin Rostliny jsou jednoduššími organismy než živočichové. Postrádají například nervy a svaly, které živočichům umožňují rychlý pohyb. Přesto se rostliny pohybují, i když jen velmi pomalu. Stonky a kmeny rostlin se tyčí nahoru a rostou proti přitažlivosti zemské; také se otáčejí za světlem. Rostliny to dokáží díky schopnosti rozdílného růstu. Předpokládejme například, že stonek je nějakým způsobem umístěn do vodorovné polohy. Buňky na dolní straně stonku v takovém případě budou růst a množit se rychleji než na horní straně, dolní strana se prodlouží a stonek se ohne opět vzhůru. A podobně, osvítíme-li stonek pouze z jedné strany, porostou buňky na zastíněné straně rychleji a stonek se bude otáčet za světlem. Tento růst je podněcován hormonem, organickou sloučeninou přirozeně vytvářenou rostlinami. Hormon se soustřeďuje právě v těch místech, kde rostlina potřebuje, aby rostla a tam růst podporuje. Protože takové hormony nacházíme pouze v rostlinách a ne u živočichů, nazývají se rostlinné hormony či fytohormony (předpona fyto- pochází z řeckého slova znamenajícího rostlinu). Rostlinné hormony poprvé přesně popsal ve dvacátých letech našeho století holandský botanik W. Went. Hormony, které zkoumal, byly pojmenovány auxiny, podle řeckého slova s významem zvětšit. Chemici později vytvořili syntetické sloučeniny s vlastnostmi podobnými auxinům. Lze jich využít v mnoha případech - abychom zabránili rostlinám jít do květu nebo aby ovoce zůstalo déle na větvích Či jindy k tomu, abychom získali plody bez jader. Nej častě ji je jich však využíváno k hubení plevele; ve velkých koncentracích totiž přetíží růstový mechanismus a rostlinu zahubí.
Avidin V roce 1916 získali dva holandští chemici látku, která je - jak se ukázalo - v nepatrných dávkách pro život nezbytná. Zjistili, že patří do skupiny vitamínů, které dohromady tvoří B-komplex (název vznikl podle prvního z členů této skupiny, vitamínu B. Je to ovšem pojmenování jen náhodné, mající za účel pouze jej odlišit od dalších vitamínů). Protože se zdálo, že nový vitamín se vyskytuje ve všech živých organismech, byl pojmenován biotin (odvozeno z řeckého výrazu pro život). Aby vyzkoušeli funkci nového vitamínu, pokusili se vědci živit laboratorní zvířata stravou, v níž by se biotin nevyskytoval. Téměř každý druh potravy však v sobě měl dost biotinu, aby to živočichům stačilo. Již v té době bylo známo, že dostávají-li pokusné krysy stravu s velkým obsahem syrového vaječného bílku, začnou trpět zvláštní chorobou, která byla nazvána nemocí vaječného bílku. Této chorobě lze předejít tím, že se krysám přidají do stravy některé další složky. V
roce 1940 pak biochemici prokázali, že to, co zabraňuje nemoci vaječného bílku, je bio-tin obsažený v přidaných potravinách. Zřejmě se cosi v syrovém bílku slučuje s biotinem a způsobuje jeho nedostatek. Ten je pak příčinou onemocnění. Když do stravy dodáme další dostatečné množství biotinu, k chorobě nedochází. Vzhledem k tomu, že zahřátím vaječného bílku se ničí jeho schopnost vázat biotin, začali vědci předpokládat, že tato neznámá látka je bílkovinou (neboť právě bílkoviny jsou na vyšší teploty citlivé). Nakonec byla tato bílkovina izolována a pojmenována avidin (z latinského avide - dychtivě, nedočkavě; to proto, že se tak dychtivě spojuje s biotinem). Avidin může být lidem sotva nebezpečný, protože málokdo dokáže sníst tolik syrových bílků, aby látky bylo dost k vyvolání nenormálních příznaků. A není ani známo, jakou funkci má avidin ve vaječném bílku. Rozhodně je však užitečný biochemikům; s jeho pomocí sestavují stravu postrádající biotin, kterou potřebují ke studiu funkce tohoto vitamínu.
Bakteriofág Viry, které jsou tak malé, že je není vidět obyčejným mikroskopem, jsou příčinou některých nejrozšířenějších nemocí: nachlazení, chřipky, spalniček, příušnic, neštovic atd. Známe také rostlinné viry, které napadají rostliny. Jedním z nich je virus tabákové mozaiky, s nímž se prováděly prvé pokusy a jenž byl také první izolován. Existují dokonce viry, které napadají bakterie a stávají se jejich parazity. V roce 1915 zpozoroval F. W. Twort jako první, že určité kolonie bakterií, které pěstoval, zprůsvitněly a poté jako by se vytrácely. Udělal-li z těchto bakterii výtažek, přefiltroval jej a přidal k normálním bakteriím, začaly ztrácet barvu i ony. Kanadský badatel F. H. ďHérelle, který pokračoval v roce 1918 v těchto pokusech, předpokládal při jejich průběhu existenci viru a nazval ho bakteriofág ( z řeckého fagein - jíst). Bakteriofág je tedy doslova „pojídač bakterií". Přesně to také odpovídá skutečnosti. Je zajímavé, že ačkoliv bakteriofágy cizopasí na jednoduchých jednobuněčných organismech, jsou větší a komplikovanější než většina virů, které napadají vícebuněčné rostliny a živočichy. Zmiňme se ještě o organismech, které patří svou velikostí mezi bakterie a viry. Podobně jako viry mohou růst jen uvnitř živé buňky, nikoliv v neživém prostředí jako bakterie. Jsou však dost velké, aby byly vidět obyčejným mikroskopem jako malá tělíska uvnitř napadených buněk. Nazývají se rickettsie po americkém lékaři H. T. Rickettsovi, který je objevil v souvislosti s chorobou zvanou horečka Skalistých hor. Dnes o nich víme, že jsou příčinou řady nemocí (především skvrnitého tyfu), a že je přenášejí živočichové jako např. klíšťata či vši. Po objevení účinných přípravků na hubení hmyzu, zejména DDT, se však lidé těchto nemocí do značné míry zbavili.
Balistika Hodíme-li nějakým předmětem, letí určitou dráhou, kterou ovlivňuje síla ruky a zemská přitažlivost. Tato dráha je trajektorií předmětu (z latinského trans - přes a iacere - vrhat), jinými slovy dráha, která vzniká, přeletí-li předmět z jednoho místa na druhé. Vržený předmět můžeme nazývat projektilem nebo střelou (latinská předložka pro znamená před nebo vpředu, takže projektil je něco, co je vrženo vpřed). Jsou-li projektily malé a jsou-li vrženy slabě, mohou být jejich dráhy celkem snadno odhadnuty, byť jsou nepřímé a zakřivené. Kdo takový projektil vrhá, může pohodlně zamířit správně: fotbalista by měl bez problémů zasáhnout míčem branku a také chlapec s prakem by se měl strefovat dost přesně. Když byla vynalezena děla a těžké kusy kamene nebo železa byly vystřelovány na dlouhé vzdálenosti, nebyl už odhad dráhy tak jednoduchý. Trajektorie bylo potřebné studovat
matematicky. Věda, která tak vznikla, byla nazvána balistikou (z řeckého ballein vrhnout). V úplném vzduchoprázdnu by měla střela letět po dráze dokonalé paraboly a bylo by snadné její trajektorii vypočítat. Jenže odpor vzduchu její let zpomaluje, kromě toho se tento odpor mění podle výšky střely nad zemským povrchem, podle rychlosti větru a dalších faktorů. Celé počítání je pak mnohem komplikovanější. Složitost balistiky nám bude ostatně rázem zřejmá, předstávíme-li si obrovské rakety nesoucí bomby - tzv. balistické střely vyvinuté v USA a v SSSR. Ty jsou vlastně „vrhány", na rozdíl od řízených střel, jež jsou vedeny rádiovými vlnami.
Barn Fyzikové vyvolávají nukleární reakce tím, že elementárními částicemi ostřelují hmotu. Když taková částice zasáhne atomové jádro, s největší pravděpodobností v něm dojde k nějakým změnám. Jestliže jádro mine, nestane se však vůbec nic. Přirozeně, že fyzikové nemohou částicemi přesně mířit, protože pracují s objekty příliš nepatrnými, než aby je bylo možno nějak zahlédnout. Mohou však použít mnoha částic najednou a doufat, že některé z nich se strefí. Počet zásahů dosažených daným proudem částic je závislý jednak na povaze částic, jednak na povaze cíle. Někdy dochází jen k několika málo zásahům: jako by atomové jádro bylo nesmírně malé a tudíž těžko zasa-žitelné. Jindy, v podobných podmínkách, je zásahů víc jádro se zdá v tomto případě větší. Fyzikové tedy mohli říci, že jádro, které je v určitých podmínkách snadno zasažitelné, má velký jaderný účinný průřez. Naopak jádro, které lze zasáhnout těžko, bude mít jaderný účinný průřez malý. Pojmy „malý" a „velký" jsou zde ovšem relativní. Nejsnadněji za-sažitelná jádra mají totiž účinný průřez „velký" kolem 10"M cm2. Znamená to, že by bylo zapotřebí bilion bilionů těchto jader, aby pokryla plochu čtverečního centimetru. V roce 1942, kdy američtí atomoví badatelé pracovali na konstrukci atomové bomby, nechtěli o své práci mluvit příliš otevřeně. Bombardovali tehdy atomová jádra uranu neutrony za podmínek, které měly umožňovat co nejvíc zásahů jader. Pokus prováděli dva mladí fyzici M. G. Holloway a C. P. Baker, kteří, když konečně dosáhli úspěchu, prohlásili, že teď se zdá atomové jádro uranu „velké jako stodola" anglicky barn. Právě z tohoto důvodu byla plocha 10"24 cm2 nazvána barn. Po nějakou dobu se názvu používalo opravdu z důvodů utajení; ten, kdo slovo zaslechl, si přece nemohl spojovat stodolu s atomovou bombou. Později však bylo pojmenování přejato na celém světě jako řádné označení jednotky jaderného účinného průřezu. Do mezinárodní soustavy jednotek však nebyl barn zařazen.
Barnardova hvězda Už v roce 1718 dokázal anglický astronom E. Halley, že hvězdy se pohybují. Jsou však od nás tak daleko, že může trvat celá staletí, než je vůbec možno tento pohyb nějak zaznamenat. Jediné hvězdy, jejichž pohyb lze relativně snadno zjistit, jsou tedy ty, které od nás nejsou příliš vzdálené. V roce 1916 zpozoroval americký astronom E. Barnard nevýraznou hvězdu v souhvězdí Hadonoše (tak málo jasnou, že ji bez dalekohledu není možno zahlédnout), která se pohybuje rychleji než všechny ostatní. Za 180 let překoná na obloze vzdálenost přesahující průměr Měsíce. Je to vlastnost natolik neobyčejná, že se díky jí stala jednou z mála hvězd nesoucích jméno svého objevitele - říkáme jí Barnardova hvězda. Důvodem jejího rychlého pohybu je právě nepatrná vzdálenost, která ji dělí od Země, pouhých šest světelných let. Jen Alfa Centauri je k nám blíž. V roce 1943 bylo také pozorováno, že pohyb některých hvězd, právě těch nejméně vzdálených, je trochu vlnivý. Jedinou logickou příčinou tohoto jevu může být gravitační
vliv velké planety obíhající kolem ní. Jestliže lze zvlnění zaznamenat ze vzdálenosti několika světelných let, musí být dost značné - to znamená, že hvězda musí být menší než naše Slunce a planeta větší než Jupiter. V roce 1963 byl tento kolísavý pohyb zaznamenán i u Barnardovy hvězdy. O šest let později usoudil americký astronom P. van de Kamp, že kolísání je nejspíše způsobeno vlivem dvou planet, jedné poněkud větší než Jupiter, druhé menší. Bylo to vůbec poprvé, kdy nějaká hvězda (vyjma Slunce) prokázala známky toho, že kolem ní obíhá víc než jediná planeta. Přitom planety Barnardovy hvězdy (má-li van de Kamp pravdu) jsou nejmenší, které dosud byly vně naší sluneční soustavy zjištěny.
Barometr Zkuste strčit stéblo slámy do vody a sát - hladina vody v něm začne stoupat, dokud nedosáhne horního konce stébla. Kdyby však vaše stéblo bylo dlouhé přes 10 metrů a vztyčené kolmo vzhůru, nebylo by vám nic platné sebesilnější sání jakoukoli mechanickou pumpou. Voda by prostě až k vrcholu nevystoupila. Hloubal nad tím už italský fyzik G. Galilei, ale na správné řešení nepřišel. Galileův žák E. Torricelli začal uvažovat o tom, zda vodu zdvíhá vzhůru opravdu tah sání. Není to tlak vzduchu, který působí na hladinu vody ve studni nebo na hladinu nádoby, z níž se voda nasává nebo pumpuje? Když sloupec vody dosáhne takové výše, že tlak jeho vlastní váhy na hladinu vody ve studni je stejný jako tlak váhy atmosféry, nemůže už vystoupit výše - uvažoval Torricelli. Vyzkoušel to v roce 1643. Použil při tom rtuť, která je 13,5krát těžší než voda. Předpokládal proto, že přibližně třičtvrtěmetrový sloupec rtuti vyvine stejný tlak jako desetimetrový sloupec vody. Torricelli naplnil metrovou trubici rtutí, otevřený konec zakryl palcem, který dal pryč až v nádobce s rtutí, do níž otevřený konec trubice zastrčil. Když palec odstranil, začala rtuť klesat, dokud sloupec nestál asi třičtvrti metru nad hladinou rtuti v misce. Pak se zastavil. Tlak vzduchu jej držel právě v této výšce - a v žádné jiné. Zbývajícího čtvrt metru nad rtutí v trubici bylo vakuum, z latinského vacuus prázdný, a bylo to první skutečné vzduchoprázdno, které dokázal člověk vytvořit. Dodnes se proto vakuum vyvolané tímto způsobem nazývá Torricelliho vakuum. V roce 1648 vzal francouzský matematik B. Pascal trubici s rtutí do hor. Jak stoupala nadmořská výška, bylo nad zemí stále méně a méně vzduchu. Protože se zmenšila jeho váha, byl také jeho tlak menší než na mořské hladině - takže se sloupec rtuti snižoval. Podobné rtuťové sloupce jsou používány dodnes pro měření tlaku vzduchu. Říká se jim barometry, z řeckého baros - váha a metrein - měřit. Barometry tedy „měří váhu" vzduchu a tím i jeho tlak. K měření tlaku vzduchu se používá také kovové krabičky ve tvaru disku s tenkým víčkem, duté a vzduchoprázdně. Vnější vzduch tlačí na tenké víčko a tiskne je dovnitř. Čím větší je tlak, tím víc je víčko tlačeno dovnitř a naopak. Pohyb tenké plošky kovu není nijak velký, ploška je však uvnitř napojena na systém pák, které pohyb znásobují a přenášejí na svinutou pružinu pohybující ručičkou vně krabičky. Ručička pak ukazuje tlak vzduchu podle toho, jak odpovídající tlak vzduchu plechové víčko posune. Protože takovýto barometr neobsahuje kapalinu, je nazýván aneroid, z řeckého a označujícího zápor a neros - vlhký. Je to tedy „ne mokrý" barometr. A protože tlak vzduchu klesá se stoupající výškou, může nám ane-roidní barometr říci, jak vysoko nad hladinou moře jsme. V takovém případě se přístroj stane výškoměrem.
Baryon Kolem roku 1890 se fyzikové dali do zkoumání záření, vznikajícího při průchodu
elektrického proudu vzduchoprázdnem. Zjistili, že toto záření se skládá z malých částic, mnohem menších než atomy. Částice, které dostaly název elektrony, přenášejí záporný elektrický náboj. Potom se ukázalo, že elektrony jsou součástí všech atomů. Atomy jsou však elektricky neutrální. Jestliže tedy obsahují elektrony, musí také obsahovat částice, jež nesou kladný elektrický náboj, aby záporný náboj elektronů vyrovnaly. Začal tedy hon na kladně elektricky nabité částice. V dalších letech byly tyto částice skutečně objeveny a zkoumány. Zjistilo se, že mají mnohokrát větší hmotu než elektrony. Nejmenší z kladně nabitých částic, jež byla tehdy objevena, je dokonce 1836krát těžší než elektron. V roce 1914 usoudil anglický fyzik novozélandského původu E. Rutherford, že tato kladně nabitá částice tvoří téměř všechnu hmotnost látky. Rutheford ji tedy nazval proton* podle řeckého slova prótos - první. Prohlásil také, že nejmenší z atomů, atom vodíku, je tvořen jedním protonem a jedním elektronem s přesně vyváženými opačnými náboji. V roce 1930 byla objevena další těžká částice, s téměř stejnou hmotou jako proton. Objevil ji anglický fyzik J. Chadwick. Nazval ji neutron, protože je elektricky neutrální. Skutečnost, že proton i neutron mají mnohem větší hmotnosti než elektron, je velmi důležitá. Proton a neutron jsou v atomovém jádru v samém středu atomu, kde je proto soustředěna téměř celá jeho hmota. Lehký elektron zůstává ve vnějších vrstvách. Také způsob, jímž těžké částice reagují, je zcela odlišný od chování lehkých elektronů. Z tohoto důvodu jsou těžké částice, včetně protonu, neutronu a dalších od té doby objevených, zahrnovány pod pojem bary ony - z řeckého slova barys - těžký.
Batyskaf Největší překážkou, která stojí člověku v cestě při pronikání do hlubin oceánů, je nesmírný tlak, daný váhou kilometrů vody. Ani v nejdokonalejším potápěčském obleku se člověk nemůže potopit hlouběji než do 200 metrů. Ve třicátých letech našeho století navrhl americký přírodovědec Ch. W. Beebe kulovité plavidlo se silnými stěnami a okénky z křemenného skla, v němž by se člověk případně mohl ponořit bezpečně i do velkých hloubek. Beebe svůj přístroj nazval batysféra. Předpona baty- je odvozena z řečtiny a znamená hluboký, takže Beebův přístroj je doslova „koule do hlubin" nebo „hlubinná koule". V roce 1934 se Beebe ve své batysféře ponořil do hloubky asi 900 metrů a v roce 1948 dosáhl jeho spolupracovník Otis Benton hloubky 1400 metrů. Benton ovšem batysféru trochu upravil a nazval bentoskop (odvozeno rovněž z řečtiny - nahlížet do mořských hlubin). Batysféra ani bentoskop však nebyly pohyblivé ani řiditelné. Proto v roce 1947 navrhl švýcarský fyzik A. Piccard batysféru, upevněnou pod řiditelnou nádrží naplněnou benzínem: protože benzín je lehčí než voda, nádrž batysféru nadlehčuje a umožňuje jí potápět se pomalu. Plavidlo vedle toho neslo i zátěž ze železných kuliček, jež bylo možno odhazovat a pomalu - opět díky benzínové nádrži - stoupat vzhůru. Elektricky poháněné lodní šrouby zajišťovaly pohyb podmořského plavidla vodorovným směrem. Piccardovo plavidlo dostalo název batyskaf (loď hlubin). V roce 1960 sestoupil vynálezcův syn J. Piccard spolu s americkým námořním důstojníkem D. Walshem v batyskafu Trieste (Piccardové jej postavili a prodali americkému námořnictvu) na dno Mariánského příkopu v západní části Tichého oceánu, což je nejhlubší místo ze všech světových oceánů. Dostali se do hloubky téměř 11 kilometrů, pak se bezpečně vrátili na hladinu. A tak se staly oceány i se svými hlubinami přístupné lidskému poznání.
Benzen
V Indonésii roste strom zvaný benjoin, česky benzovník. Jeho název -pochází z arabského
výrazu lubanjami - javanské kadidlo. Aromatická pryskyřičná hmota získaná z kůry tohoto stromu se jmenuje benzoe a používá se v kosmetice a potravinářství. Kyselina, která se dá z této pryskyřice snadno získat, je kyselina benzoová. V roce 1834 převedl německý fyzik a chemik E. Mitscherlich kyselinu benzoovou na uhlovodík a pojmenoval jej benzin. Jiný německý chemik J. Liebig však namítal, že přípona -in se užívá pro sloučeniny obsahující dusík, jenž se v této látce nevyskytuje. Navrhoval proto jméno benzol, kde přípona -ol měla naznačovat 61 - německy olej. Liebig byl velmi vlivným chemikem a jeho návrh se v Německu udržel do dnešního dne. Přes všechnu úctu k Liebigovi však jeho název není dobrý. Koncovky -ol používají totiž chemikové pro alkoholy a tím benzol není. Ve většině zemí se proto vžil název benzen, který je asi nejvhodnější, protože -en byla a je koncovka vyhrazená pro určité uhlovodíky. Benzen byl však objeven dávno před Mitscherlichem. Už v roce 1825 izoloval M. Faraday trochu benzenu ze zbytků svítiplynu a nazval jej „uhličitý vodík" (carburetted hydrogen). V roce 1837 navrhl francouzský chemik A. Laurent nový název feno, podle řeckého phainein - svítit. Chtěl tím zdůraznit skutečnost, že tato sloučenina byla objevena v něčem, co svítilo. Tento název pro benzen se sice neujal, ale jestliže se benzenová molekula váže k jiné kombinaci atomů, hovoříme o fenylové skupině. Laurent se tedy prosadil alespoň napůl. Ba dokonce benzenová molekula, k níž je připojena hydroxylová skupina, se nazývá fenol. Koncovka -ol je v tomto případě na místě, protože fenol je druh alkoholu.
Berylióza S rozvojem techniky je člověk stále víc vystavován nebezpečím, jež dříve neexistovala. Například ještě v minulém století neměl člověk v podstatě příležitost setkat se s koncentrovanými zdroji ionizujícího záření, jako jsou rentgenové nebo gama paprsky. Nesetkal se ani s různými syntetickými organickými sloučeninami, které v přírodě neexistují a byly vyrobeny až v chemických laboratořích. O některých z nich dnes bezpečně víme, že přispívají ke vzniku rakoviny. Požadavky techniky si také vynutily nebezpečně vysoké koncentrace látek, které se v přírodě sice vyskytují, avšak pouze v malých množstvích nebo v poměrně neškodné formě. V polovině třicátých let byla vyvinuta fluorescenční světla, pro něž bylo zapotřebí luminoforů (z latinského výrazu pro světlo a řeckého slova s významem nosič) a která po absorpci ultrafialových paprsků vydávají viditelné záření. Vnitřní stěny fluorescenčních trubic se prostě pokrývaly luminofory - jedním z nich je i sloučenina obsahující lehký kov berylium. V roce 1946 byl zjištěn mezi dělníky pracujícími na výrobě fluorescenčních lamp vzrůstající počet případů podivného onemocnění, postihujícího plíce. Jeho symptomy se objevovaly i měsíce a dokonce léta poté, co pacient přestal s fluorescenčními světly pracovat. Onemocnění končilo většinou smrtí. Brzy se přišlo na to, že příčinou je právě ona sloučenina berylia. Krátce poté byla vyškrtnuta ze seznamu používaných materiálů. Tím bylo odstraněno vážné nebezpečí, jimž byli ohroženi nejen lidé pracující při výrobě fluorescenčních světel, ale i ten, kdo lampu náhodou rozbil a nadýchal se vzniklého prachu nebo se pořezal o okraje rozbitého skla. Choroba, která nás dnes už neohrožuje, se nazývá berylioza. Přípona -óza pochází z latinského -osis a v lékařství se běžně používá pro označení patologického stavu.
Big Bang - Velký třesk Jak vznikl vesmír? Jednu z mnoha možných odpovědí na tuto otázku naznačil ve dvacátých letech našeho století americký astronom E. P. Hubble, který si všiml, že daleké galaxie se od nás systematicky vzdalují - jako by se vesmír rozpínal. Díváme-li se na pohyb vesmíru zpětně - jako kdybychom si pustili pozpátku film - máme
dojem, že se vesmír nakonec musí smrštit do tvrdého centra. Upozornil na to v roce 1927 belgický matematik G. H. Lemait-re a vyslovil domněnku, že vesmír možná byl na počátku svého vývoje malým a velmi hutným „kosmickým vajíčkem", jež explodovalo - a teprve tak vznikl vesmír, který známe dnes. Z částí původní hmoty vznikly galaxie, které se v důsledku tohoto nepředstavitelně mohutného výbuchu dodnes od sebe vzdalují, i když ke všemu došlo před mnoha a mnoha miliardami let. Lemaítrovu hypotézu dál rozpracoval americký fyzik ruského původu G. Gamow. Propočítal teploty v pozůstatcích tohoto výbuchu a odvodil, jak rychlé mohlo být jejich klesání a jak se počáteční energie mohla změnit v elementární částice, jednoduché a nakonec i složitější atomy. Když Gamow o tomto prvním velevýbuchu uvažoval, nazval jej - a spolu s ním i celou svou hypotézu - teorií Big Bangu - česky Velkého třesku. Název se ujal. Teorie Velkého třesku ovšem dlouho zůstávala pouhou teorií. Teprve v roce 1956 zjistili dva američtí radioastronomové Arno A. Penzias a R. W. Wil-son, že po celé obloze lze pozorovat jakési základní radiové záření. Zdá se, že jsou to zbytky záření po obrovské explozi, které stále ještě, i po mnoha miliardách let, přetrvávají. To je dnes nejsilnější argument na podporu teorie Velkého třesku.
Bioastronautika Když člověk dokázal vypustit na oběžnou dráhu kolem Země první družice, zatoužil po cestě do vesmíru i on sám. Rozvoj výzkumu vesmíru je přece bez cestování člověka nejen za hranice atmosféry, ale i k jiným světům nemyslitelný. Zda je to ovšem možné, člověk ještě nevěděl. Cesta do vesmíru se přece mohla na lidském organismu odrazit dosud neznámými nápory. Co například obrovské zrychlení, k němuž docházelo při startu družice na oběžnou dráhu? A co vliv beztížného stavu, co nabité částice a tvrdé záření (o vysokých energiích), které ve vesmíru působí přímo, zatímco atmosféra je pohlcuje a jen výjimečně mu dovolí zasáhnout živé organismy na zemském povrchu? Otázek, na které člověk dosud neznal odpověď, bylo však ještě víc. Jak zachovat uvnitř kosmické kabiny nezbytné životní podmínky? Jak v ní udržet čistý vzduch, jak má být člověk v kabině živen, jak se má zbavovat výměšků? Tohle všechno spadá do oblastí, které nazýváme kosmická biologie a kosmické lékařství. Můžeme je však pojmenovat (a také tak činíme) mnohem oficiálněji - bioastronautika či biokosmonautika. (Výraz má původ v řečtině - zhruba život při kosmických cestách.) Bioastronautická bádání začala kupodivu na povrchu Země - například vlivy zrychlení na životní funkce lze zkoumat při rychlých otáčkách na centrifugách. Později však nový vědní obor vstoupil i tam, kam patří - do vesmíru. Už druhá družice, která se octla na oběžné dráze (Sputnik II. vypuštěný v Sovětském svazu v listopadu 1957) nesla na palubě psa, jehož reakce během letu sledovaly a zaznamenávaly vědecké přístroje. Od té doby bylo na oběžné dráze kolem Země mnoho lidí, někteří z nich strávili ve vesmíru dokonce celé týdny, aniž by se jim cokoli stalo, jiní zase dosáhli povrchu Měsíce a zcela zdrávi se vrátili zpět. Totéž platí i o jediné ženě vyslané do vesmíru, sovětské kosmonautce V. Těreškovové. Ta se dokonce později vdala za muže, který byl rovněž ve vesmíru a mají spolu zdravé dítě.
Biologické hodiny Ačkoliv je člověk v organizované společnosti téměř neustále vázán časem a nikdy si nepřestává být vědom důležitosti hodin, není na nich tak zcela závislý. I bez hodinek pozná, že je čas jíst, protože dostane hlad nebo že je čas jít spát, protože je ospalý. Je mnoho lidí, kteří dokonce dokáží vstát v určitou dobu, kdy potřebují, aniž by jim musel
zvonit budík. Uvnitř organismu dochází k pravidelně se opakujícím změnám, které způsobují, že dostáváme hlad nebo se cítíme ospalí a které nás uvědomují o běžícím čase. Takové pravidelné cykly jsou příkladem biologických hodin. Co spouští tyto biologické hodiny? Mimo jiné množství pevných cyklů, které existují vně organismu: změny světla a tmy, přílivu a odlivu, ročních dob se suchem a dešti, teplem a chladnem. Pro živé organismy je užitečné přizpůsobovat se těmto změnám. Jestliže třeba určitý tvor nalezne nejlépe potravu v noci v teplém období, může ve dne spát nebo v zimě upadat do dlouhého zimního spánku. Jestliže klade vejce do písku na mořském břehu, pak je pro něj nejvýhodnější udělat to za největšího přílivu a ten bývá při měsíčním úplňku. Těmto přírodním rytmům se přizpůsobují dokonce rostliny, takže ve slunečním žáru stáčejí listy, kvetou a nesou plody ve vhodných obdobích atd. Všechny tyto jevy jsou nepochybně dány základními molekulárními změnami uvnitř organismů, k nimž došlo během dlouhého vývoje. V poslední době se biologové zabývají studiem těchto „vnitřních hodin" organismů se stále větším zájmem. Nejsilnějším z rytmů je samozřejmě střídání dne a noci spojené se střídáním teplého světla a chladné tmy. Je tedy mnoho cyklů, jež se mění právě v časovém úseku jednoho dne. Protože se latinsky „asi den" řekne circa dies, říká se těmto denním vzestupům i poklesům životních funkcí cirkadiální rytmy. Cirkadiální rytmy lze těžko ignorovat. Tak třeba lidé, kteří podnikají dlouhé cesty tryskovými letadly, čas od času zjišťují, že jejich cirkadiální rytmus vypadl z daného řádu určeného místem Slunce na obloze a mají pak značné potíže s jeho úpravou.
Bionika Mnoha výsledků, kterých se dnes člověk pokouší dosáhnout pomocí strojů, dosáhly živé organismy cestou zkoušek a omylů v průběhu miliard let. „Vynálezy" živé přírody však nejsou pro stroje vždycky nejvhodnějšími vzory. Jen si vzpomeňme, kolik zbytečného času vyplýtvali třeba lidé, když chtěli napodobit ptáky a snažili se zkonstruovat létající stroje s mávajícími křídly. Podívejme se však třeba na pokožku delfína. Delfíni plují rychlostí, která by vyžadovala pohon o výkonu asi 1,8 kilowattu, kdyby voda kolem jejich těla proudila stejným způsobem jako kolem plavidla stejné velikosti. Voda však plyne kolem jejich těl bez víření - právě díky zvláštním vlastnostem jejich pokožky. Kdybychom tyto vlastnosti dokázali napodobit na bocích lodí, mohli bychom podstatně zvýšit jejich rychlost a přitom ještě snížit spotřebu paliva. Americký biofyzik J. Lettvin zase podrobně zkoumal sítnici žabího oka pomocí malých elektrod, které zasunul do jejích očních nervů. Zjistil tak, že sítnice žáby má pět různých druhů buněk, které reagují: (1) na náhlé změny osvětlení v jednotlivých bodech obrazu; (2) na tmavé zakřivené plochy; (3) na rychlý pohyb; (4) na slábnoucí světlo; (5) na vodní modř. Vše dohromady vytváří vidění, jež je pro žábu neobyčejně výhodné. Jestliže by umělá čidla dokázala provádět podobné „triky", bylo by jejich využití mnohem širší, než tomu dosud je. V kostce se dá říci, že technika se dnes snaží přenést některé prvky biologických systémů na umělé elektronické přístroje. V roce 1960 americký fyzik J. Steele zkrátil trochu zdlouhavý termín biologická elektronika, jímž se tato snaha označovala, na výraz bionika. Konečným cílem bioniky je vlastně vynalézt a zkonstruovat zařízení, které by dokázalo napodobit funkci lidského mozku. Je to obor, který se snaží uskutečnit dávný sen - vytvořit robota. Mimochodem - slovo robot vymyslel český spisovatel a malíř Josef Čapek a jeho bratr Karel je použil poprvé ve své divadelní hře R.U.R. Odtud se slovo rychle rozšířilo do všech světových jazyků.
Botulismus Clostridium botulinum patří mezi dost běžné baktérie. Clostridium znamená latinsky malé vřeteno, jemuž se bakterie tvarem podobá a botulinum označuje klobásu - v nich totiž bývá bakterie občas nalézána. Clostridium botulinum řadíme do anaerobních bakterií (výraz z řečtiny, znamenající žít bez vzduchu), protože dokáže žít bez přítomnosti kyslíku. Ve špatných životních podmínkách kolem sebe vytváří, jako mnoho jiných bakterií, neprostupnou blánu a stane se sporou. Uvnitř spory pak bakterie může přežít i velmi nepříznivé podmínky. V okamžiku, kdy se podmínky změní k lepšímu, začne bakterie znovu aktivně žít. Konzervujeme-li potraviny, musíme výrobek po pevném uzavření určitou dobu vařit. Abychom si byli jisti, že všechny bakteriální spory byly zahubeny, musí var trvat alespoň půl hodiny. Běžná bakterie nemůže žít v konzervě, v níž není vzduch, protože je tam také nedostatek kyslíku. Clostridium botulinum však žádný kyslík nevyžaduje, a jestliže její spory přežijí var, stanou se v konzervě opět aktivní. Rostou a uvolňují botu-lotoxin či botulin (jednu z nejjedovatějších látek, které svět zná, jejichž několik dekagramů, pečlivě rozmístěných, by mohlo otrávit veškeré obyvatelstvo Země). Když někdo pozře stravu obsahující botulin, začne se jed pomalu vstřebávat a pak zasáhne určité nervy. Svaly částečně ochrnou, nejprve ty, které pohybují očima a svaly krku, takže lidé postižení botulismem najednou zjišťují, že nejsou schopni zaměřit na něco očima a špatně mluví. Potom postiženému ochrnou hrudní svaly a to už je fáze, v níž nemoc zabíjí, protože nemocný ztrácí schopnost dýchat.
Bróm Jen málo chemických látek je pojmenováno podle své vůně v porovnání s tím, kolik jich získalo jméno podle své barvy. Několik případů však přece existuje. V roce 1824 studoval mladý francouzský chemik A. J. Balard krystalickou látku, kterou získal při odpařování mořské vody. Všiml si, že když k ní přidá jisté chemikálie, objeví se hnědé zabarvení. Zkoumal tento jev dál - a objevil nový prvek, jeden z mála, které jsou při normální teplotě tekuté. Má tmavě červenou barvu a výrazně zapáchá, podobně jako chlór nebo jód, jenže ještě intenzivněji. Balard navrhoval, aby byl prvek nazván muride, z latinského muria - slaná voda. Název se však nevžil. Místo toho byl prvek pojmenován bróm, z řeckého bromos - zápach. Pravda je ovšem taková, že mnoho chemických sloučenin zapáchá daleko hůř než nevinný prvek, který musí nést tak hanebné jméno. V roce 1839 - abychom si vzali jiný příklad - objevil německý chemik Ch. F. Schónbein plyn, z něhož se vyklubala nová forma kyslíku (obyčejný kyslík má molekulu složenou ze dvou atomů, nový plyn měl v molekule tři atomy). Tento tříatomový kyslík měl nápadnou vůni a Schónbein jej nazval ozón, podle řeckého slova ozein - vonět. A ještě před těmito dvěma objevy se stalo cosi podobného. V roce 1803 objevil britský chemik S. Tennant při práci se surovou platinou černý kovový prášek, který zůstal po rozpuštění platiny ve směsi různých kyselin. Když prášek prozkoumal, objevil dva nové prvky. Jeden z nich se slučoval s kyslíkem a i v malém množství silně zapáchal. Objevitel tedy pojmenoval prvek osmium, podle řeckého osmé - pach.
Bublinková komora Ještě pěkných pár let po druhé světové válce se dráhy elementárních částic sledovaly především pomocí mlžné komory, vynalezené v roce 1911 Ch. T. R. Willsonem. Vzduch v této komoře je nasycen vodní párou.
Částice, prolétající skrze komoru, vyrážejí z atomů, s nimiž se srazí, elektrony a tím vytvářejí elektricky nabité ionty. Kolem těchto iontů se soustřeďují drobounké vodní kapky, které vytvářejí viditelné stopy drah částic. Z těchto drah je pak možné dozvědět se leccos o samotných částicích. Vzduch ovšem obsahuje poměrně málo atomů. Částice se proto v mlžné komoře srážely jen občas a jejich stopy byly většinou příliš slabé. Mnoho z rychle probíhajících dějů se pak propáslo a ani detaily drah pomalejších částic nebyly zpravidla jasné. Kapaliny jsou hustší než plyny. Urychlená částice by tedy v kapalině zasáhla mnohem víc atomů než v plynu. Jenomže jak kapaliny využít? V roce 1952 klábosil jednoho dne americký fyzik D. A. Glaser se svými přáteli a pozoroval při tom sklenici piva, kterou držel v ruce. Zaujaly ho bublinky v pivu; daly by se přece sledovat stejně dobře jako kapičky vody ve vzduchu. Dejme tomu, že bychom nějakou kapalinu zahřáli až k bodu varu a přitom ji uzavřeli pod vysokým tlakem, aby nezačala vřít. Částice letící kapalinou v tomto stavu budou vytvářet ionty, kolem nichž dojde k nepatrnému varu. Na okamžik bychom v takovém místě mohli zahlédnout - ale především fotografovat - bublinky, které částice po sobě zanechají. A tak, ještě než skončil rok 1952, zkonstruoval Glaser první bublinkovou komoru. Zpočátku použil jako kapaliny éteru, pak však začal využívat tekutý vodík za neobyčejně nízkých teplot, při nichž byla účinnost metody největší a stopa nejjasnější. V bublinkových komorách je možné pozorovat i velmi rychlé interakce částic a nejpřesnější podrobnosti jejich drah.
Cefeidy Cefeus byl v řeckém bájesloví králem Etiopie, jehož dceru Andromédu zachránil řecký hrdina Perseus před mořským netvorem. Protože Řekové s oblibou pojmenovávali nebeské úkazy podle mytologických postav, najdeme na obloze i souhvězdí Cefeus (ovšem mlhovinu v Andromédě a souhvězdí Perseovo také). Jasnější hvězdy každého souhvězdí pak jsou pojmenovávány písmeny řecké abecedy v pořadí od nejjasnější. A protože delta je čtvrtým písmenem řecké abecedy, nese i čtvrtá nejjasnější hvězda souhvězdí Cefeus jméno Delta Cefei. Tato Delta Cefei je pozoruhodná hvězda: její jasnost se zcela pravidelně mění v intervalu dlouhém 5,37 dne. Později se ukázalo, že i jiné hvězdy přidávají a ubírají jasu podobným způsobem, pouze délka periody je jiná a pohybuje se mezi dvěma až čtyřiceti pěti dny. Dnes se proměnným hvězdám tohoto typu říká cefeidy. V roce 1912 se cefeidy dostaly neočekávaně do středu pozornosti. Americká astronomka H. S. Leavittová totiž dokázala, že perioda proměnlivosti je v těsné závislosti na množství světla, jež hvězda vyzařuje (tzv. svítivost). To znamená, že z délky periody lze odvodit, jakou svítivost cefeida má a z této hodnoty pak určit její vzdálenost od Země. Právě díky studiu cefeid mohl americký astronom H. Shapley poprvé odvodit, jak rozlehlá je naše galaxie: její nejvzdálenější body jsou od sebe asi 100 000 světelných let. Shapley také zjistil, že sluneční soustava není vůbec ve středu galaxie, jak se do té doby soudilo, ale přes 30 000 světelných let směrem k okraji. Podobným způsobem bylo také možno propočítat vzdálenosti některých objektů vně naší galaxie. Například Mraky Magellanovy jsou od nás vzdáleny 150 000 světelných let.
Celuloid Ačkoliv jsou herny často líčeny jako místa, kde povaleči utrácejí svůj čas a odkud může vzejít jen málo dobrého, stala se přesto hra zvaná kulečník příčinou důležitého chemického objevu. Kulečníková koule, jak vědí všichni znalci, musí být tvrdá, pružná, naprosto stejné skladby a s vysokým leskem. Pro tento účel je ideálním materiálem slonovina, hmota ze sloních klů.
Na světě je vsak věru spousta věcí, které je možné opatřit snadněji než sloní zuby. A tak byla v roce 1860 vypsána cena na objev náhražky, která by svými vlastnostmi odpovídala slonovině pro kulečníkové koule. Angličan A. Parkes již dříve objevil, že přidáme-li kafr k nitrocelulóze, stane se směs tvárnou, plastickou a může být formována do žádaného tvaru. Kafr je tedy příkladem změkčovadla, látky zlepšující tvárnost plastických hmot. Americký vynálezce J. W. Hyatt studoval tento produkt reakce kafru s nitrocelulózou, který Parkes pojmenoval xylonit. Navíc ovšem zkonstruoval praktické zařízení na výrobu xylonitových kulečníkových koulí a v roce 1870 získal vypsanou cenu. Hyatt nazval hmotu celuloid. Tak se stalo, že kulečník má zásluhu na praktickém využití první umělé plastické hmoty. Závažným nedostatkem celuloidu byla ovšem jeho hořlavost. Lidé však naléhavě potřebovali plastickou hmotu, která by byla pevná, stabilní a nehořlavá. První taková hmota, která už může být stěží zdokonalena co se týče pevnosti a stability, byla vytvořena polymerací fenolu a formaldehydu. V roce 1906 ji dokázal vyrobit v Belgii narozený americký chemik L. H. Baekeland. Protože byl zřejmě mnohem samolibější než Hyatt, pojmenoval svůj výrobek po sobě - a vznikl bakelit.
Cermet Jedním z prvních materiálů, kterých lidstvo používalo, byla hlína. Jestliže byla vypálena ohněm, vznikla tvrdá, ve vodě se nerozpouštějící a ohnivzdorná hmota. Hlíny se začalo užívat v hrnčířství a k výrobě cihel. Řekové nazývali vypalované hlíny keramos. Proto dnes říkáme výrobkům z hrnčířských hlín, které jsou tvrdé, nerozpustné ve vodě a odolávají teplu, materiály keramické, keramika. Většina keramických materiálů jsou vlastně kysličníky, sloučeniny kyslíku s různými prvky. Takový je kysličník křemičitý, kysličník chromitý, kysličník hlinitý, kysličník horečnatý atd. Kysličník křemičitý (nejběžnější z nich) se často vyskytuje v kombinaci s dalšími a vytváří tzv. silikáty - kře mi či taný. Hrnčířská hlína je právě takovým silikátem hliníku. Příklady dalších silikátů jsou sklo, rozličné glazury nebo porcelán. (Sklo není vlastně dobrou keramikou, protože je nedostatečně odolné vůči teplu. Tento nedostatek vyvažuje ovšem průhledností.) Největší nevýhodou keramických materiálů je jejich křehkost. Nemůžeme je ohýbat, aniž by nepraskly, a silný úder je úplně rozbije. Když byly objeveny kovy, nahradily kámen a keramické materiály všude, kde bylo zapotřebí pevnosti. Kovový nůž mohl získat mnohem dokonalejší ostří než pazourek a mnohem později se ztupil. Kovové nádoby můžeme upustit, aniž se rozbijí. Kovové předměty můžeme ohýbat a různým způsobem tvarovat. Kov však reziví, může být poškozen vodou a mnohem víc než na keramice se na něm projevují účinky tepla. Nedávno ale byly objeveny metody, jak smísit keramický a kovový prášek a spojit je za tepla dohromady tak, aby vznikla látka s dobrými vlastnostmi obou materiálů s odolností keramiky vůči teplotě a zároveň s pevností kovů. Tato kombinace keramiky s kovem bývá nazývána cermet (kermet) - což je složenina vzniklá z prvních slabik anglických slov ceramics a metal.
Cyklický adenozinmonofosfát (AMP) V roce 1885 získal švýcarský chemik A. Kossel sloučeninu, která - jak se později ukázalo je složkou několika nejdůležitějších látek živých tkání. Protože ji získal z pankreasu, druhé největší žlázy v těle, pojmenoval ji adenin, podle řeckého výrazu označujícího žlázu. V nukleovych kyselinách je tento adenin vázán na cukr, který nazýváme ribóza. Slučenina adeninu s ribózou dostala jméno složené z písmen obou názvů - adenozin. Obyčejně se na ni váže i fosfátová skupina (obsahující atomy fosforu) a někdy i dvě nebo tři takové skupiny. Výsledné sloučenině pak říkáme buď adenozinmonofosfát nebo adenozin-
difosfát či adenozin trifosfát, Předpony mono-, di-, tri- jsou odvozeny z řeckých číslovek jedna, dva a tři. Místo mnohaslabičných pojmenování se ovšem velmi často používá zkratek AMP, ADP, ATP. (P je iniciála anglického slova phosphate - fosforečnan, fosfát.) Ze všech tří sloučenin má především ATP klíčovou důležitost. Je přítomen téměř ve všech druzích reakcí, při nichž v tkáni vzniká energie, jíž může být využito pro přetváření maJých molekul ve velké. V roce 1960 americký biochemik E. W. Sutherland mladší objevil pozměněný AMP, v němž byla fosfátová skupina vázána k adenozinové části na dvou různých místech. Molekula tohoto AMP se tedy skládala z atomů spojených tak, že tvořily uzavřený kruh. Protože se řecky kruh řekne kyklos (v latinské formě cyclus), nazval ji cyklický AMP. Ukázalo se, že cyklický AMP se běžně vyskytuje v živých tkáních a má nepochybně vliv na aktivitu různých enzymů a průběh buněčných procesů. Zjištění vrhlo nové světlo na to, jakým způsobem dosahují hormony svých účinků. Pravděpodobně různé hormony ovlivňují rozličnými způsoby vznik nebo rozklad cyklického AMP a to naopak velmi účinně ovlivňuje chemické procesy v buňkách.
Cyklon Počasí je většinou záležitostí pohybu vzduchu. Studený vzduch ze severu přináší zimu, teplý vzduch z jihu nosí teplo, vlhký vzduch přinášející déšť vane z oceánů, sucho podmiňuje suchý vzduch z vnitrozemí. Pohyb vzduchu neboli vítr je odedávna spojen s počasím tak dokonale, že jedno z anglických slov pro počasí - weather - pochází ze starého anglosaského výrazu, jehož původ je ve staroslovanském větra - vítr. Vzhledem k důležitosti větru mají pro něj lidé v každém jazyce množství pojmenování, jimiž odlišují jeho jednotlivé druhy - např. vánek, vichr atp. Jeden z lehkých svěžích větrů nese dokonce krásné starořecké jméno zefír; je to západní vítr, který Řekům nepřinášel ani sníh ze severu, ani sucho ze Sahary a byl proto velmi příjemný. Nejkrutější druhy větru bývají ty, které vytvářejí kruhový vířivý pohyb. Vznikají tehdy, střetnou-li se studený a teplý vzduch a začnou - diky pohybu Země - vířit (bod blíž k rovníku se pohybuje rychleji než bod od rovníku vzdálenější). Na severní polokouli je pak jižní část dvou srážejících se vzdušných hmot unášena na východ rychleji než severní část a vzniká vír vě směru proti pohybu hodinových ručiček nazývaný cyklon (z řeckého kyklos kruh). Na jižní polokouli se naopak severní část vzdušné masy pohybuje rychleji a vzniká vír po směru hodinových ručiček.
Cyklotron Chceme-li změnit jeden druh atomu v jiný, musí některé elementární částice nebo atomová jádra narazit velkou silou do určitého atomového jádra. Když se kolem roku 1920 poprvé s takovými pokusy začalo, používali vědci částic vyzařovaných přirozenými radioaktivními prvky. Tyto částice však nestačily, nebylo jich dost. Započalo se proto s vývojem přístrojů, které by ve velkých množstvích udělovaly rozmanitým složkám atomů větší energii. Přístrojům se začalo říkat „rozbíječe atomů" nebo urychlovače. Zvlášť zdařilý typ urychlovače vynalezl americký fyzik E. O. Lawrence. Sestavil zařízení, které vrhalo protony na kruhovou dráhu mezi dvěma magnety. Magnetické pole dodávalo protonům stále větší rychlost, takže částice kroužily tak dlouho, dokud obrovskou rychlostí nevylétly z přístroje. Zařízení bylo pojmenováno cyklotron. Prvá část sousloví (cyklo)je z řeckého kyklos - kruh a naznačuje kruhové dráhy protonů, druhá část (tron) je falešnou analogií s názvy některých elementárních částic, např. elektron, proton, neutron. Přípony -tron se začalo používat i pro pojmenování urychlovačů, které byly sestrojeny po cyklotronu. Například v roce 1940 navrhl americký fyzik D. W. Kerst přístroj k
urychlování elektronů; protože urychlený elektron je částicí beta, byl nový přístroj pojmenován betatron. Energie urychlené částice je měřena v elektronvoltech, jejichž zkratka je eV. Na Kalifornské univerzitě byl postaven urychlovač, který dokáže urychlit částice až na energii miliardy elektronvoltů. Protože v americké angličtině se miliarda řekne billiona jako zkratky miliardy elektronvoltů se užívalo beV, byl přístroj nazván bevatron. Podobný přístroj zkonstruovaný v Brookhavenu byl nazván kosmotron, protože vysoké energie urychlených částic odpovídají energii kosmického záření. Obdobný přístroj vyvinutý sovětskými fyziky byl nazván synchrofazotron.
Cystin V bílkovinách bylo v průběhu přibližně 125 let objeveno zhruba dvacet různých aminokyselin. Přitom první aminokyselina, která byla objevena, nebyla s bílkovinami spojována téměř celé století. V roce 1810 anglický lékař a chemik W. H. Wollaston analyzoval močový kámen, který vyoperoval z těla pacienta. Tyto „kameny" se občas tvoří v ledvinách a močovém měchýři z nerozpustných látek vylučovaných z moči. Kameny se vyskytují v různých obměnách a Wollaston, jak už se stává, měl zrovna jeden z vzácných typů. Zjistil, že kámen je tvořen většinou z organické sloučeniny obsahující síru a pojmenoval sloučeninu cystin, podle řeckého slova kystis - měchýř. Trvalo pak až do roku 1899, než byla stejná aminokyselina objevena v rohovině, která obsahuje bílkovinu keratin, ze všech bílkovin na cystin nejbohatší. Potom byla objevena podobná aminokyselina, na kterou mohl být cystin snadno přeměněn. Aby se podobnost zdůraznila, byla nazvána cystein. Ostatní bílkovinné aminokyseliny dostávaly názvy podle materiálu nebo orgánu, v nichž byly objeveny. Například jedna z nich byla v roce 1849 získána ze sýra a dostala název tyrosin, podle řeckého tyros - sýr. Jiná aminokyselina byla v roce 1865 objevena v hedvábí a pojmenována serin, podle latinského sericus - hedvábný. Nepřímo byla jedna z aminokyselin získána v roce 1806 z chřestu (aspara-gu) a pojmenována asparagin. V roce 1832 byl asparagin přeměněn na silnější kyselinu asparagovou a teprve v roce 1875 se zjistilo, že je to jedna z aminokyselin, vyskytujících se v bílkovinách.
Cytochrom Po roce 1885 začaly poutat pozornost vědců určité buněčné složky s neznámou funkcí, které jsou schopny pohlcovat světlo o jistých vlnových délkách. Jinými slovy - jestliže se podařilo tyto složky izolovat, byly barevné. V roce 1925 britský biochemik D. Keiiin tyto látky pojmenoval cytochromy, což je řecké slovo s významem buněčné barvivo. Keiiin rozlišoval tři různé druhy cytochromů podle rozdílného způsobu, jímž pohlcují světlo. Označil je písmeny a, b, a c. Další výzkum ovšem od té doby ukázal, že každý z nich se skládá ze dvou nebo tří různých složek. Všechny cytochromy jsou bílkovinami, obsahujícími složku s vázaným železem, podobnou hernu v dobře známé bílkovině hemoglobinu. Stejně jako hemoglobin mohou na sebe cytochromy vázat molekuly kyslíku. Ve způsobu této vazby jsou ovšem rozdíly. Molekuly hemoglobinu slouží především jako přenosový systém, převádějící molekuly kyslíku z plic do tělních tkání. Aby mohly plnit svou funkci, musí k sobě vázat molekuly kyslíku volně, aniž by se měnila chemická povaha atomů železa, na nichž je kyslík přímo vázán. V případě cytochromů je však vazba s kyslíkovými molekulami mnohem pevnější a atomy železa chemicky mění svou podstatu: každý ztrácí při sloučení s kyslíkem jeden elektron (a získává jej zpět, jestliže se kyslík uvolní). Ve čtyřicátých letech tohoto století došli vědci k závěru, že různé cytochromy tvoří řetěz.
Atomy kyslíku putují od jednoho cytochromů k druhému a při každém kroku se uvolňuje nepatrné množství energie, kterou může tělo užitečně skladovat, až se nakonec každý atom kyslíku spojí s dvojicí atomů vodíku získaných z částí molekul potravy vstřebaných tělem. Cytochromy obsahuje každá buňka využívající kyslíku. Jsou jednou z částí struktury malých buněčných složek nazývaných mitochondrie.
Čerenkovovo záření Rychlost světla ve vzduchoprázdnem prostoru (299 793 kilometrů za sekundu) je pokládána za nejvyšší, jaké může jakákoli část hmoty dosáhnout. Prochází-li světlo jiným prostředím, pohybuje se mnohem pomaleji. Vodou se šíří rychlostí pouze asi 225 000 km/s, sklem rychlostí 176 000 km/s a diamantem asi 124 000 km/s. Elementární částice, které se ve vzduchoprázdnu mohou pohybovat rychlostmi blízkými rychlosti světla, se však ve vodě či ve skle pohybují téměř stejnou rychlostí jako ve vzduchu. Znamená to, že ve vodě i ve skle jsou mnohem rychlejší, než je v těchto prostředích světlo. Když částice vlétnou do určitého prostředí, poněkud se zpomalí a energie, kterou při tom ztratí, se přeměňuje v záření. Modravé světlo, jež vyzařují, však nestačí s rychlými částicemi držet krok. Táhne se za nimi podobně jako brázda ve vodě za motorovým člunem. Úhel, který tato „brázda" svíiá se směrem pohybu částice závisí na tom, o kolik rychleji než světlo se částice pohybuje. První toto modravé světlo vyzařované rychlými částicemi pozoroval sovětský fyzik P. A. Čerenkov. Svůj objev zveřejnil v roce 1934 a od té doby je toto záření nazýváno Čerenkovovým zářením. O tři roky později další dva sovětští fyzikové M. Frank a J. Tamm zdůvodnili, proč se toto záření objevuje: poukázali na to, že se částice pohybují rychleji než světlo. Později byly zkonstruovány zvláštní přístroje, tzv. Cerenkovovy počítače, které záření zaznamenávají, měří jeho intenzitu a směr. Dnes jsou tyto počítače důležité zejména pro zkoumání částic kosmického záření o vysokých energiích, které se ve vzduchoprázdnu pohybují rychlostí jen o sedmdesát kilometrů nižši, než je rychlost světla. Ve vzduchu se však pohybují rychleji než světlo a tudíž v něm vyzařují Čerenkovovo záření.
Černá díra Ve své obecné teorii relativity (1916) navrhl A. Einstein zcela nový pohled na jednu ze základních vlastností hmoty - přitažlivost. Podle něho hmota deformuje prostor takovým způsobem, že předměty v něm hledají nejkratší spojnici mezi dvěma body na zakřivené čáře. Stejně je tomu s objekty míjejícími jeden druhý; také ony se pohybují po zakřivených drahách. Kdyby se octly dost blízko jeden druhému, bylo by jejich zakřivení tak prudké, že by se mohly pohybovat na uzavřených drahách jeden kolem druhého. Oproti starším Newtonovým úvahám v Einsteinově relativistickém pojetí vesmíru také světelné paprsky sledují v přítomnosti těžkých hmot zakřivenou dráhu. Protože fotony tvořící světlo se pohybují velmi rychle a jejich rychlost značně převyšuje rychlost ostatních astronomických těles, ohýbají se jen velmi nepatrně, než minou hmotný předmět zakřivující prostor. Míra zakřivení dráhy světla závisí na množství přítomné hmoty a její koncentraci. Je-li značné množství hmoty soustředěno do tělesa malého objemu, je prostor v nejbližším okolí silně zakřiven. Světlo procházející blízko takového tělesa by pak mělo být polapeno do uzavřené oběhové dráhy a už nikdy neuniknout. Poukázal na to už v roce 1916 německý astronom Karl Schwarzschild, téměř okamžitě poté, co byla Einsteinova teorie zveřejněna. V blízkosti takového tělesa z koncentrované hmoty by ovšem mělo být polapeno nejen světlo, ale i vše ostatní. Vzniklo by cosi jako díra ve vesmíru, do níž objekty sice mohou spadnout, ale z níž nic, ani světlo, nemůže uniknout. Právě proto by to byla černá díra.
Po řadu let byla tato úvaha považována za pouhou teorii. Dnes se však jeví, že nově objevené pulsary jsou neutronové hvězdy, tvořené tak koncentrovanou hmotou, že by mohly být oněmi černými dírami ve vesmíru.
Číslicový (digitální) počítač Prvním pomocníkem člověka při počítání byly (a jsou) prsty. Latinsky se prst řekne digitus, takže není divu, že do některých jazyků (např. do angličtiny) se toto slovo přeneslo ve dvou významech - jednak jako prst, jednak jako číslice od nuly do devítky. (V posledních letech se objevilo přídavné jméno digitální i v českých odborných textech, zabývajících se počítačovou technikou, už s významem číslicový.) Jakékoli mechanické zařízení, které může být ovládáno na číslicovém principu, aby dávalo správná řešení početních problémů, je vlastně číslicovým nebo digitálním počítačem. Platí to tedy i o stolním počítadle (abakus), na kterém jsou čísla zastoupena kameny v rýhách nebo kotoučky na drátech. V roce 1642 učinil první krok k mechanickému zařízení, které by počítalo, francouzský matematik B. Pascal. Vynalezl systém kol a převodů, v němž každé kolo mělo deset poloh zastupujících číslice od 0 do 9. Když se první kolo přetočilo přes polohu 9 znovu na 0, pootočilo druhým kolem do polohy 1. Když i druhé kolo došlo znovu do polohy 0, pohnulo třetím kolem atd. Na tomto principu bylo možno mechanicky sčítat a odčítat čísla. V roce 1674 pak německý matematik W. Leibniz uspořádal kola a převody do systému, který umožňoval i mechanické násobení a dělení. Americký vynálezce D. D. Parmalee opatřil celé zařízení klávesnicí a tak spatřila světlo světa v roce 1850 automatická registrační pokladna. Další zdokonalení přinesla těmto mechanickým zařízením elektronika. Během druhé světové války byl zkonstruován první elektronický počítač, navržený americkým inženýrem V. Bushem. Mechanické převody v něm už byly nahrazeny elektrickými proudy. Od té doby jsou elektronické číslicové počítače stále zdokonalovány. Elektronky byly vystřídány tranzistory, které umožnily snížit rozměry počítačů; doplnily je různé důmyslné „paměti", pro jejichž ovládání byly vytvořeny zvláštní „jazyky". Dnešní počítače mnohonásobně předstihují rychlost lidské mysli - ovšem pouze pokud jde o čistě mechanické výpočty, pro něž počítač dostane nezbytné úplné a podrobné příkazy.
Dalekohled Skleněná čočka, která zvětšuje písmena a dokáže soustředit sluneční paprsky do jednoho místa tak, že jsou schopné zapálit papír, je dnes docela obyčejnou hračkou. Své pojmenování získala (a nejen v češtině) podle názvu rozšířeného druhu luštěniny - čočky, protože má stejný tvar.
Avšak skleněné čočky jsou mnohem víc než hračky. V roce 1609 holandský výrobce brýlí J. Lippershey umístil dvě čočky do válce a dokázal tak přiblížit vzdálené objekty. Požádal o patent, ale holandská vláda vycítila, že jde o veledůležitou „tajnou zbraň", odmítla udělení patentu, koupila od Lippersheye všechna práva a nařídila mu, aby pokračoval v pokusech. Utajování, jako obvykle, nic neutajilo. Zvěsti o objevu se rychle rozšířily a v roce 1609 italský fyzik G. Galilei sestrojil podobný přístroj. Začal s ním zkoumat oblohu a v rychlém sledu objevil hory na Měsíci, skvrny na Slunci, fáze Venuše a čtyři největší měsíce Jupiterovy. Přístroj byl nazván dalekohled čili teleskop, podle řeckých slov tele - vzdálený a skopein - pozorovat. Přístroj dal člověku možnost „pozorovat vzdálené". Použití výrazu skop jako přípony v názvech vědeckých přístrojů je dost rozšířené, vzpomeňme si třeba na mikroskop či spektroskop. Člověk však může „pozorovat" to, co ho obklopuje i jinými smysly, než je zrak. Po staletí se lékaři pokoušeli získat znalosti o tom, co se děje uvnitř hrudníku tak, že přikládali ucho k hrudní stěně, aby zachytili zvuk tlukotu srdce a práce plic při nabírání
vzduchu. Je to tzv. vyšetření poslechem. V roce 1819 francouzský lékař R. T. H. Laěnnec sestrojil trubici, jejíž jeden konec se přikládal k hrudi, aby zaostřil a zjasnil zvuky uvnitř; ucho se přikládalo na druhý konec trubice. To byl zrod dnes zcela nezbytného lékařského stetoskopu, pojmenovaného podle řeckého stetos - prsa.
Datování 14C Uran se rozpadá známou rychlostí velmi pomalu na olovo. V posledních desetiletích se tohoto faktu začalo využívat pro určování doby vzniku neobyčejně starých hornin; z poměru uranu a olova v určité hornině lze zjistit, zda je stará miliardu či ještě více let. Uran se však rozpadá tak pomalu, že v horninách starých jen tisíce let je množství vytvořeného olova tak malé, že je ani nelze zjistit. Pro určování kratších dob bylo tedy nutno nalézt látku, která se rozpadá rychleji. V roce 1939 dva američtí biochemici M. D. Kamen a S. Ruben takovou látku objevili - je to izotop uhlíku l4C, který se rozpadá mnohem rychleji než uran; polovina se ho rozpadne za necelých 6000 let. Při rozpadu vyzařuje urychlené elektrony (paprsky beta). I když se uhlík 14C rozpadá rychle, vytvářejí částice kosmických paprsků narážejících do atomů atmosféry neustále jeho nové atomy, takže obsah uhlíku I4C v atmosféře je sice velmi malý, nicméně stálý. Vstřebává ho každý živý organismus - po celou dobu, kdy je naživu, v jeho tkáních přibývají atomy uhlíku 14C stejnou rychlostí, jako se rozpadají, takže vždy obsahuje nepatrné, ale stálé množství tohoto izotopu uhlíku. Když organismus zahyne, ustane i přijímání uhlíku l4C, a od té doby jeho obsahu v pozůstatcích organismu zvolna ubývá. Americký chemik V. Libby v roce 1946 vyvinul metodu, jak určovat obsah uhlíku 14C v pozůstatcích kdysi žijících organismů. Zkoumal tak zuhelna-tělé dřevo ze starověkých ohňů, textilie používané k balení mumií a další podobné materiály. Stačilo určit obsah uhlíku l4C a z něho pak odvodit, před jakou dobou přestal daný materiál být součástí živého organismu. Tomuto postupu se začalo říkat datování radioaktivním uhlíkem nebo přesněji datování uhlíkem 14C a prokázal archeologům cenné služby při určování událostí za posledních třicet tisíc let.
DDT Na světe žije kolem miliónu známých druhů hmyzu. Je to mnohem víc než celkový počet všech ostatních živočišných druhů. Člověku nepříjemných nebo škodlivých je zhruba pouhých 3000 hmyzích druhů, ale zato jsou mezi nimi takoví nepřátelé jako komáři, mouchy, blechy, vši, vosy, sršni, pilousi, švábi, moli a další druhy, které škodí rostlinám, ohrožují živočichy a poškozují předměty, jež si člověk udržuje pro vlastní potřebu. Je tedy přirozené, že se lidé snaží zabíjet škodlivý hmyz všemi dostupnými prostředky. Přibližně do třicátých let našeho století se k hubení hmyzu používaly především jedy obsahující měď a arsen. Ukázalo se však, že poprašky s těmito jedy postupně otravují nejen hmyz, ale také půdu. Proto se v roce 1935 dal švýcarský chemik P. Mueller do hledání nějaké organické chemikálie, která by zabíjela pouze hmyz a nikoli zároveň vše živé a která by přitom byla levná, stálá a bez zápachu. Slibně vypadaly zejména pokusy s určitými sloučeninami obsahujícími chlor. V září 1939 Mueller vyzkoušel jednu z takových látek nazývanou dichlordifenyltrichloretan sloučeninu, jež byla ve skutečnosti známa už od roku 1873 - a účinkovala! Složité jméno látky bylo brzy zkráceno na písmena, jimiž začínaly první, čtvrtá a sedmá slabika; DDT bylo na světě. Průmyslově se začalo vyrábět v roce 1942 ve Spojených státech, bylo však vyhrazeno jen pro potřeby armády. V lednu 1944 pak bylo nasazeno na hubení vší v Neapoli a pomohlo tak zabránit hrozící tyfové epidemii. Podobně bylo DDT použito i v Japonsku koncem roku 1945. Po skončení války se začalo DDT nasazovat proti hmyzu všude. Stalo se rozhodně
nejpopulárnějším a nejužívanějším insekticidem (slovo pochází z latinského výrazu a znamená zabíječ hmyzu). Po určité době se však ukázalo, že mnohaleté působení DDT škodí kromě hmyzu i jiným tvorům. Látka je také až příliš stálá, takže se udržuje v půdě, odkud se dostává do rostlin a poté i do tkání živočichů. Kolem roku 1970 proto jeden stát za druhým začaly přijímat opatření ke kontrole používání DDT. U nás je používání DDT zakázáno.
Delta Veletokem, který staří Řekové za Hérodotových časů znali nejlépe, byl egyptský Nil. Hérodotos o něm hovořil s obdivem a nazýval Egypt „darem Nilu". Nil byl nevysychajícím tokem vody v pouštích bez dešťů, a když se jednou za rok vyléval z břehů, zanechával v okolí koryta novou a plodnou půdu splavenou z vysočin středovýchodní Afriky, kde jsou jeho prameny. Přívaly vody ukládaly náplavy podle dolní části toku, ale dokázaly také odnést uvolněnou půdu až do Středozemního moře. Čím byl proud pomalejší, tím méně částeček půdy řeka nesla a u moře, kde se proud zcela zastavuje, padaly na dno poslední zbytky náplav. Ve Středozemním moři není odliv, který by náplavy odnesl dál do moře, takže se v ústí Nilu rok za rokem shromažďují. Řeka si hledá cestu přes náplavy a rozlévá se do pomalu tekoucích nových ramen. Hérodotovi, který se díval na Egypt od moře, připadalo ústí Nilu jako trojúhelník s vrcholem nahoře. I dnes je zvykem užívat často pro pojmenování tvaru věcí písmen (pokoj ve tvaru L, nohy do O, ocelový profil I a T, trubice U atd.). Totéž dělali i staří Řekové. Trojúhelníkový tvar ústí Nilu jim připomínal čtvrté písmeno řecké abecedy, takže jej nazvali delta. Označení se dnes používá pro ústí řek vzniklá podobným způsobem - i když třeba vůbec nemají trojúhelníkový tvar. Například delta řeky Mississippi vypadá všelijak, rozhodně však ne jako delta.
Deuterium Izotopy jsou druhy atomů určitého prvku lišící se mezi sebou vahou. Například některé kyslíkové atomy váží 16 jednotek, jiné 17 a další 18. Rozlišují se od sebe označením 160, 17O, l80. V roce 1931 objevil americký chemik H. C. Urey se svými spolupracovníky neobyčejný izotop vodíku, přítomný v malém množství všude, kde se vyskytoval obyčejný vodík. Běžný vodík, nejlehčí ze všech prvků, má v atomovém jádře jeden proton a označuje se ,H. Nový izotop měl v jádře proton a neutron, dostal tedy název 2H nebo také těžký vodík. Atom těžkého vodíku má přibližně dvojnásobnou hmotnost než atom lehkého vodíku a to je neobyčejná vlastnost; žádný jiný izotop v tabulce prvků se v hmotnosti tolik nelišil. V důsledku velkého rozdílu v hmotnosti se ,H značně liší od 2H i fyzikálně a chemicky, podstatně víc než kterékoli další izotopy. Zdálo se, že si izotopy vodíku zaslouží i samostatné názvy. Britský fyzik E. Rutherford navrhl pro lehký vodík pojmenování haplogen, pro těžký vodík název diplogen. Jde o odvozeniny z řeckých slov haploos jednoduchý, jednotný a diploos - dvojitý, dvojnásobný. H. C. Urey však navrhl pro těžký vodík pojmenování deuterium, odvozené z řeckého slova deuteros - druhý. A právě toto jméno bylo přijato. Podle analogie je pak lehký vodík protium, z řeckého protos - první. Když potom v roce 1934 britský fyzik M. L. E. Oliphant objevil další izotop, 3H, byl samozřejmě pojmenován tritium, podle řeckého tritos - třetí. Vzhledem k tomu, že jádrem protia je proton* je jádrem atomu deuteria (spojení jednoho protonu s jedním neutronem) deuteron a jádrem atomu tritia (kombinace jednoho protonu a dvou neutronů) triton.
Diamant Některé prvky existují ve dvou nebo více rozdílných formách. Závisí to na teplotě, tlaku nebo jiných vlivech prostředí. Za příklad si můžeme vzít kyslík a ozón. Obecně může být každá forma prvku v laboratoři přeměněna na jinou. Švédský chemik J. J. Berzelius navrhl, aby všechny tyto formy byly nazývány alotropické modifikace prvku, což je výraz odvozený z řeckých slov allos - jiný a trope - změna. Nejvýraznějším příkladem alotropických modifikací je uhlík. Nejčastěji jej známe jako uhlí, jehož některé druhy jsou téměř čistým uhlíkem. Latinský název uhlíku je carboneum, z latinského carbo - uhlí. Kamenné, hnědé či dřevěné uhlí a různé druhy sazí jsou alotropické modifikace uhlíku, v nichž atomy nejsou uspořádány žádným zvláštním způsobem, netvoří uspořádaný vzor ani tvar. O látce jako uhlí se proto také říká, že je amorfní, z řeckého a znamenajícího ne a morfé - tvar. Uhlíkové atomy se však mohou také uspořádat do kruhů po šesti a spojovat se v plochy, které připomínají vrstvu obkládacích kachlíků, přičemž je každá taková vrstva volně přidržována sousedními vrstvami. Když pak třeba takovým materiálem potíráme papír, vrstvy se lehce odlupují a zůstávají na papíře. To je celé tajemství tužky. Tato alotropická modifikace uhlíku je nazývána grafit, z řeckého grafein - psát. Je-li uhlík vystaven vysoké teplotě a velkému tlaku, jeho atomy se seskupí do mimořádně symetrického uspořádání, které drží neobyčejně pevně pohromadě. Výsledkem je průhledná a značně tvrdá alotropická modifikace nazývaná diamant. Slovo vzniklo překroucením slova adamant, používaného kdysi pro klenoty; adamant pak vznikl z řeckého a (ne) a daman - potlačit, zmírnit. Klenot, jímž byl přírodní diamant, byl totiž tak tvrdý, že nemohl být nijak potlačen, porušen, nic na něm nemohlo zanechat nějakou stopu.
Digitalis Každé dítě ví, že prsty se docela hodí při řešení některých matematických problémů například kolik je dvě a dvě. Latinské slovo pro prst je digitus a slovem digitální označujeme vše, co je založeno na přirozených číslech. Prsty a čísla jsou prostě spojeny natolik, že pro ně v některých jazycích existuje jediný výraz (např. angličtina nazývá číslovky 0-9 di-gits). Digitus - prst je však slovo, které se objevuje v určitých souvislostech také v lékařství. V Evropě se vyskytuje rostlina se skloněnými červenými nebo bílými květy, která se nazývá náprstník; její květy totiž připomínají náprstky. V roce 1541 usoudil německý botanik L. Fuchs, že je třeba rostlinu pojmenovat latinsky, protože jen latinské názvy rostlin a zvířat jsou vědecky platné. Skupinu rostlin, do níž patřil náprstník, nazval digitalis. Latinsky to znamená „z prstu" nebo „příslušeti k prstu" - a náprstek přece k prstu přísluší. V dobách před vznikem moderního lékařství vařili lidé různé rostliny podle tajných receptů předávaných z generace na generaci. Odvary používali k léčení nejrůznějších nemocí. Jedna z rostlin, které byly pro tento účel zvláště ceněny, byl náprstník. Později se lékaři podobné medicíně smáli a považovali léčivé účinky rostlin za pověry a nesmysly. V roce 1785 napsal anglický lékař W. Withering článek o lékařském použití náprstníku. Nestyděl se přiznat, že se začal o rostlinu zajímat poté, co mu o ní vyprávěla jedna venkovská stařena, když mu svěřovala rodinné tajemství léčivých receptů. A tak už téměř dvě století se užívají chemikálie získané z náprstníku na zlepšení nepravidené srdeční činnosti, na její uklidnění a posílení. Tyto léky nazýváme srdeční glykosidy, anebo též náprstníkové glykosidy; a ani si už neuvědomujeme, že v jejich pojmenování má vlastně prsty - prst.
Dimenze Geometrie byla nejprve zcela praktickým uměním: měřila povrch Země a určovala obsah nádob. Výraz pochází z řeckých slov gé - země a met-rein - měřit K tomu, aby se zjistila plocha území nebo obsah nádoby bylo důležité vědět, kolika měření je zapotřebí. To se odráží ve slově dimenze, jež pochází z latinského dimensio (di- značí předponu roz-a metírí znamená měřit) - rozměr. Chceme-li změřit třeba obdélník, musíme jej rozdělit do dvou měr - délky a šířky. Když obě míry znásobíme, dostaneme plochu obdélníku. Je to tedy dvojrozměrný čili dvojdimenzionální obrazec. Základním dvojrozměrným útvarem je rovina, kterou si můžeme představit jako nekonečnou plochu bez jakékoli výšky, táhnoucí se do všech směrů, dokonale hladkou a rovnou. Každý obrazec, který je možné nakreslit na rovině, je pak dvojrozměrný. Opravdová matematická rovina však ve skutečnosti nemůže existovat, protože nic nemůže mít nulovou výšku. A naopak - objekt, který má výšku, délku a šířku, existovat může. Abychom mohli změřit například obsah kvádru, musíme změřit všechny tři vyjmenované veličiny. Kvádr je tedy trojrozměrný čili trojdimenzionální objekt. Jestliže však přidáme čtvrtý rozměr, jsme opět daleko od běžné reality. Pouze matematici jsou schopni předpokládat obrazce s jakýmkoli počtem dimenzí a dokonce ukázat, proč je to užitečné. V Einsteinových teoriích lze například čas považovat za čtvrtou dimenzi, i když naše smysly nejsou schopny jej vnímat stejným způsobem jako ostatní tři rozměry v prostoru. Když vědci hovoří o vesmíru, který čtvrtý rozměr času obsahuje, říkají mu časoprostor.
Draslík Lidé ve starověku neznali mýdlo. Například Řekové a Římané používali při očišťování olej. Dnes nám to zní trochu podivně, ale olej opravdu rozpouští mastnotu a pomáhá odstraňovat špínu. Naši předkové vítali jakoukoli látku, která by v tom oleji pomáhala. Často k oleji přidávali písek nebo podobně drsné materiály, ale to mělo zřejmé nevýhody. Mnohem vhodnější přísadou se později ukázal popel určitých druhů dřeva. Popel bylo možné rozmíchat ve vodě, v níž se pak některé součásti popela rozpustily, voda s rozpuštěnými látkami se poté přelila do velkého kotle, kde se zahřívala tak dlouho, až se vypařila. Práškovitému materiálu, který zbyl na dně, se říkalo potaš. (Název ovšem zavedli až Angličané, neboť pot je v angličtině hrnec a ash znamená popel.) Arabové, kteří byli znamenitými chemiky středověku, nazývali látku alguili, což znamená „rostlinný popel". Když se potom zahříval olej s tímto rostlinným popelem či potaši, vzniklo mýdlo - a tak byl vynalezen nový a účinnější druh čistícího prostředku. Britský chemik H. Davy získal v roce 1807 dosud neznámý kov. Protože se vyskytoval v potaši, dal mu latinsky znějící jméno potassium. Němci mu, kupodivu, dali latinské jméno odvozené od téže látky, za základ však zvolili arabský název a kov nazvali Kalium. Z tohoto důvodu je také symbolem prvku písmeno K, i když jej v mnoha zemích nazývají jinak (včetně Československa, kde má kov název draslík). Draslík spolu se sodíkem, lithiem, rubidiem a cesiem tvoří skupinu alkalických kovů, které reagují s vodou a tvoří přitom hydroxidy, jimž se říká alkálie. A to je výraz, který zcela jasně pochází z arabského názvu pro potaš.
Dusík Kolem roku 1770 se chemici shodli na tom, že ve vzduchu jsou dvě látky, z nichž jedna je pro život nezbytná a druhá naopak život nepodporuje. Jestliže do uzavřené nádoby se
vzduchem zavřeli zvíře, nebo když v ní pálili dřevo, byla spotřebována část vzduchu nezbytná pro život. Ve zbytku už látky nehořely, zvířata v něm nemohla žít. V důsledku toho získal tento plyn celou řadu nepříjemných pojmenování. Tak švédský chemik K. W. Scheele nazval plyn podporující život „správným vzduchem", zatímco zbytku dal název „špatný vzduch". Scheelův „správný vzduch" byl kyslík, který Scheele objevil dva roky před Priest-leyem; slávu však získal Priestley, protože svůj objev ihned publikoval. Britský chemik D. Rutherford pojmenoval v témže roce (1772) „špatný vzduch" mefitickým vzduchem, z řeckého slova mefitis znamenajícího jedovatou páru. Francouzský chemik A. L. Lavoisier jej pojmenoval azo-te, podle řecké předpony a- znamenající ne a řeckého slova zoe - život; azot byl tedy plyn „bez života". Ze stejných důvodů jej Němci nazývají Stickstoff(což odpovídá českému dusík). V roce 1790 francouzský chemik J.-A. Chaptal udělal hotové kouzlo. Dokázal, že látka, jíž chemici nemohli přijít na jméno, tvoří část molekuly zcela běžné chemikálie známé pod jménem salnytr (jedna ze složek střelného prachu). Protože v té době bylo zvykem pojmenovávat nové plyny koncovkou -gen, nazval Chaptal zlověstný plyn nitrogen, tedy „pocházející ze salnytru". Toto označení získalo mezinárodní uznání a název prvku zní dodnes nitrogenium.
Dvojková soustava Jakékoli číslo obyčejně vyjadřujeme pomocí početní soustavy založené na vlastnostech desítek. Tak například 222: první číslice 2 vyjadřuje dvě stě (2 x 102), druhá číslice 2 pak znamená dvacet (2 x 10') a konečně třetí číslice 2 je dvojka (2 x 10°). Přitom je důležité si připomenout, že 10° či jakékoli jiné číslo umocněné nulou je rovno jedné. Jako základ soustavy je však možno použít kterékoli jiné číslo než deset. Tak třeba v pětkové soustavě by znak 222 vyjadřoval: (2 x 52) 4- (2 x 51) + (2 x 5°), neboli vyjádřeno v desítkové soustavě 62; v trojkové soustavě by týž znak znamenal (2 x 32) + (2 x 3') + (2 x 3°), neboli 26 v desítkové soustavě. Počet používaných číslic včetně nuly je v každé soustavě roven hodnotě jejího základu. V obyčejné desítkové soustavě je číslic deset, tj. 0, 1, 2. 9, v pětkové jich samozřejmě musí být jen pět: 0, 1, 2, 3, 4. Číslo 5 by pak bylo v této soustavě vyjádřeno znakem 10, naše šestka jako 11. Ve trojkové soustavě zase budou existovat jen čísla 0, 1, 2. Nejjednodušší soustavou je ovšem soustava dvojková, v níž existují pouze číslovky 0 a 1. V dvojkové soustavě tedy např. znak 1101 vyjadřuje (1 x 23) + (1 x 22) + (0 x 2') + (1 x 2°) neboli 13 v soustavě desítkové. A naše běžné číslovky v pořadí od jedničky do desítky bychom ve dvojkové soustavě napsali takto: 1,10,11,100,110,111,1000,1001,1010. Počítání ve dvojkové soustavě je velmi jednoduché, zejména pro elektronické počítače. Každé zapojení a vypojení uvnitř počítače vyjadřuje nulu (pozice vypojená) nebo jedničku (pozice zapojená). Zapojování a vypojo-vání může být řízeno podle zákonů dvojkové aritmetiky a odpovědi pak dostáváme rychlostí elektrického proudu. Dvojkové soustavě se někdy říká binární, což pochází z latinského výrazu s významem dva najednou. Čísla 0 a 1 jsou tedy binárními čísly (anglicky binary digits) a zkráceně se pro ně někdy používá výrazu bit. A protože 0 a 1 jsou i nejmenší množství informace, které je možno vložit do počítače, mluví se o bitech jako o jednotkách množství informace.
Dynamit Švédský vynálezce A. Nobel se v třaskavinách vlastně narodil. Jeho otec měl nebezpečné zaměstání - vyráběl nitroglycerin pro obchodní účely. A nešťastný výbuch nitroglycerinu zabil Alfredova mladšího bratra. Snad také proto začal Nobel hledat cesty, jak zvýšit bezpečnost manipulace s nitroglycerinem. V roce 1862 nalezl odpověď: byl jí druh horniny nazývané infuzoriová hlinka. Tuto horninu tvoří mikroskopické částečky kysličníku křemičitého, které byly
kdysi dávno schránkami jednobuněčných rostlin nazývaných rozsivky. Infuzoriová hlinka obsahuje nepatrné dutiny uvnitř schránek i mezi nimi a proto je porézní a vstřebává kapaliny. Je například schopna absorbovat třikrát víc nitroglycerinu než sama váží. Směs infuzoriové hlinky a nitroglycerinu mohla pak být tvarována do válečků, kterými bylo možné manipulovat bez jakéhokoli nebezpečí náhodné exploze. Když byly válečky či vlastně tyčinky odpáleny patřičným způsobem, například elektrickou jiskrou zažehnutou z vhodné vzdálenosti, byla výsledkem silná exploze. Tento bezpečný nitroglycerin přihlásil Nobel k patentování v roce 1862 pod názvem dynamit, z řeckého dy-namis - síla. Nobel získal na dynamitu a dalších vynálezech v oboru výbušnin velké jmění. Když zemřel, odkázal ve své závěti přes devět milionů dolarů na založení Nobelovy nadace. Ta dodnes odměňuje každoročně Nobelovými cenami vynikající díla a objevy v těchto oborech: fyzice, chemii, medicíně a fyziologii, literatuře a uděluje se i Nobelova cena míru. V nedávné době přibyla ještě cena v oboru ekonomie. Dodejme ještě, že v roce 1957 byl v Nobelově institutu objeven prvek číslo 102 a na Nobelovu počest byl nazván nobelium.
Dynamo Prvním způsobem výroby elektrického proudu byly baterie, které však přestanou být výhodným zdrojem proudu, potřebujeme-li je použít ve velkém a nepřetržitě. Klíč k něčemu lepšímu objevil v roce 1820 dánský fyzik H. Ch. Oersted. Zjistil, že drát, jímž prochází proud, může vychýlit střelku kompasu a že tedy mezi elektřinou a magnetismem existuje nějaký vztah. Anglický fyzik M. Faraday dokázal, že také opak je pravdou. V roce 1831 objevil, že magnet pohybující se drátěnou cívkou vyvolá v drátu elektrický proud. Pohybující se elektřina vyvolávala magnetismus a naopak pohybující se magnetismus vyvolával elektřinu. Zbývalo už jen vymyslit způsob, jak by cívka s drátem mohla rotovat mezi póly magnetu (nezáleží na tom, zda se pohybuje magnet a cívka je pevná nebo naopak) a přijít na to, jak vytvořenou elektřinu odvádět dál. Časem se to lidem podařilo. Cívkou je možné neustále otáčet pomocí turbíny poháněné vodou nebo parou a tímto způsobem se mechanická energie přeměňuje na energii elektrickou v takovém množství, že může osvětlovat města a pohánět velké továrny. Přístroj na výrobu elektrického proudu nazýváme generátor, z latinského gignere produkovat, vyrábět. Původní pojmenování ovšem znělo „dynamo-elektrický stroj". Řecké slovo dynamis znamená sílu, takže celý název byl proto jednoduše zkrácen na dynamo. Toto pojmenování mělo ovšem nešťastné důsledky pro město Istanbul. Když byl totiž poprvé předkládán návrh na elektrifikaci města, bylo potřebné vysvětlit sultánovi, že bude nezbytné instalovat dynama. Sultán, který věru nebyl největším vzdělancem, slyšel, že dynamo zní jeho uchu stejně výstražně jako dynamit, a projekt zamítl. Istanbul musel čekat na elektrifikaci několik dalších let.
Echolokace V roce 1793 se začal italský biolog L. Spallanzani zajímat o to, jak je možné, že netopýři dokáží létat a vyhýbat se překážkám i ve tmě. Že by i přes tmu viděli? Spallanzani několik netopýrů oslepil, zjistil však, že i tak létají bez potíží a do překážek nenarážejí. Když jim ale ucpal uši, aby nic nezaslechli, bezmocně naráželi do všeho - a to i když měli oči otevřené a viděli. Spallanzani si svá pozorování nedovedl nijak vysvětlil a spokojil se pouze tím, že je zaznamenal. Objasnění přinesly až výzkumy ve dvacátém století: ukázalo se, že netopýři vydávají pískot, skládající se z velmi vysokých tónů; část zvuků se pohybuje dokonce až v ultrazvukové oblasti, tedy „za hranicemi zvuku". Mají tak vysoký kmitočet a tak krátkou
vlnovou délku, že výsledný tón je příliš vysoký, aby ho lidské ucho mohlo zaslechnout. Zvuk se odráží od předmětů a vzniká ozvěna (řecky echo). Zda se ozvěna vytvoří, závisí na vlnové délce zvuku a na velikosti předmětu. Slyšitelné zvuky mají tak dlouhé vlny, že se odrážejí pouze od rozměrných překážek, jako jsou například zdi. Ultrazvukové vlny jsou však tak krátké, že je odrážejí i malé předměty, například větvička nebo hmyz. Netopýr vydává vysoké pištění a díky svým velikánským citlivým uším naslouchá ozvěně. Podle směru odkud přichází, a času, který uplyne, než zvuk dorazí k překážce a vrátí se zpět k němu, může určit polohu, vzdálenost a dokonce i charakter překážky. Může se vyhnout větvi v cestě nebo chňapnout po můře. Je možné, že podobného systému echolokace používají také delfíni; tóny, jež vysílají, jsou ovšem hlubší. Určují jimi také větší předměty - ryby.
Ekologie Lidstvo se vlastně nikdy nezajímalo o ostatní formy života jinak než z hlediska jejich užitečnosti pro člověka. Využitelné rostlinné a živočišné druhy lidé chránili, pěstovali a šlechtili; ty, které využít nešly, často hubili (někdy dokonce pouze pro zábavu, nemusely být ani nebezpečné) a jiných si zase nevšímali. Postupem času si však lidé uvědomili, že žádný organismus - ani člověk - nežije osamoceně, že jeden závisí na druhém. Některé druhy dokonce mohou být závislé i na svých škůdcích. V určitých oblastech se například vysoké zvěři daří lépe, protože tam žijí velké šelmy. Tam, kde lovci tyto šelmy vystříleli, protože škodily na domácím zvířectvu, se vysoká zvěř postupem času přemnožila a začalo se jí nedostávat potravy. Množství kusů začalo hladovět a nakonec jich přežilo méně a slabších než dříve. Šelmy totiž zabíjejí především staré a nemocné jedince a tak jsou díky nim stáda vysoké složena z mladších a silnějších kusů. Zásahy člověka velmi často porušují rovnováhu přírody. Někdy jsou příčinou vzniku pouště, jindy vedou k vymření neškodných tvorů, protože je vyhubí živočichové člověkem nerozvážně přenesení do nevhodné oblasti. S růstem počtu lidí a zvyšováním technologické schopnosti lidstva měnit prostředí je narušování rovnováhy přírody rychlejší a vážnější. To je také důvodem, proč se dnes vědci začali zabývat vzájemnými vztahy jednotlivých forem života a jejich vztahy k okolnímu prostředí. Jen tak lze zjistit, jak co nejúčinněji zastavit nebo alespoň zmírnit škody, jež člověk napáchal. Předpona eko- z řeckého výrazu pro dům, může však být také přenesena na životní prostředí jako celek - to koneckonců jakýmsi domem života je. Proto dostala vědní disciplína vzniklá v nedávné době a zabývající se vztahy životních forem mezi sebou i k přírodnímu prostředí název ekologie.
Elastomer Složité molekuly lze někdy snadno rozbít na jiné s mnohem jednodušší stavbou - zdá se, jako by byly vystavěny z řetězců jednoho nebo několika druhů těchto jednodušších molekul. Švédský chemik Jóns Jacob Ber-zelius proto navrhl, aby se takovéto řetězcové molekule říkalo polymer (podle řeckého výrazu s významem mnoho částí). Pro jednoduché molekuly, z nichž byly řetězce sestaveny, vytvořil pak název monomer (jedna část). Jestliže rozbijeme například velkou molekulu škrobu, zjistíme, že se skládá z řetězců malých molekul glukózy. Molekuly bílkovin se zase skládají z řetězců dvaceti různých, avšak příbuzných aminokyselin. Molekuly kaučuku jsou tvořeny řetězci uhlovodíku nazývaného izopren (uměle vytvořené slovo). Časem se také zjistilo, že jednoduché sloučeniny mívají sklon spojovat se do dlouhých řetězců a často k tomu není zapotřebí žádných zvláštních podmínek. Jinými slovy
jednoduché sloučeniny polymerují. Bohužel zpravidla bývá výsledkem tohoto jevu nepotřebná lepkavá látka, o kterou chemici vůbec nestojí. Ve dvacátém století však byly objeveny cesty, jak získat polymery, které by byly pevné, trvanlivé a tvárné - a tudíž i užitečné. Začalo se jim říkat plastické hmoty, zřejmě proto, že jejich plastičnost (schopnost tvarování) byla nejvýraznější vlastností, kterou tyto materiály měly. Automobil a jeho gumové pneumatiky pak zvedly poptávku po umělých polymerech podobných kaučuku; výrobci žádali, aby byly lacinější a dostupnější než přírodní guma. Kolem roku 1940 se už umělý či syntetický kaučuk vyráběl. Když tahem nebo tlakem změníme tvar kousku gumy, vrátí se po uvolnění do původního tvaru a to je nejcharakterističtější vlastnost této hmoty. Nazýváme ji elasticita (z řeckého slova označujícího pružnost). Syntetické kaučuky byly proto nazývány elastickými polymery a tento výraz se pak zkrátil na elastomery.
Elektroforéza Obrovských molekul bílkovin je mnoho různých druhů, takže bílkovinný materiál získaný z tkání pro výzkum obsahuje obyčejně velký počet molekul, které jsou si sice hodně podobné, uvnitř těla se však chovají zcela rozdílně. Pokusy oddělit a izolovat různé složky těchto velice složitých směsí při použití běžných chemických metod ztroskotaly. Molekuly bílkovin však nesou na povrchu kladné a záporné elektrické náboje a v důsledku toho v roztocích, v nichž je pomocí dvou elektrod vytvořeno elektrické pole, se pohybují buď jedním, nebo druhým směrem. Směr a síla účinku elektrického pole závisí na rozložení nábojů na povrchu molekuly a u každé z nich je jiné, i když jde o molekuly jinak velmi podobné. Poprvé si důležitost tohoto faktu uvědomil v roce 1899 anglický biolog W. B. Hardy. Jestliže tedy roztokem s bílkovinami prochází elektrický proud, některé molekuly směřují k anodě, jiné ke katodě a každá se pohybuje svou vlastní rychlostí. Následkem toho se složky roztoku rozdělí a je možné zjistit množství a druh bílkovin ve zkoumaném roztoku. Proces nazýváme elektroforéza, což je odvozeno od řeckého základu s významem nesení elektřinou. Takový způsob oddělování bílkovin ovšem nebyl prakticky použitelný, dokud nebyly objeveny metody zjišťování nejnepatrnějších změn v jednotlivých částech roztoku, vyvolaných pokračujícím oddělováním rozdílných molekul. Švédský chemik A. W. K. Tiselius v roce 1937 sestavil systém trubiček do pravoúhlého U a spojil je zvláštními zábrusy. Za pomoci speciálních čoček mohl rozpoznávat rozdíly ve složení směsi bílkovin podle toho, jak se měnila schopnost směsi lámat světelné paprsky. Díky tomu, že mohl systém trubic rozpojovat, mohl tu či onu složku izolovat v jednotlivých částech. Elektroforézy se poté začalo používat zejména pro zjišťování nepatrných, změn v chemickém složení krve v průběhu různých chorob.
Elektrokardiogram - EKG Správný rytmus srdečního tepu se udržuje pravidelnými elektrickými změnami, které probíhají v srdečním svalu. Kdyby bylo tyto změny možné nějak sledovat, mohli bychom také zjišťovat odchylky v činnosti srdce, které běžným způsobem naslouchání nelze zjistit. Pro běžná vyšetření by ovšem bylo poněkud nepraktické umísťovat elektrody přímo do srdce. Také tkáně však vedou elektřinu - a elektrody na kůži by tedy mohly sledovat i srdce, jen kdybychom měli přístroj natolik jemný a přesný, aby tak nepatrné změny rozlišil. Potřebný přístroj poprvé dokázal postavit holandský fyziolog W. Einthoven v roce 1903. Použil nesmírně jemného křemenného vlákna, které postříbřil, takže vedlo proud. Po takové úpravě i nejmenší elektrické změny způsobily, že se vlákno znatelně odklonilo. Odklony vlákna ovládaly pi-sátko, které rýsovalo na pomalu se odvíjející roli registračního
papíru nepravidelnou čáru. Výsledkem byl elektrokardiogram, což je slovo vzniklé z řeckých kořenů a znamená zápis srdeční elektřiny. Srdce však není jediným orgánem těla, který pracuje pod vlivem pravidelných elektrických změn. Mnohem úžeji jsou s elektrickými vzruchy spjaty nervy a tak nikoho nepřekvapilo, když se zjistilo, že zdrojem mnoha různých elektrických změn je mozek. V roce 1875 dokonce umístil anglický fyziolog R. Caton elektrody přímo do mozku živého psa a mohl tak zachytit elektrické proudy, které tam probíhají. Zdálo se, že podobný pokus nebude možno nikdy provést s člověkem. V roce 1924 však rakouský psychiatr H. Berger umístil elektrody na pacientovu lebku, použil nesmírně jemný přístroj a zjistil, že tak lze zachytit elektrické změny v mozku. Berger své výsledky zveřejnil v roce 1929. Od té doby došlo k dalšímu vývoji a zdokonalení přístrojů, takže dnes je získávání elektroencefalogramů (zápisů mozkové elektřiny) celkem běžnou záležitostí.
Elektroluminiscence ■
Ze zkušenosti víme, že světlo vydávají žhavé předměty. Slunce, vlákno žárovky, hořící dřevo, uhlí, nafta nebo svíčka svítí, protože jsou teplejší než 600 °C. Nicméně světlo může vznikat i bez vysokých teplot. Příkladem jsou chemické reakce, které probíhají uvnitř těla světlušky a jejichž výsledkem je nepatrné množství světla vzniklého při běžné teplotě. Tomuto jevu se někdy říká studené světlo, mnohem používanějším však je odborný výraz luminiscence (pochází z latiny a znamená stát se světlem). Také některé látky jsou schopny vydávat ze sebe energii ve formě světla, když ji předtím pohltily v jiné formě. Například sloučenina sirníku zi-nečnatého dokáže po vhodné přípravě pohltit energii elektrického pole a pak ji vyzářit ve formě světla. Září dokonce i při běžné teplotě; je to jev, kterému říkáme elektroluminiscence. První, kdo se jím zabýval, byl v roce 1936 francouzský fyzik G. Destriau. Žárovky - jak již jejich pojmenování prozrazuje - vyzáří ve formě viditelného světla jen velmi málo z použité energie. Většinu energie vyzařují v podobě neviditelného infračerveného záření, jež pociťujeme jako teplo. Elektroluminiscenční panel, který se zhotovuje ze skleněné tabulky, na níž je nanesen elektroluminiscenční prášek, naopak svou měkkou září vytváří převážně jen viditelné světlo a jen málo světla infračerveného. K tomu, abychom získali stejné množství světla, spotřebujeme tedy v druhém případě mnohem méně energie. Bohužel však je elektroluminiscenční panel výrobně mnohem dražší než běžná žárovka a navíc ještě trpí mnohem víc nevhodným zacházením a vlhkostí. Látky, které podobně jako sirník zinecnatý mají elektroluminiscenční vlastnosti, nazýváme elektroluminofory.
Elektrolýza Když Volta vynalezl baterii, začali se elektrickým proudem zabývat také chemikové. Jestliže proud nechali procházet určitými kapalinami, docházelo v nich k chemickým změnám - molekuly látek v roztoku se rozpadaly na menší části. Z rozpuštěného síranu měďnatého tak bylo možné vyloučit měď, roztok kyseliny chlorovodíkové dával chlór a vodík, voda se dělila na vodík a kyslík atd. Protože to vypadalo, jako by se části molekul uvolňovaly, byl proces nazván elektrolýza řecké slovo lysis znamená uvolnění a elektrolýza je tedy „uvolnění pomocí elektřiny". Čistá voda však elektrický proud nevede, proto každá látka přidaná do vody (třeba kyselina sírová nebo chlorid sodný), která umožňuje procházení proudu a tím i elektrolýzu, je označována jako elektrolyt. Látky, které ve vodném roztoku proud nevedou (třeba cukr), jsou neelektrolyty. Abychom mohli do kapaliny zavést elektrický proud, musíme do ni ponořit dvě kovové tyčinky, jednu spojenou s kladným pólem baterie, druhou se záporným. Tyto dvě tyčinky
jsou elektrody; přípona -oda pochází z řeckého slova hodos - cesta, trať. V tomto případě tvoří elektrody cestu elektrického proudu. Elektroda spojená s kladným pólem baterie se nazývá kladná elektroda, druhá je záporná. Britský fyzik Michael Faraday navrhl v roce 1834, aby se kladná elektroda nazývala anoda, záporná katoda. (Obě předpony pocházejí z řečtiny, an- označuje směr nahoru, kata dolů.) Tehdy se všeobecně věřilo, že elektrický proud putuje z kladného pólu baterie k pólu zápornému, stejně jako voda plyne z vrcholků hor do údolí. Tomuto názoru byl poplatný i Faradayův výběr předpon. Dnes už ovšem víme, že pravý opak je skutečností: elektřina, či přinejmenším elektrony, putuji ze záporného pólu ke kladnému. Přesto však jako kladný směr dále označujeme opak směru pouti elektronů.
Elektron Už kolem roku 600 př. n. 1. si všimli staří Řekové, že kousky jantaru třené látkou získávají schopnost přitahovat malá pírka, lehké kousky vlny atp. Jantar je sklovitá žlutohnědá látka, která je zkamenělou pryskyřicí dávno vyhynulých borovic rostoucích na pobřeží Baltického moře. Řekové, stejně jako jiné starověké národy, používali jantar k zdobení a nazývali ho elektron. Onu podivuhodnou přitažlivost mohly získat také jiné látky, jantar je však klasickým příkladem. Když proto W. Gilbert, dvorní lékař anglické královny Alžběty I. zkoumal tuto zvláštní schopnost, navrhl, aby byla nazývána electricity - elektřina. Později dokonce začali lidé věřit v existenci „elektrického fluida", které prý může být buď stálé (jako v jantaru), nebo může proudit (třeba v kovovém drátu). Kolem roku 1880 dospěli vědci k názoru, že elektrické fluidum musí být tvořeno nepatrnými částečkami, stejně jako je hmota tvořena atomy. Irský fyzik G. Johnstone Stoney navrhl v roce 1891, aby se množství elektřiny přítomné v každé z těchto částeček nazývalo elektron. Název byl přijat a brzy se začal užívat pro samotnou částici. V roce 1932 americký fyzik C. D. Anderson objevil částici stejných vlastností jako elektron, nesoucí však opačný druh elektrického náboje; zatímco elektron nese záporný náboj, nová částice nesla náboj kladný, pozitivní. Byla proto nazvána pozitron, přičemž r v tomto názvu je vlastně falešnou analogií s r ve slově elektron. Ve slově pozitivní přece žádné r není a bylo by proto logičtější pojmenovat novou částici „poziton". Objevila se také snaha pojmenovat částici nesoucí záporný elektrický náboj negatron, toto pojmenování se však nikdy neujalo.
Elektronový mikroskop První mikroskop byl zkonstruován v 17. století a lidstvo si tak zpřístupnilo svět do té doby nepředstavitelně nepatrný. Během dalších tří století byl přístroj ještě mnohokrát zdokonalen a člověk jím mohl se stále lepší rozlišovací schopností sledovat i tak nepatrné předměty, jako jsou bakterie. Avšak předměty menší, než je vlnová délka viditelného záření, vidět nemohl, ať byl obyčejný mikroskop sebedokonalejší. Kolem roku 1930 byly proto navrženy první mikroskopy využívající místo světla elektrony. Elektron totiž vytváří druh vlny, odpovídající vlnové délce rentgenových paprsků, jež je mnohem kratší než vlnová délka viditelného světla. Zatímco rentgenové paprsky lze vzhledem k jejich značné energii jen velmi těžko zaostřit, elektrony nesoucí elektrický náboj se dají celkem snadno ovládat magnetickým polem. Elektronové mikroskopy zviditelnily předměty, které obyčejnými mikroskopy nebylo možno zkoumat, protože byly i pro ně příliš malé. Daly se jimi zkoumat dokonce i velké molekuly jednotlivé atomy však stále ještě zůstávaly neviditelné. Německý fyzik E. W. Můller začal v roce 1936 pracovat na novém principu mikroskopu. Spočíval v tom, že mimořádně jemný hrot vysílal do vzdu-choprázdného prostoru
elektrony nebo kladně nabité ionty, jež směřovaly přímo k fluorescenční obrazovce, která v místě dopadu světélkovala. V roce 1955 postavil Můller první elektronový mikroskop, v němž byly ionty z hrotu vytahovány elektrickým polem. Na světélkující obrazovce se objevil asi pětmilionkrát zvětšený obrazec uspořádání atomů na hrotu. Samostatný atom lze při tomto zobrazení „vidět" jako tečku. Můllerův princip má zatím úspěch pouze u některých kovů se zvláště vysokým bodem tání. Ovšem i tak na základě Mullerova principu získáváme velmi detailní poznatky o uspořádání atomů v dokonalých a nedokonalých krystalech.
Energie Když používáme slovo práce, máme na mysli zpravidla některý druh souvislé a účelné činnosti. Pro fyziky má toto slovo ovšem mnohem přesnější náplň. Práce je pro ně pohybem tělesa proti odporující síle. Ničím víc. Pojem práce tak zahrnuje velikost tlaku či tahu nutnou k uvedení nějakého předmětu do pohybu proti odporu (tento tlak nebo tah je nazýván síla) a vzdálenost, kterou předmět urazí. Fyzikální pojem síly přesně definoval slavný anglický přírodovědec I. Newton. Fyzikové po něm nazvali jednotku síly newton. Například chceme-li zvednout předmět vážící jeden kilogram, musíme na něj působit silou 9,62 newtonů. A pohneme-li silou jednoho newtonu předmětem na vzdálenost jednoho metru, pak se množství vykonané práce rovná jednomu joulu. Zvedneme-li tedy předmět vážící 1 kg do výše 1 m, vykonáme práci 9,62 joulů. O předmětu, který je schopen vykonat nějakou práci (pára pod tlakem, uvolněná skála, naše svaly, napjatá tětiva, atomová bomba) říkáme, že v sobě uchovává energii. Výraz je složen z řeckých slov en - uvnitř a ergon - práce, má tedy „práci uvnitř sebe". Nejen energie však může být přeměněna na práci, také práci lze přeměnit v energii. Tuto druhou možnost prokázal praktickým pokusem britský fyzik J. P. Joule v roce 1843. Zjistil, že určité množství práce se vždy změní v určité množství tepla - což je jedna z forem energie. Právě po něm byla jednotka energie nazvána joule.
Entropie Energii je možné měnit v práci. Zákon o zachování energie tvrdí, že množství energie ve vesmíru zůstane jednou provždy stejné. Lze tedy měnit energii v práci donekonečna? A jestliže je energie nezničitelná, je možno ji znovu a znovu měnit v práci? Francouzský fyzik N. L. S. Carnot v roce 1824 prokázal, že chceme-li přemenit tepelnou energii na práci, musí být v určitém prostoru (odborně jej nazýváme systém nebo soustava) rozložena nerovnoměrně; někde musí být „koncentrace" energie větší než průměrná, jinde zase menší - některá místa musí být teplejší a jiná chladnější. Množství práce, které je možno získat, závisí na rozdílu koncentrací energie. Zatímco se práce vytváří, rozdíl v koncentraci se vyrovnává. Když konečně má energie koncentraci všude stejnou, žádnou další práci už není možno získat, i když je vlastně všechna energie ještě stále k dispozici. Německý fyzik R. J. E. Clausius tento princip v roce 1850 zobecnil a uplatnil na všechny formy energie - nikoli jen na teplo. V určité soustavě, která ani žádnou energii od okolí nepřijímá, ani žádnou energii okolí nepředává (Clausius se domníval, že takovou soustavou může být celý vesmír, ale v tom se mýlil) mohou existovat rozdíly v koncentraci energie. V průběhu nekonečně plynoucího času se tyto rozdíly vyrovnávají, takže množství práce, které lze získat, se stále zmenšuje a bude zmenšovat, dokud se nevyrovnají veškeré rozdíly v koncentraci energie. Pak nebude možné v této soustavě získat už žádnou práci. Je to druhá termodynamická věta; první termodynamická věta formuluje zákon zachování energie. Clausius vytvořil zvláštní veličinu, která roste, když se rozdíly v koncentraci energie vyrovnávají a číselně vyjadřuje „neschopnost" systému konat práci. Tuto veličinu z
nejasných důvodů nazval entropie (řecká předpona en- značí v, tropos pak způsob - jak však Clausius toto slovní spojení chápal v souvislosti s významem entropie, je nejasné). Poté, co byly objeveny kvasary a jiné záhadné vesmírné zdroje energie, však astronomové začali pochybovat, zda druhá termodynamická věta platí skutečně všude a za všech podmínek.
Enzym Na počátku 19. století se začal objevovat názor, že lidské tělo produkuje určité látky, které v organismu způsobují zvláštní a užitečné chemické změny. Soudilo se, že například žaludeční šťávy obsahují cosi, co pomáhá rozleptat, strávit maso. Nejprve se předpokládalo, že tato schopnost napomáhat trávení patří kyselině chlorovodíkové, jež je v žaludečních šťávách obsažena. V roce 1835 však německý fyziolog T. Schwann prohlásil, že žaludeční šťávy obsahují vedle kyseliny chlorovodíkové také cosi jiného a že toto toto „cosi" má rovněž trávicí schopnosti. Nazval novou látku pepsin, podle řeckého slova pepsis, znamenajícího vaření či trávení, zažívání. Zpočátku byly Schwannovy informace přijaty s nedůvěrou, pak ale byly podobné látky nalezeny také ve slinách a střevních šťávách. O skupině těchto látek se brzy začalo hovořit jako o fermentech, jejich působení připomínalo totiž vliv kvasinek přítomných při změně cukru a škrobu v alkohol. A když v roce 1839 několik lidí včetně Schwanna dokázalo, že kvasinky jsou malé živé organismy, podpořilo to domněnku, že také fer-mentace alkoholu má cosi společného s živou formou hmoty. Vědci se pak krátký čas domnívali, že existují dva druhy fermentů. Ty, které byly přítomny v trávicích šťávách, nacházeli vždy mimo živé buňky a nazývali je neorganické fermenty. Nezdály se o nic záhadnější než třeba kyselina chlorovodíková, která rovněž pomáhala strávit maso - byly to prostě chemikálie. Fermenty v kvasnicích, které způsobovaly fermentaci alkoholu, bylo možné nalézt pouze v živých buňkách, nesly v sobě „sílu života". Dostaly název organické fermenty. V roce 1878 německý fyziolog W. Kuhne použil pro neorganické fermenty poprvé termínu enzymy, z řeckého en- v a zymé - kvasnice. Chtěl tak zdůraznit, že jejich chování je podobné chování organických fermentů v kvasinkách. V roce 1897 pak německý chemik E. Buchner rozdrtil kvasinky na kaši a šťávu odfiltroval. Samotná šťáva kupodivu rovněž způsobila fermenta-ci. Byl to důkaz, že ani nedotčené buňky kvasinek, ani „síla života" nejsou k procesu nezbytné. Všechny fermenty jsou v podstatě stejné a nezáleží na tom, zda jsou uvnitř nebo vně buňky. Nazýváme je dnes souhrnně enzymy.
Eroze Jedním z důvodů, proč se tvář Země neustále mění, je působení vody Snáší se z oblohy v podobě deště, v podobě řek plyne do moří - a vleče přitom částečky půdy a drobné kamení. Tohoto procesu se účastní přibližně 20 000 krychlových kilometrů vody ročně. Tolik vody odnáší takové množství půdy, že z ní například dokázala „vybudovat" v deltách některých řek celé nové oblasti souše vyčnívající do moří. Každá řeka i její přítoky si pro sebe musí vyrvat koryto ve skalách nebo v půdě; děj, při němž se pomocí energie tekoucí vody vytváří koryto, je nazýván eroze, z latinského e - od a rodere - hlodat. Jde tedy o „vyhlodávání v půdě". Velikost eroze závisí na říčním spádu. Čím je spád vyšší, tím je rychlejší proud a tedy i větší eroze. Svou roli hraje i tvrdost hornin, po nichž řeka teče. Někdy řeka padá přes útes vzdorující skály do vykotlaného úseku měkké horniny výsledkem jsou pak vodopády či kaskády, z latinského cadere - padat. Rovinou plyne řeka pomalu, vymílá půdu jen nepatrně a teče nepravidelným pokrouceným tokem, jehož záhybům říkáme meandry podle řeky Meander v Malé Asii. V určitých podmínkách, jež jsou kupříkladu v Coloradu, se může řeka zaříznout hluboko do země a vytvořit tzv. kaňon. Je to slovo španělského původu (Španělé se usadili v oblasti Colorada dávno před
anglickými osadníky) převzaté z latiny, v níž canna znamená třtinu, rákos. Taková rokle vytvořená řekou je dlouhá a prázdná jako rákos - a odtud kaňon.
Éter Ještě před několika sty lety nikdo pořádně nevěděl, co to plyny vlastně jsou. Slovo gas, které ve většině evropských jazyků znamená plyn, něco, co je svým skupenstvím podobné vzduchu, vytvořil kolem roku 1600 vlámský chemik J. B. van Helmont ze slova chaos, řeckého pojmenování tajemného materiálu, z něhož byl stvořen vesmír. Téměř posvátná bázeň před plyny, které nebylo možné spatřit ani nahmatat, ale které přesto existují, byla zřejmá i z toho, jak se říkalo prchavým kapalinám: byly nazývány nejrůznějšími odvozeninami od slova spiritus - duch. Jeden z takových „spiritu", známý přibližně od roku 1200, vznikal při působení kyseliny sírové na alkohol. Byl tehdy nejprchavější známou kapalinou, která - byla-li ponechána v nádobě - mizela neobyčejnou rychlostí. Chemik Frobenius ji v roce 1730 pojmenoval spiritus aethereus. Slovo aethereus se vztahuje k řeckému výrazu aither, jímž Řekové označovali smyšlenou látku nepodléhající žádné zkáze a tvořící nebesa. A prchavá kapalina, kterou Frobenius zkoumal, toužila tak dychtivě opustit naši nedokonalou Zemi a odpoutat se vzhůru k nebesům! Nemohlo to znamenat nic jiného, než že sám „duch aitheru" dychtí dostat se rychle domů... Po čase se ovšem takováto poezie z vědy vytratila. Lepší poznání plynů a par a jejich praktické užívání zkrátilo název na éter, pojmenování, jehož se dnes používá pro celou skupinu organických sloučenin se strukturou podobnou původnímu éteru. Ten obsahoval jako součást své molekuly dvojici uhlíkových skupin, jimž se říká ethylové, podle slova éter a řeckého hylé - hmota. Správné pojmenování původního éteru zní dnes diethyléter.
Eukaryonty Skotský botanik R. Brown pozoroval v roce 1931 rostlinné buňky pod mikroskopem a všiml si přitom zřetelné oválné oblasti uvnitř. Protože se mu zdálo, že oblast je v buňce umístěna podobně jako jádro v ořechu, nazval ji nukleus neboli jádro buňky (nucleus znamená latinsky oříšek). Jádro mají skoro všechny buňky. Ačkoliv představují jen malý podíl buněčného objemu, jsou životně důležitou složkou, bez níž by buňka nedokázala žít. Jádro obsahuje chromozómy, které zase v sobě nesou geny ovládající tvorbu různých druhů bílkovin. Právě geny ovládají mechanismus dějů v buňce a určují dědičnost tohoto mechanismu nejen v průběhu buněčného dělení, ale i rozmnožování úplných organismů. Takové soustředění rozmnožovacího a dědičného mechanismu buňky do zvláštního útvaru uprostřed buňky zřejmě vyjadřuje směr vývoje k zajištění bezpečnosti a účinnosti. Organismy, které mají jádro, jsou nazývány eukaryonty. Výraz pochází z řeckého výrazu znamenajícího „dobře vybaveny jádrem". Buňky našich vlastních tkání i tkání mnohobuněčných živočichů a rostlin mají jádro, stejně jako větší jednobuněčné rostliny a živočichové. Přesto však musely kdysi, v hlubinách času, být doby, kdy primitivní buňky ještě účinně izolované jádro nevytvářely a kdy reprodukční i dědičný mechanismus byl roztroušen po celém těle. Pozůstatky tohoto primitivního života existují dosud. Například bakterie nemají buněčné jádro v pravém slova smyslu, jejich jaderný materiál je roztroušen po celém těle buňky. Jsou to akaryonty - bezjaderné organismy. Řasy sinice jsou zase příkladem akaryontních organismů obsahujících chlorofyl.
Evoluce Vědní obor nazývaný srovnávací anatomie založil francouzský přírodovědec G. Cuvier. Sama anatomie je oborem, který se zabývá zkoumáním fyzické struktury organismu. Tato struktura ovšem může být řádně zkoumána jen tehdy, je-li organismus opatrně rozpitván, takže je možné nahlížet do jeho vnitřku. Termín anatomie vznikl z řeckého ana - vzhůru a temnein - řezat; dohromady tedy „rozřezat". Hovoříme-li o srovnávací či komparativní anatomii, myslíme tím oblast vědy zabývající se zkoumáním anatomie jednoho tvora ve vztahu k anatomii jiných. Cuvier dokonce srovnával anatomii žijících a vyhynulých tvorů, jak ji odhalovaly zkameněliny. Tímto způsobem prokázal, že během doby žily celé řady vyhynulých tvorů, z nichž jeden se jen nepatrně lišil od druhého, který žil před ním. Cuvier usoudil, že na Zemi musely probíhat pravidelné katastrofy, které ničily život na povrchu naší planety; po každé takové katastrofě vznikly vždy poněkud odlišné životní formy. Jiní však soudili, že život probíhal nepřetržitě a že se jeho jednotlivé formy měnily velmi pomalu v nové a různé druhy. Život byl podle tohoto názoru jako svitek, který se odvíjel a odhaloval stále nové a nové životní formy, až z nejjednodušších počátků vznikla dnešní široká a pestrá paleta. Přitom některé stejně složité formy jednou vznikly a později zase přestaly existovat. Této teorii říkáme evoluce či evoluční teorie, z latinského evo-lutio vyvíjet se. Anglický přírodovědec Ch. R. Darwin nebyl tedy první, kdo začal o evoluci uvažovat. Sebral však tolik faktů, které pro tuto teorii mluvily, že mohl v roce 1859 publikovat vynikající dílo O původu druhů, jehož první vydání bylo vyprodáno během jediného dne. Darwin je zásluhou tohoto díla právem považován za původce evoluční teorie. Trvalo však ještě jednu generaci, než se biologové dověděli něco o mechanismu vývojových změn - mutací, jež způsobují rozdíly mezi rodiči a potomky a tím také vývoj sám.
Exobiologie V dřívějších dobách se lidé domnívali, že Země je jediným skutečným světem a je tedy přirozené, že ji považovali i za jediné místo, kde se vyskytuje život. Později se však ukázalo, že Měsíc i planety jsou podobnými světy a že existují i další, které lze vidět jen dalekohledem, například měsíce oněch planet. A co víc, že mohou dokonce existovat - a s největší pravděpodobností existují - i další planety, kroužící kolem dalších hvězd. Lidé se přirozeně začali ptát, zda i na nich existuje život. První úvahy to považovaly za samozřejmé. Proč by nemohly myslící bytosti žít třeba na Měsíci? Ještě v roce 1830 otiskl americký deník New York Sun seriál bohapustě vymyšlených článků líčících objevení inteligentních tvorů na Měsíci - a uvěřily tomu milióny lidí. V roce 1877 objevil italský astronom G. V. Schiaparelli na povrchu Marsu jakési čáry a usoudil, že jsou to kanály. Spousta lidí se zcela samozřejmě domnívala, že je vybudovaly myslící bytosti. V průběhu dvacátého století ovšem takové představy postupně ztrácely věrohodnost. Ukázalo se, že prostředí planet sluneční soustavy postrádají - vyjma Země - podmínky vhodné pro život, tedy alespoň takový život, jak jej známe. Jsou buď příliš horké nebo naopak studené, nebo jim chybí voda či kyslík. Astronomové nicméně stále uvažovali o tom, zda by se podmínkám na těchto planetách nemohly přizpůsobit jiné životní formy, třeba zcela odlišné od pozemských. Uvažovali však i o tom, zda mohou existovat planety s podmínkami podobnými pozemským kolem jiných hvězd. Výzkum pravděpodobnosti existence života jinde než na Zemi dostal pojmenování exobiologie (zkoumání života vně, venku). Otcem tohoto termínu je americký biolog J. Lederberg. Exobiologie je ovšem stále vědní disciplína, která dosud nemá předmět zkoumání; zatím ještě není potvrzeno, že by život existoval jinde než na Zemi.
Ferment Jedním z dozajista prehistorických chemických objevů je ten, že necháme-li ovocnou šťávu nějakou dobu stát, změní svou podstatu: dostane jinou chuť a její vliv na člověka, jenž ji vypije, bývá podivný a překvapující. Z ovocné šťávy se prostě stane víno. Tato změna je spojena se vznikem bublinek, které jsou nejzřetelnějším vnějším znakem změny. Dnes víme, že cukr ve šťávě se přeměnil v alkohol a plynný kysličník uhličitý. Podobně se měnilo těsto vyrobené z rozemletého zrní a vody, nechalo-li se odstát (škrob se měnil v alkohol a kysličník uhličitý). Vznikající bubliny se zachycují ve vazkém těstě, takže se celá hmota zdvíhá. Jestliže takové nakynulé těsto pečeme, je výsledkem lehoučký nadýchaný bochník chleba, z něhož je alkohol vypuzen teplem. Když kousek nakynulého těsta schováme a přidáme k další dávce, může v čerstvém těstě uspíšit změny vedoucí ke kynutí. Takovému kousku kynutého těsta se říká kvásek. Kvašeni v ovocné šťávě nebo ve vlhkém rozemletém zrní se říká fermentace, z latinského fer-mentare - zdvíhat, jež zase pochází z fervere - vařit, protože v průběhu kynutí se objevují bublinky jako při vaření. Dlouho se přesně nevědělo, jak vlastně kvašení probíhá. Pak byl vynalezen mikroskop, kterým bylo možné rázem spatřit nepatrné, leč za všechno odpovědné buňky kvasinek. Ať už tehdy byla jejich odpovědnost posouzena jakkoliv, dostaly jméno, jež bylo opět odvozeno z vaření - byly nazvány řermentum, odkud je i jejich běžnější pojmenování fermenty.
Feromagnetismus
Každý atom obsahuje elektricky nabité částice a každá z nich vytváří nepatrné magnetické pole. Nabité částice jsou v některých atomech uspořádány tak, že se jejich magnetická pole ruší a atom jako celek nevykazuje magnetické účinky. V jiných atomech se však magnetická pole vzájemně neruší a atom jako celek se tudíž chová jako malý magnet. Jestliže se vyskytne větší množství takových atomů pohromadě a jejich magnetická pole navíc směřují jedním směrem, může být jejich souhrnný účinek dost silný. Ve většině látek však není takové uspořádání za běžných teplot možné. Jsou ale látky, v nichž jsou malé oblasti nazývané magnetické domény (Weissovy domény), uvnitř kterých jsou všechny atomy uspořádány oním způsobem. Obyčejně jsou tyto domény zaměřeny každá jinam, lze je však uspořádat do shodného směru snadněji než jednotlivé atomy. Když jsou tyto domény shodně zaměřeny, vznikne silný magnet. Přirozené magnety, v nichž jsou domény uspořádány zemským magnetickým polem, nacházíme v přírodě a člověk jich používá, aby vytvářel magnety ještě silnější. Téměř běžně má magnetické účinky železo, vedle něj i kobalt a nikl, železu příbuzné kovy. Proto nazýváme tento silný magnetický účinek feromagnetismus, což je odvozeno od latinského pojmenování železa. Za vysokých teplot se feromagnetismus vytrácí, atomy totiž začnou kmitat tak silně, že přestanou dodržovat potřebné uspořádání. Některé látky, běžně nikoli feromagnetické, mohou tuto vlastnost získat při velmi nízkých teplotách. Například zatímco nikl přestává být feromagnetický při 356 °C, kov dysprosium tuto vlastnost získává při teplotách nižších než - 188 °C. Tento vztah mezi teplotou a feromagnetismem objevil francouzský fyzik P. Curie v roce 1885. Dnes nazýváme teplotu, pod kterou látka může být feromagnetická, Curieovou teplotou.
Feromon Lidské bytosti se dorozumívají pomocí řeči. Zvuky, gesta, psané znaky mohou přenášet abstraktní myšlenky od jedné osoby k druhé a právě to činí lidi tak jedinečnými. Avšak i ostatní tvorové musí být schopni nějakým způsobem komunikovat, přinejmenším proto, aby se vůbec mohli rozmnožovat, což se bez určité spolupráce dvou rozdílných jedinců téhož druhu neobejde. To, že přitom patřičné orgány reagují patřičným způsobem, umožňují jací si chemičtí poslové uvnitř těla, které nazýváme hormony. Je však možné, aby takové chemické zprávy putovaly nejen uvnitř jednoho organismu, ale také mimo něj od jednoho jedince k druhému? Takovým hormonálním depeším, přenášeným vodou nebo vzduchem od jednoho člena jistého druhu na dalšího, říkáme feromony. První část slova pochází z řeckého výrazu pro nesení, přenášení. Jsou to tedy hormony přenášené na dálku. Nejpozoruhodnější jsou feromony hmyzu. Samička můry například uvolňuje určitou sloučeninu, která působí jako silné sexuální lákadlo na můří samce téhož druhu široko daleko. Každý druh má zcela osobitý feromon, neboť by nemělo smysl lákat sámečky jiných druhů. Každý druh musí mít také nesmírně jemné ústrojí, jímž lákadlo rozlišuje, vždyť musí být schopen reagovat na pouhých několik molekul ve vzduchu. Feromony hrají svou roli i v konfliktech mezi hmyzími druhy. Například určití mravenci zaútočí na hnízdiště jiného druhu a unesou kukly, které jim potom slouží jako otroci. Nájezdníci zanechávají feromonové stopy, které jim jednak umožňují držet se pohromadě a svůj útok koordinovat, jednak mezi mravenčím druhem, který je napadán, působí zmatek a poplach. Biologové zkoumají možnosti využití hmyzích feromonů k tomu, aby jejich prostřednictvím mohli lákat obtížné druhy hmyzu a ničit je. Největší výhodou by tu bylo, že by se tímto způsobem daly likvidovat pouze určité druhy hmyzu a ostatním by nemohl uškodit.
Fosfor Planeta Venuše je Slunci blíž než my. V důsledku toho se nám při pozorování ze Země jeví někdy na východ, jindy na západ od Slunce, nikdy však od něj není příliš daleko. Když je Venuše na východ od Slunce, dosahuje západního horizontu až po západu Slunce a jistou dobu jasně září na západní obloze. Tehdy jí říkáme Večernice (Řekové ji nazývali Hesperos, což znamená večer). Ráno se pak Venuše dostává nad východní obzor až po Slunci a její světlo se ve slunečním svitu ztrácí. Je-li však Venuše na západ od Slunce, dosahuje západního obzoru před Sluncem a na večerní obloze už není. Ráno je ovšem nad obzorem dřív než Slunce a po nějakou dobu září na východní obloze. Tehdy je to Jitřenka (Řekové ji nazývali Fosforos, ze slov fos světlo foros - nosič). Už tehdy tedy byla Jitřenka „nosičem světla", protože jakmile se objevila, vyšlo po ní brzy i Slunce. Protože Venuše nemůže nikdy být na východní i západní obloze současně, nemohou se Jitřenka a Večernice objevit v týž den. Vyjde-li Jitřenka, nevyjde Večernice a naopak. Řekové si postupem času uvědomili, že nejde o dvě hvězdy, ale o jednu planetu, kterou pak pojmenovali po Afrodité - bohyni lásky, již Římané nazývali Venuše. Slovo Hesperos se v moderních jazycích neobjevuje, snad jen v poezii, ale výraz fosforos získal nový význam. Kolem roku 1670 objevil německý alchymista H. Brand voskovitou látku, kterou získal z moče a která ve tmě zářila. Reagovala s kyslíkem a její energie se uvolňovala jako světlo. To ovšem Brand nevěděl. Pro něj byla látka „nosičem světla" a pojmenoval ji tedy phosphorus (čili fosfor). A tak se slovo, které bylo kdysi pojmenováním Jitřenky, stalo názvem chemického prvku.
Fotosyntéza Všichni živočichové se živí potravou. Přesněji řečeno rozkládají velké molekuly potravy do malých jednotek, z nichž se tyto molekuly skládají, malé jednotky vstřebávají a skládají znovu do velkých molekul, ze kterých pak tvoří vlastní tkáně. Devadesát procent strávené potravy však přitom spotřebují na výrobu energie nutné pro životní procesy - z hlediska růstu vlastní tkáně je vyplýtvají. Kdyby se všichni živočichové živili pouze ostatními živočichy, nepochybně by brzy vymřeli. Naštěstí tomu tak není a valná většina živočichů se živí rostlinami. Právě to, že tolik živočichů se živí rostlinami, umožňuje druhům, jež se živí ostatními, toto ještě znásobené plýtvání. Pojídání rostlin je však v podstatě také plýtvání - vždyť ani většina rostlinných tkání nekončí jako tkáně živočišné, ale spotřebuje se na výrobu energie nebo je z nich - trus. Jak si ale potom dokážou rostliny udržovat svůj objem tkání, když na ně den co den útočí stovky tisíců živočišných druhů? Rostliny využívají jako suroviny vodu a kysličník uhličitý, které jsou odpadními produkty živočichů a jsou zcela obecně dostupné. Energii pro budování velkých molekul svých tkání z malých molekul vody a kysličníku uhličitého (k tomu ještě určitých minerálů) získávají ze slunečního světla. Zelené rostliny obsahují látku nazývanou chlorofyl (z řečtiny - zelený list), který absorbuje sluneční světlo a umožňuje tak, aby jeho energie byla rostlině k dispozici pro různé chemické pochody. Tomuto procesu říkáme fotosyntéza (opět z řečtiny - spojení pomocí světla). I když základní fakt existence fotosyntézy je známý již dvě staletí, teprve v padesátých letech našeho věku začal vypracovávat americký bioche-mik M. Calvin za použití radioaktivních izotopů podrobnosti podstaty chemických procesů, které při fotosyntéze probíhají.
Galaxie Slunce je jen částečkou gigantického shluku stovek miliard hvězd uspořádaných do tvaru čočky. Průměr této čočky je asi třikrát větší než její tloušťka. Země leží blíž k vnějšímu tenčímu okraji čočky, takže hvězdy poblíž Slunce vidíme jako samostatné světelné body; díváme-li se napříč naší čočky, uvidíme do prázdnoty za ni; a díváme-li se podél čočky, hvězdy se vzrůstající vzdáleností sice slábnou, ale je jich příliš mnoho, než abychom mezi nimi viděli dál. Tvoří měkce světélkující pás obepínající pozemskou oblohu. Řekové o tomto pásu hovořili jako o „pásu z mléka" a nazývali jej „galaxis", podle slova gala - mléko. A my teď nazýváme tento shluk hvězd, jehož jsme ostatně částí, naší Galaxií. Římané nazývali pás na obloze Via lac-tea - Mléčná dráha. I tento název se uchoval do dnešních dnů. Když začali lidé pozorovat oblohu dalekohledy, objevili mezi hvězdami množství mlžných objektů. Vynikli v tom zvláště francouzský astronom Ch. Messier a Angličané W. Herschel a jeho syn J. Herschel. Tyto objekty dostaly název nebulae, což znamená latinsky mlhoviny. Později se ukázalo, že mnohé z těchto mlhovin jsou mračna prachu uvnitř Galaxie, vypadající jako temná oblaka (protože zastírala hvězdy za nimi) nebo jako zářivé mraky (protože je hvězdy osvětlovaly). Jiné z mlhovin, jako třeba mlhovina v Andromedě, leží naopak daleko za hranicemi naší Galaxie. Ve skutečnosti jsou to ovšem obrovská seskupení hvězd, stejně velká jako naše Galaxie a jen nesmírná vzdálenost je činí pro naše oči tak malé. Takových „mimogalaktických mlhovin" existují stovky miliard. Dnes už pro ně zobecněl termín galaxie, který přestal být vyhrazen jen pro naši část vesmíru.
Galium Objevy prvků poskytly často příležitost spojit vědu s vlastenectvím - objevitelé pojmenovali nové prvky podle své vlasti. Nejčerstvějším případem je objev prvku s atomovým číslem 95. Ten byl poprvé připraven v roce 1944 skupinou amerických chemiků pod vedením G. T. Seaborga a nazván americium. O pět let dříve objevila francouzská chemička M. Preyová prvek s atomovým číslem 87 a v roce 1946 jej nazvala podle své vlasti francium. V roce 1898 objevili manželé Curieovi při svých výzkumech uranové rudy malé množství prvku s atomovým číslem 84 (téhož roku dospěli k svému slavnému objevu radia, to byl však už druhý prvek, který objevili). Paní Curieová byla Polka, její dívčí jméno bylo Sklodowska, a prvek byl proto pojmenován podle její rodné země polonium. Německý chemik C. A. Winkler objevil v roce 1-886 prvek s atomovým číslem 32 a pojmenoval jej také podle své vlasti, i když ne podle německého, ale podle latinského názvu Germania - germanium. Nejzajímavějším příkladem, jak se zdá, je ten nejstarší. Zasahuje totiž jistým způsobem do etiky. Prvky dostávají názvy také po osobnostech, je však zvykem nazývat je pouze jmény těch, kteří už nežijí. Například prvky s čísly 99, 100 a 101 byly pojmenovány einsteinium, fermium a mendelevium po A. Einsteinovi, E. Fermim a D. I. Mendělejevovi. Všichni tři si jistě takovou poctu zasloužili a v době objevu prvků, která nesou jejich jména, už nežili. V roce 1875 však francouzský chemik Lecoq de Boisbaudran objevil prvek s číslem 31 a pojmenoval jej galium. Obvyklé vysvětlení zní, že název je odvozen z Galie, latinského názvu jeho vlasti. Avšak leckdo si už všiml, že Lecoq (francouzsky kohout) se latinsky řekne gallus. Vzniklo tak pochopitelně silné podezření, že Lecoq de Boisbaudran obešel etické zásady a pojmenoval prvek nejen po žijící osobě, ale dokonce sám po sobě!
Gamaglobulin Vědci se často setkávají s látkami, které patří do téže skupiny či třídy a liší se jen v maličkostech. Často je proto výhodné přiřadit k jejich názvu čísla nebo písmena, mezi jiným také řecká. První tři písmena řecké abecedy jsou alfa, beta a gama. Příkladem užití těchto písmen v odborném názvu jsou krevní bílkoviny. První bílkovina, která byla získána z krve, pocházela z červených krvinek a dostala název globulin. Lišila se od albuminu, bílkoviny obsažené ve vaječném bílku tím, že měla větší molekulu a byla méně rozpustná ve vodě. Podle příkladu německého fyziologa F. Hoppe-Seylera se pak stalo zvykem dělit jednodušší bílkoviny do dvou skupin: menších rozpustnějších albuminů a větších méně rozpustných globulinů. Je zvláštní, že bílkovina z červených krvinek, původní globulin, se ukázala špatným zástupcem skupiny a s názvem globin dnes není považována za pravý globulin. Kapalná část krve (plazma čili sérum) obsahuje rozpuštěné bílkoviny obou druhů, albuminy i globuliny. Je možné rozdělit je tím, že se plazma vystaví účinkům elektrického pole. Rozdílné bílkoviny se pod jeho vlivem pohybují rozdílnými rychlostmi a postupně se oddělí: albuminy se pohybují rychleji než globuliny a drží pohromadě, globuliny se rozdělí do tří skupin. Konečně jsme se tedy dostali k užívání řeckých písmen v jejich názvech. Nejrychleji se pohybující globuliny byly nazvány alfaglobuliny, další betaglobuliny, nejpomalejší gamaglobuliny. Z gamaglobulinů se staly velmi známé látky poté, co se ukázalo, že ovládají odolnost těla vůči mnoha chorobám.
Gen Jednou z prvních cest, jimiž se biologové snažili proniknout k tajemství buněčného nitra, bylo působení různých barviv na buňku. Buněčné látky reagovaly na barviva různě, a tak se některé části buňky mohly jevit proti bezbarvému pozadí jako barevné (nebo naopak). Uvnitř jádra buňky byly například jakési malé ostrůvky, které se s barvou vázaly a zbarvovaly se. V roce 1879 je proto německý anatom W. Fleming nazval chro-matiny, podle řeckého chromá - barva. Použijeme-li metodu barvení ve všech stadiích buněčného dělení, ukáže se, že v jednom okamžiku tohoto procesu se chromatin shromažďuje do malých nitkovitých těles. Tyto chromatinové nitky byly pojmenovány chromozómy neboli barevná tělíska (řecky sóma znamená těleso). A protože nitky chromatinů hrají tak pozoruhodnou roli v dělení buněk, byl celý proces buněčného dělení pojmenován mitóza, podle řeckého mitos - nit. Ukazovalo se, že chromozómy řídí jakýmsi způsobem chemické pochody v organismu. Potvrdilo se také, že děti dědí polovinu chromozómů od otce a polovinu od matky a mají proto určité znaky připomínající předky obou rodičů. Lidská buňka obsahuje 46 chromozómů, zatímco každý jednotlivec je utvořen z tisíců zděděných znaků. Biologové proto usoudili, že každý chromozóm se skládá ze stovek menších jednotek, z nichž každá ovládá jeden z dědičných znaků. Tyto menší jednotky nazvali geny, podle řecké přípony gen - rodící něco. Ze slova gen je odvozeno i pojmenování vědního oboru, zabývajícího se zkoumáním toho, jak se dědí jednotlivé znaky - genetika. Bádání o tom, jak posílit dědičnost kladných znaků je eugenika; řecká předložka eu-znamená dobře. Výzkumy eugeniky jsou stále ještě v plenkách, ale mnoho pseudovědců a polovzdělaných lidí o nich rádo mluví.
Genetický kód Biologové v roce 1902 usoudili, že chromozómy, malé útvary v buněčném jádře, ovládají dědičné vlastnosti buňky. Celá chemie buňky je řízena množstvím enzymatických bílkovin přítomných v buňce, z nichž každá urychluje určitou chemickou reakci - chromozómy tedy musí nějakým způsobem rozhodovat o tvorbě těchto enzymových molekul. Chromozómy se skládají z bílkovin a nukleových kyselin, přičemž bílkovinná část byla dříve považována za nejdůležitější složku. Chromozómová bílkovina by mohla podle této domněnky obsahovat jakési vzory pro sestavování bílkovin, z nichž se skládají buněčné enzymy. Každá buňka by pak mohla vytvářet enzymy podle povahy své chromozómové bílkoviny. V roce 1944 však americký biochemik O. T. Avery dokázal, že vytváření enzymových molekul ovládá nukleová kyselina. Biochemici náhle stáli tváří v tvář hádance: jak může molekula kyseliny nukleové, která se tak jasně liší od bílkoviny, sloužit jako vzor pro enzymy? Zkoumání stavby nukleových kyselin se rozproudilo nebývalým tempem. Záhy se ukázalo, že nukleové kyseliny jsou z hlediska molekulární stavby stejně velké a komplikované jako bílkoviny. Molekuly nukleových kyselin však byly vystavěny z jednotek nazývaných nukleotidy, zatímco bílkoviny byly vystavěny z jednotek zvaných aminokyseliny. Později vědci prokázali, že skupiny tří sousedících nukleotidů odpovídají jednotlivým aminokyselinám. Každá nukleová kyselina vytvořená z řetězu takových trojic může proto sloužit jako model pro stavbu bílkoviny s odpovídajícími řadami aminokyselin. Ale která skupina tří nukleotidů odpovídá které aminokyselině? Tento vztah dostal jméno genetický kód a byl rozřešen až v šedesátých letech našeho století.
Geochemie
Chemie - věda zkoumající složení hmoty a proměny tohoto složení - je velmi starou naukou, sahající hodně hluboko do prehistorie. Když člověk poprvé nechával kvasit vinnou šťávu, dělal cihly, sklo a tavil kovy, stal se vlastně už chemikem. Jak běžela staletí, dozvídali se lidé o chemii víc a víc. Chemikové zkoumali různé nerosty, učili se vyrábět nové plyny, určovali neznámé prvky, rozvinuli atomovou teorii. Avšak teprve v devatenáctém století byl formulován pojem chemické struktury Země i její přeměny v průběhu vývoje. A v roce 1838 pojmenoval švýcarský chemik Ch. F. Schónbein toto odvětví vědy geochemie - první část slova geo- pochází z řečtiny a má význam země. K tomu, aby člověk získal skutečné znalosti o chemii Země jako celku, musí ve velkém rozsahu studovat nerosty z každé části zemské kůry. Vznikla řada způsobů jak zkoumat uspořádání atomů v různých nerostech a rozvíjely se teorie nejpravděpodobnějších uspořádání. Potom byly zdokonaleny i metody jak poznávat chemii hlubokého nitra Země. Teprve po roce 1920 umožnily vzorky zemské kůry sebrané po celé planetě, využití rentgenových paprsků a výzkumy zemětřesných vln šířících se zemským nitrem, dozvědět se víc o chemické stavbě naší planety. Geochemie dosáhla mezi roky 1910 a 1920 věku dospělosti. Význačný podíl na tom má práce norského chemika švédského původu V. M. Gold-schmidta. Poznatky moderní astronomie napověděly mnoho i o chemii vesmíru. Umožnily tak vzniknout ještě novější vědecké disciplíně nazývané kos-mochemie.
Gerontologie Téměř po celý průběh lidských dějin byla naděje jednotlivce na dlouhý život nevelká. Do poloviny minulého století nepřesahoval průměrný lidský věk i v těch nejpokročilejších a nejbohatších zemích 35 let. Všeobecná úroveň výživy byla taková, že už v 50 letech byl člověk zjevně starý. Kolem roku 1860 se však začala prosazovat teorie francouzského chemika L. Pasteura o bakteriálním původu chorob a v důsledku toho se objevila celá řada metod, jak bojovat proti vážným nemocem, zabíjejícím do té doby každoročně milióny lidí. Téměř vzápětí se začaly šířit první poznatky o důležitosti hygieny, v prvních desetiletích našeho století pak přišel objev vitamínů a později i první antibiotika. V současnosti se průměrná délka lidského života pohybuje kolem 70 let; v pokročilejších oblastech světa je ještě vyšší a rychle stoupá i v méně vyvinutých zemích. I v dobách, kdy lidský život byl krátký a nejistý, dosahovali jedinci úctyhodného věku. Bylo jich však opravdu málo. Vzestup průměrné délky lidského života v současnosti tedy znamená především růst počtu starých lidí, což ovšem přináší i nové problémy, zejména v medicíně a sociologii. Rozběhl se rozsáhlý výzkum procesu stárnutí a chování stárnoucích buněk. Nový vědní obor získal pojmenování gerontologie (z řeckých slov s významem „zkoumání starců"). Lékařská péče o staré lidi je pak všeobecně nazývána geriatrie (z řečtiny - „léčení starců"). Vše, co zvýšení průměrného věku lidem přineslo, nemění nic na skutečnosti, že nejvyšší lidský věk zůstává stejný; něco přes sto let. Avšak i když staří lidé musí jednou umřít, je cílem gerontologů i geriatrů, aby poslední část lidského života byla prosta bolestí i obtíží.
Giberelin Japonští pěstitelé rýže si už dávno všimli toho, že některé rýžové rostlinky čas od času prodloužily své lodyhy. Vyrůstaly do takové výšky, že se nakonec jejich stébla lámala a rostliny umíraly. Japonci tomu říkali ba-kanae, což lze zhruba přeložit jako „nemoc
bláznivých semenáčků". V roce 1926 dokázal japonský botanik E. Kurosawa, že semenáčky bláznivě přerůstají a umírají vlastně proto, že jsou napadeny houbou, která (což Kurosawa jen tušil) musí nějak uvolňovat sloučeninu urychlující růst. Houba, o kterou jde, nese odborné pojmenování Gibberella fujikuori (první část názvu je latinská a znamená hrbatý - podle vzhledu jejích buněk, druhá část je pojmenována po japonském vědci, který druh popsal). Látka způsobující nežádoucí růst byla nazvána giberelin. V roce 1938 získali japonští chemici z výtažku houby dvě podobné sloučeniny. Nazvali je giberelin A a giberelin B. Teprve v roce 1956 se zjistilo, že giberelin vytvářejí nejen houby, ale i vyšší rostliny. Jde totiž o skupinu rostlinných hormonů, ve svém účinku dosti podobnou auxinům, avšak s mnohem složitějšími molekulami. Rostlinám je giberelin nebezpečný pouze proto, že houba jej produkuje příliš mnoho. Ve vhodných dávkách však lze giberelinů použít i k popohnání (stimulaci) růstu rostlin do bezpečné délky a tak zvýšit úrodu.
Glukóza V počátcích chemie, dokud neexistovala přístrojová technika, byla chuť jedním z prostředků k odlišení chemických látek. Takovým způsobem například určovali předchůdci dnešních chemiků skupinu kyselých a také sladkých látek. Řecky se sladký řekne glykys, takže jeden z druhů cukru (těchto druhů existuje velké množství) má název glukóza; příponu -óza dnes chemici používají obecně pro cukry a příbuzné sloučeniny. Jak už to někdy bývá, není přitom glukóza sladká ani tolik jako obyčejný řepný cukr (sacha-róza). Glukózu obsahuje v malé koncentraci krev, v níž je okamžitým zdrojem tělesné energie. V roce 1857 francouzský fyziolog C. Bernard objevil v játrech škrobovou látku, kterou může tělo v případě potřeby přeměnit v glukózu. Nazval ji glykogen, protože řecké genes znamená tvořit, vyrábět. Glykogen je tedy „výrobcem sladkosti". I jiné chemické sloučeniny, které mají sladkou chuť, získaly podobná jména. Organická kapalina, která je chuťově sladší než řepný cukr, přitom ale jedovatá a užívaná většinou jako součást nemrznoucí směsi, je nazývána glykol. Další sloučenina, chemicky o něco složitější a tvořící část molekuly olejů a tuků, je naopak zcela neškodná a zdravotně nezávadná. Přidává se do cukrovinek. Je sladká přibližně jako řepný cukr a má název glycerol. Sladká je též aminokyselina glycin, která získala název právě díky své sladkosti.
Glycin Hustá lepkavá hmota v těstu je klih. Toto slovo se stalo běžným výrazem pro mnoho nejrůznějších lepidel. Důležitými zdroji lepidel jsou kůže, kopyta a kosti zvířat, protože obsahují látku způsobující lepkavost konečného produktu - vláknitou bílkovinu nazývanou kolagen, z řeckého kola - lepidlo. Jestliže čistý kolagen vystavíme dlouhodobému zahřívání, bílkovinné molekuly se rozpadnou a vytvoří želatinu. Výraz pochází z latinského gelare - mrznout, protože teplý kapalný roztok želatiny po vychladnutí „mrzne" v rosol. Ze slova gelare je vlastně odvozen i název želé pro označení různých druhů rosolů. V roce 1820 zkoumal francouzský chemik H. Braconnet želatinu po chemické stránce. Už z dřívějška věděl, že celulóza se rozkládá na nejjednodušší molekuly podobné cukru, jestliže na ni působí kyselina. Bude se želatina, která pochází z kolagenu a tedy vláknité složky těl živočichů, chovat stejně? Želatina se skutečně působením kyseliny rozkládala na menší štěpy, fragmenty. Přinejmenším jeden z nich měl po vyčištění sladkou chuť. Braconnet si byl zcela jistý, že jde o cukr, dokonce fragment nazval „želati -nový cukr". Teprve v roce 1838 se přišlo na
to, že „želatinový cukr" obsahuje dusík, který v cukrech obvykle chybí. Látka byla přejmenována na glycin. Braconnet ovšem vykonal mnohem víc než tušil. Glycin je totiž nejjednodušší aminokyselinou, ne sice první, která byla objevena, ale první, o níž bylo známo, že je součástí bílkovinné molekuly. Tento poznatek se stal skutečným milníkem v biochemii.
Gravitace Newtonův první pohybový zákon mimo jiné říká, že každý předmět se bude pohybovat přímočaře, nebude-li nucen změnit směr působením vnější síly. Budete-li se otáčet velkou rychlostí v kruhu a držet se přitom rukověti elastického lana a rozhodnete se náhle své sevření uvolnit, okamžitě odlétnete z kruhu, po němž jste se předtím pohybovali. Pouze stálý tah lana vás nutil k změně směru pohybu - tedy k pohybu v kruhu. Síle, která má snahu vynést nás z kruhu, říkáme centrifugální (česky odstředivá), z latinského centrum - střed a fugere - unikat. Je to tedy síla, která způsobuje, že „unikáme od středu". Naopak síla, která nás přitahuje do středu (v našem příkladu to byl tah lana), se nazývá centri-petální (česky dostředivá), z latinského petere - pohybovat se k něčemu. Je to tedy síla, která způsobuje, že se „pohybujeme ke středu". A právě rovnováha těchto dvou sil nás udržuje na kruhové dráze. Lano brání tomu, abychom odlétli pryč, protože drží pevně pohromadě díky molekulární soudržnosti. Dostředivá síla je výsledkem této soudržnosti, proto se projevuje pouze tehdy, existuje-li nepřetržité hmotné spojení mezi námi a středem. Každé těleso však přitahuje jiné těleso, dokonce i bez fyzického kontaktu. Je-li těleso dostatečně hmotné, je účinek přitažlivosti značný. Například předmět uvolněný ve vesmíru tisíc kilometrů od Země je jí přitahován a pohybuje se směrem k ní, i když je mezi nimi vakuum. Měsíc vzdálený od Země 384 000 km také padá, ale protože se sám pohybuje a odstředivá síla pohyb k Zemi vyrovnává, zůstává na uzavřené dráze kolem Země a nikdy ani nedopadne, ani se nevzdálí. Tento tah bez fyzického styku je to, co nám dává pocit váhy či tíhy. Latinsky těžký je gravis, proto se přitažlivost jednoho tělesa vůči druhému nazývá gravitace. A je to právě gravitace, která udržuje pohromadě celou sluneční soustavu a které vděčíme za to, že všechno na Zemi zůstává na svém místě.
Gravitační čočka Podle Einsteinovy teorie relativity se světlo procházející gravitačním polem pohybuje po zakřivené dráze. Jestliže tedy prochází světelný paprsek ze vzdálené hvězdy těsně kolem slunečního povrchu, ohýbá se nepatrně směrem ke středu Slunce. Při srovnání s hvězdami, jejichž světlo prochází dál od Slunce, se nám pak zdá, že první hvězda změnila polohu. Hvězdy tak blízko k Slunci jsou ovšem těžko k spatření - výjimkou je jen úplné zatmění, kdy je pozorovat můžeme. V roce 1919 astronomové úplné zatmění pozorovali právě s úmyslem ověřit si, zda tyto hvězdy skutečně změnily polohu. Bylo tomu tak a zjištění silně podepřelo Einsteinovu teorii, publikovanou pouhé tři roky před tím. Světlo se také ohýbá, když přechází ze vzduchu do skla. Světlo procházející čočkou se vychyluje a dopadá na druhé straně do určitého bodu. Světelné paprsky, které se tímto způsobem nahromadí z většího prostoru a soustředí do malé oblasti, způsobují, že objekty vyzařující nebo odrážející světelné paprsky vypadají větší a jasnější. Jestliže se nějaký astronomický objekt nachází přesně za jiným astronomických objektem (při pohledu ze Země), světlo ze vzdálenějšího tělesa se bude ze všech stran lehce ohýbat kolem bližšího objektu. Světelné paprsky se potom během další cesty k nám viditelně seběhnou k sobě a vzdálenější objekt se nám proto bude jevit větší a jasnější. Říká se tomu efekt gravitační čočky. Někteří astronomové uvažují, zda jsou kvasary, jež se nám jeví tak neobyčejně jasné, ovlivněny tímto efektem gravitační čočky. Pravděpodobně tomu tak není. Očekává se však,
že v roce 1988 se určitá hvězda přesune před jinou, vzdálenější, a že při té příležitosti budeme moci hypotézu o gravitačních čočkách ověřit.
Hadron Známe čtyři druhy silových polí, které mají schopnost na určitou vzdálenost přitahovat (nebo někdy i odpuzovat). Jako první bylo objeveno působení gravitace. Je ze všech čtyř silových polí nejslabší, ale projevuje se v souvislosti s tak obrovskými nakupeními hmoty, jako jsou Slunce či Země, že výsledný účinek je značně silný. Dalším v pořadí je elektromagnetické pole. Souvisí s elektricky nabitými elementárními částicemi, hlavně s elektrony a protony. Výsledkem působení elektromagnetických sil je právě soudržnost atomů a molekul. Také veškeré tlakové i tahové síly, jež spojujeme s působením živých organismů či mechanických zařízení, jsou v podstatě elektromagnetického původu. Až do třicátých let našeho století se o jiných silových polích příliš nevědělo. Tehdy se však vynořila otázka, proč vlastně drží atomové jádro pohromadě, když je složeno jen z neutronů a protonů, přičemž protony jsou všechny nabité kladně, takže by se měly silně odpuzovat. Protože však přesto drží protony pohromadě, začali vědci uvažovat o tom, že v atomovém jádru se musí projevovat ještě nějaké jiné vzájemné působení sil, které jádro udržuje pohromadě (v čemž pomáhají i elektricky nenabité neutrony) přes odpuzování protonů. Aby bylo možno vysvětlit, co se vlastně uvnitř jádra děje, bylo zapotřebí předpokládat dva druhy vzájemného působení. Jednak silné jaderné vzájemné působení (jaderná interakce), které je stotřicetkrát silnější než elektromagnetické síly, jednak slabé jaderné vzájemné působení, mnohem slabší než elektromagnetické, ale silnější než gravitační. Silnému jadernému působení jsou schopny čelit jen hmotnější elementární částice jako proton a neutron. Takovéto částice s velkou hmotou (včetně některých mezonů a značně hmotných hyperonů) byly souhrnně označeny jako hadrony - z řeckého slova silný.
Halucinogeny Mozek, jako ostatně všechny části lidského těla, vykonává své funkce prostřednictvím určitých chemických reakcí. Tyto reakce jsou vyvolávány podněty, jež do mozku přicházejí prostřednictvím smyslů. Jestliže dodáme do těla určité látky, které se svými účinky střetávají s těmito chemickými reakcemi, můžeme ovlivnit chemické pochody v mozku. V důsledku toho může tělo reagovat na podněty, jež nemají žádný vztah k vnějšímu světu. Člověk se domnívá, že vnímá věci, které nejsou, zatímco naopak nevnímá ty, jež jsou skutečné. Výsledkem jsou halucinace (výraz latinského původu s významem „v duchu se podivovat"). Látky způsobující halucinace se vytvářejí v určitých rostlinách - např. v kaktusu Lophophora williamsii (nazývaný peyote či meškal) z Mexika nebo v houbě Amanita muscaria (za tímto jménem se skrývá mucho-můrka červená). Kdysi sloužily tyto rostliny při primitivních náboženských obřadech - snědeny poskytovaly halucinace, považované za nahlížení do jiného světa (či únik ze světa běžného). Jinými látkami, způsobujícími halucinace, jsou hašiš ze Středního východu a americká marihuana. Švýcarský chemik Hofman se v roce 1943 zabýval organickou sloučeninou se složitým názvem - dietylamid kyseliny lysergové. Náhodou se mu zachytilo několik krystalků látky na prstech. Byl postižen podivnými halucinacemi a trvalo celý týden, než se znovu vrátil do skutečného světa. Začal se tímto jevem zabývat a zjistil, že stačí jen nepatrná množství látky, aby spolehlivě vyvolala halucinace. Název látky byl brzy zkrácen na pouhá tři písmena; vzhledem k tomu, že německy se kyselina řekne Sdure (a Hoffman mluvil německy), zní zkratka LSD. V poslední době si celá řada mladých lidí začala hloupě pohrávat se svými duševními stavy
(a tím často i se životem) právě požíváním LSD i dalších podobných látek, a tak se halucinace způsobené drogami staly předmětem důležitých výzkumů. Látkám způsobujícím halucinace se dnes souhrnně říká halucinogeny.
Hélium V roce 1868 bylo v Indii možné pozorovat úplné zatmění Slunce. Poprvé přitom byla sluneční atmosféra, jež se nejlépe pozoruje právě při zatmění, zkoumána novou technikou spektroskopické analýzy. Ta byla vyvinuta pouze devět let předtím. Její princip spočívá v tom, že světlo vyzařující ze silně rozpálené látky prochází skleněným hranolem a rozkládá se do čar rozdílných barev. Každý prvek přitom tvoří vlastní charakteristický soubor barevných čar. V průběhu indického zatmění nechal francouzský astronom P. J. C. Janssen procházet světlo sluneční atmosféry tímto hranolem a zjistil, že mezi známými čarami pozemských prvků se objevila žlutá čára, kterou nemohl identifikovat. Britský astronom N. Lockyer pak srovnával polohu této čáry s polohami čar vytvořenými různými prvky a usoudil, že novou čáru způsobil prvek ze Slunce, jenž není přítomen nebo nebyl dosud objeven na Zemi. Nazval jej hélium, podle řeckého pojmenování Slunce - hélios. Celá léta se situace neměnila; hélium zůstávalo jen neobvykle zbarvenou čarou ve slunečním spektru, nic víc. Pouze pár vědců se problémem zabývalo dál. V roce 1888 americký chemik F. Hillebrand zjistil, že z uranového nerostu zvaného uranin unikají bubliny plynu, jestliže na něj působíme silnou kyselinou. Plyn prozkoumal a usoudil, že jde o dusík. Ve skutečnosti tvořil sice dusík část tohoto plynu, ale Hillebrand naneštěstí nepřihlížel k faktu, že při vysoké teplotě plyn vyzařoval světlo, jehož některé spektrální čáry neodpovídaly dusíku. Skotský chemik W. Ramsay o jeho experimentu četl a nijak ho neuspokojil. Použil jiný uranový nerost, cleveit, jenž je krystalickou formu uraninu, a v roce 1895 experiment zopakoval. Spolu s Lockyerem zkoumali pak spektrální čáry plynu a téměř okamžitě zjistili, že objevili hélium. Sedmadvacet let poté, co bylo hélium objeveno na Slunci, bylo konečně zjištěno také na Zemi.
Hemofilie Během posledního století byly dvě královské rodiny sužovány chorobou vyznačující se nadměrnou krvácivostí. Tak například syn posledního ruského cara Mikuláše II. mohl po malém říznutí vykrvácet k smrti. Totéž platilo i o některých synech španělského krále Alfonse XIII. Choroba měla značnou publicitu v tisku a začalo se jí říkat „nemoc králů". Její pravé jméno je však hemofilie, z řeckých slov haima - krev a filia - přátelství, náklonnost. Hemofilie se usadila v královských rodinách kupodivu až v moderní době. Ve Španělsku vedou její stopy k anglické královně Viktorii přes její nejmladší dceru Beatrici, v Rusku ji lze stopovat k téže královně přes její druhou dceru Alici. Zdá se zcela jisté, že „královská nemoc" pochází od Viktorie, alespoň co se týče královských rodin. Lidé trpící hemofilií se narodí s krví, v níž chybí důležitá látka přispívající ke krevní srážlivosti. Choroba je svázána s pohlavím osoby: muž ji může mít, ale nemohou ji po něm zdědit jeho děti, zatímco u ženy se nemusí projevit a přece jí mohou trpět její děti. Královna Viktorie porodila nejméně dvě dcery, které pak přenesly neschopnost srážení krve na své potomky. U samotných dcer se však tato nebezpečná choroba neprojevila. Ostatně hemofilií trpělo rovněž mnoho zcela nekrálovských lidí. Jedna zvláštní odrůda choroby se objevila v roce 1952. Vyskytla se u pětiletého chlapce, jehož příjmení bylo Christmas (česky vánoce). Faktor, který mu chyběl v krvi, byl pak s mimořádnou nejapností pojmenován „vánoční faktor" a zvláštní odrůda krvácivosti dostala název „vánoční choroba".
Hemoglobin Holanďan A. van Leeuwenhoek, který jako první systematicky používal mikroskopu, byl také prvním, kdo uviděl v krvi malé předměty, jež obsahovaly rudě zabarvující látku. Nazval předměty korpuskulemi, z latinského corpusculeum - tělísko. Dnes jim říkáme červené krvinky, abychom je odlišili od dalších tělísek v krvi, které nenesou barevnou složku a nazývají se bílé krvinky. Odborně se červená krvinka nazývá erytrocyt, z řeckého erythros - červený a kytos buňka. V případě červené krvinky však není odborný název sestaven správně. Bílé krvinky jsou totiž skutečně buňkami, červené však nikoliv, chybí jim jádro, které každá buňka musí mít. Zcela správné je proto pojmenování bílé krvinky - leukocyt, z řeckého leukos - bílý. Van Leeuwenhoek ovšem nazýval červené krvinky rovněž globule, z latinského globulus kulička. Také toto pojmenování je nevhodné. Van Le-euwenhoekův prastarý mikroskop nemohl ukázat, jaký je přesný tvar červené krvinky, dnes však víme, že není kulový, nýbrž diskovitý s pro-láklinami na obou plochých stranách. Nicméně když kolem roku 1805 švédský chemik J. J. Berzelius získal z červených krvinek bezbarvou bílkovinu, pojmenoval ji globulin, protože pocházela z „globulí". Uvnitř krvinek se globulin spojoval s barevnou složkou nazývanou „hematin" a celá molekula byla nazývána hematoglobu-lin. Výraz se časem - snad proto, že i vědci jsou někdy líní zkrátil vynecháním čtyř písmen na hemoglobin. Dodnes tak nazýváme červenou krevní bílkovinu.
Hormon Už velmi dávno nacházeli anatomové v těle malé útvary, které jim tvarem připomínaly žaludy. Nazvali je proto latinsky glandula, z latinského glans - žalud. (V češtině se pro ně užívá nevýstižného názvu žláza.) Takové žlázy našli anatomové také nad ledvinami a nazvali je proto nadledvinky, latinsky glandula suprarenalis, od slova renes - ledviny a supra-, nad. V roce 1895 biochemici Oliver a Sharpey-Schafer zjistili, že adrenální žlázy čili nadledvinky obsahují látku, která způsobuje stah tepen a zvýšení krevního tlaku. Látku v roce 1901 izoloval japonský biochemik Takami-ne. Byl to první příklad chemické sloučeniny, která se tvořila ve žláze a která mohla po zavedení do krevního oběhu povzbudit některé orgány k určité činnosti. V roce 1902 angličtí fyziologové M. Bayliss a E. H. Starling navrhli, aby se těmto látkám říkalo hormony, podle řeckého výrazu hor-mán znamenajícího uvést do pohybu. Všechny látky, jež se tvořily ve žlázách, se staly postupně pro fyziology natolik důležité, že slovem žláza se začal označovat jakýkoli tělesný orgán vylučující nějaké kapalné látky, nehledě na jeho velikost. Játra jsou tedy žlázou, ačkoli váží často i několik kilogramů. Naopak lymfatic-ké žlázy, jedny z prvních, které tak byly pojmenovány, se tak vlastně nemají nazývat, protože žádnou kapalinu nevylučují. Správně se jmenují lymfatické uzliny, protože připomínají uzlovité otoky na provazovítých lymfatických cévách. Prvý objevený hormon pocházející z nadledvinek je nazýván adrenalin.
Humor Jaterní tekutina, kterou nazýváme žluč, má také řecké pojmenování chole, jež pochází ze slova cholos - hořký. A žluč je vskutku pořádně hořká. Řecké pojmenování je ovšem používáno pouze ve spojení s jiným slovem. Řekněme si nejprve, že staří Řekové se domnívali, že existují čtyři základní tělesné šťávy: krev, hlen, žlutá žluč a černá žluč (ve skutečnosti existuje jen jediná žluč, která má záhy po vzniku
zlatožlutou barvu, zatímco po nějaké době změní probíhající chemické procesy její barvu na zelenočernou a proto se asi do povědomí Řeků dostala dvojí žluč). Jestliže bylo kterékoli z těchto šťáv příliš velké množství, usoudili Řekové, že člověk trpí tou či onou nepřiměřeností. Například měl-li člověk příliš mnoho žluté žluči, byl obdařen sklonem rychle se hněvat a byl cholerikem (zde se tedy objevuje řecké chole - žluč). Mělli přebytek černé žluči, byl náchylný k smutku a stal se melancholikem, z řeckého melas černý. Za starých časů se o tělesných šťávách hovořilo jako o humorech, podle latinského humere - být vlhký, mokrý. I když teorie humorů dnes dávno neplatí, slovo se nám udrželo ve změněném významu, značí především dobrou duševní náladu, sklon k žertování, veselý rozmar i umění vyvolávat tyto stavy u jiných lidí. Tato změna významů má svůj původ v alžbětinské Anglii. Za oněch časů bylo zvykem psát divadelní hry o lidech, kteří měli vysloveně jednostrannou osobnost. Jedna postava měla vytahovačný charakter (tedy „humor"), jiná zbabělý, další lakotný. Spisovatel Ben Jonson došel až k úmyslnému extrému a napsal hru, která zahrnovala pouze takové vyhraněné postavy. Nazval jí Every Man in His Humor (Každý podle své letory). Protože tyto hry bývaly obvykle komediemi a jejich postavy svými opakujícími se vlastnostmi vzbuzovaly veselí, získalo slovo humor, humorný svůj nynější význam.
Hurikán Většina vichřic má v podstatě charakter cyklonu, a přesto mnoho neuškodí. Avšak čas od času se vyskytnou takové podmínky, při nichž je vířivý pohyb příliš rychlý. Až příliš samozřejmou součástí života obyvatel východního pobřeží USA - zvláště těch, kteří žijí v oblasti Mexického zálivu - je cyklon vznikající v Karibské oblasti koncem léta nebo počátkem podzimu a vytvářející gigantický větrný vír, který postupuje rychlostí přes sto šedesát kilometrů v hodině. Pohybuje se severozápadním směrem a nazývá se hurikán, podle výrazu karibských Indiánů hurakan, jímž označují jednoho z ďábelských duchů. Každý, kdo prožil hurikán potvrdí, že jeho název pocházející od zlého ducha má své oprávnění. Hurikány patří k Atlantickému oceánu, podobné kruté cyklónové bouře se však vyskytují také v západním Pacifiku. Jsou to tajfuny. Název pochází z arabského slova tufan. Arabové totiž začali dobývat jihovýchodní oblasti Asie dříve než Evropané, takže v Indonésii či na Filipínách jsou dodnes silné muslimské skupiny. Arabské tufan pak pochází pravděpodobně z řeckého Týfon, jména zlého obra, který bojoval s Diem v bitvě bouří a blesků. Tedy opět teorie zlého ducha. Občas vznikají na povrchu země mnohem menší, zato však mnohem prudší cyklony s tak prudkým větrem, že smetou všechno, co jim přijde do cesty; jejich rychlost nebyla nikdy změřena, protože zničí veškeré měřicí přístroje. Naštěstí jsou dráhy takových bouří krátké a úzké. Říká se jim tornáda, podle španělského slova tornádo - návrat (vítr se vrací v kruhové dráze kolem) anebo tronada - bouře. Španělština je původcem názvu proto, že Španělé kolonizovali jižní části středu Spojených států před Angličany a před nimi také prožili tyto bouře.
Hydrofobie Všechny lidské bytosti vědí, co je strach. Některé druhy strachu (třeba ze lvů nebo vrahů) jsou normální a rozumné. Existují však také nenormální druhy strachů, které jsou chorobnými stavy. Psychologové je nazývají fobie, z řeckého fobos - strach. Fobie jsou rozděleny podle zdrojů strachu. Známým příkladem je klaustrofobie, chorobný stav z uzavřených míst (z latinského claustrum - uzavřené místo). Rozdílná je agorafobie, chorobný strach z otevřeného prostoru (z řeckého agora - trh, jenž byl nejotevřenějším místem v řeckém městě). Člověk trpící klaustrofobií odmítá třeba zůstat v místnosti se zavřenými dveřmi, zatímco ten, kdo trpí agorafobií, nechce zůstat v pokoji s otevřenými
dveřmi, i když ani v jednom případě nehrozí samozřejmě žádné nebezpečí. Existuje mnoho různých fobií, včetně panfobie, chorobného strachu ze všeho (z řeckého pan - vše) a fobofobie, chorobného strachu ze strachu. Méně častými případy jsou neobvyklé nenávisti - fobie spíše společenské než psychologické. Patří sem třeba nenávist ke všemu cizímu, jíž označujeme jako xenofobii, z řeckého xenos - cizí. Jedna z fobií je ovšem skutečně fyzickou chorobou, nikoliv psychickým stavem. Je to virová infekce, která zasahuje nervový systém a člověk s takovou chorobou nemůže polykat. Pokus spolknout vodu, dokonce pohled na ni nebo její zvuk způsobují křeč, která nemocnému zabraňuje polykat. Staří Řekové se domnívali, že tyto křeče pocházejí z chorobného odporu k vodě a nazvali chorobu hydrofobií, podle slova hydor - voda. Tato choroba je přenášena kousnutím nakaženého zvířete. U zvířat je obvykle nazývána latinským jménem rabies, od slova rabere - zuřit, protože zvíře se dostává do takové úzkosti a agónie, že se chová jako by podlehlo nepříčetnému vzteku. (Odtud také české pojmenování choroby - vzteklina.) Zcela jiný obsah má slovo hydrofobie ve fyzikální chemii. Látky, které se nesmáčejí vodou, označujeme jako hydrofobní, naproti tomu ty, které se vodou smáčejí, jsou hydrofilní. Tyto vlastnosti mohou mít i skupiny atomů v některých sloučeninách. Například důležitou součástí mýdla je sodná sůl kyseliny palmitové, v níž se po rozpuštění ve vodě projevují hydrofobní i hydrofilní složky. Podstatou mytí a praní je pak to, že hydrofobní řetězce palmitové kyseliny mezi sebou zachycují různé nečistoty a přenášejí je na povrch mýdlového roztoku.
Hydroponie Počátky zemědělství se datují do doby zhruba před deseti tisíci lety a od té doby je obdělávání půdy nejdůležitější ze způsobů, jimiž si lidé opatřují potravu. Není tedy divu, že si lidé vždy mysleli, že rostlinný život je umožněn pouze půdou.- A vskutku - máme půdy plodné a půdy neúrodné, půdy, které pokud jsou dobře zavlažovány rodí dobře a půdy, které nerodí, i kdyby byly zavlažovány sebevíc. Devatenácté století přišlo na to, že rostliny zužitkovávají malá množství minerálních látek v půdě díky tomu, že se tyto látky rozpouštějí ve vodě. Hlavní díl výživy rostliny ovšem přichází ze vzduchu, zatímco samotná půda slouží (neuvažujeme-li o malých množstvích důležitých nerostů) hlavně k podpoře rostliny. Zdálo se tedy, že je docela reálné pěstovat rostliny ve vodním roztoku minerálních látek důležitých k výživě. Výživné látky jsou v tomto případě rostlinám zvlášť dobře přístupné a navíc lze jejich dávky i vzájemný poměr dobré kontrolovat. Takto pěstované rostliny by měly být větší a zdatnější a navíc by se vyřešil i nedostatek úrodné půdy. Metoda nese název hydroponie (čili obdělávání vody). Hydroponie však vyžaduje podporu vysoce vyvinutého chemického průmyslu a pokud je možné rozvíjet tradiční zemědělství, je dost nepravděpodobné, že by je hydroponie nahradila. Produkty této metody mohou být opravdu jen jistým přídavkem. V jednom případě ovšem mohou mít hydroponicky pěstované rostliny svůj smysl: až se lidé vydají na kosmické cesty k cílům vzdálenějším než je Měsíc, bude pro ně nepraktické brát si zásoby potravin na léta. Výhodnější bude pěstovat si některé druhy potravin přímo na palubě kosmické lodi a právě tady bude hydroponie vhodným řešením.
Hyperon Elektron i proton mají opačné elektrické náboje stejné velikosti, proton je však 1836krát hmotnější než elektron. V roce 1930 byla objevena třetí elementární částice - neutron, která nemá žádný elektrický náboj, je však o něco málo hmotnější než proton. Téměř dvacet let
zůstávaly proton s neutronem nejhmotnějšími známými elementárními částicemi a fyzikové dokonce uvažovali o tom, že jsou to patrně nejhmotnější částice vůbec. V roce 1947 však objevili dva angličtí fyzikové G. D. Rochester a C. C. Butler v mlžné komoře stopu ve tvaru V a zjistili, že jedna z větví této stopy patří částici, jež je 2200krát hmotnější než elektron a proto o pětinu hmotnější než proton nebo neutron. Rochester s Butlerem pojmenovali nově objevenou částici podle tvaru a stopy, která ji odhalila, částice lambda, velké řecké písmeno lambda má totiž tvar obráceného V. V následujících letech byly objeveny a prozkoumány částice ještě hmotnější. Všechny však byly velmi nestálé, existovaly nejdéle jednu desetimi-liardtinu vteřiny a pak se rozpadaly na protony, neutrony a menší částice. Podle příkladu lambdy však každá skupina těchto těžkých částic dostala řecké jméno: existuje skupina sigma částic s hmotou převyšující elektron 2360krát, skupina xí částic asi 2600krát hmotnější než elektron a v roce 1964 byly objeveny omega částice, jejichž hmota je 3300krát větší než hmota elektronu, tedy dvojnásobná i proti protonu. Všechny těžké částice byly souhrnně nazvány hyperony, což je odvozeno z řeckého výrazu hyper znamenajícího nad. Hmoty hyperonů jsou totiž „nad hmotami protonu a neutronu".
Chlór Německý chemik J. R. Glauber nechal v roce 1658 působit na obyčejnou kuchyňskou sůl kyselinu sírovou. Získal roztok, který vydával dusivou páru, „dusivý dech". Nazval novou látku solným dechem. Látka měla v roztoku kyselé vlastnosti, a protože byla připravována ze soli a sůl byla nejsnáze dostupná z mořské vody, byla pak látka příhodně pojmenována mořskou kyselinou či kyselinou muriatickou (muria je latinsky mořská slaň, mořská voda) neboli kyselinou solnou. Kyselina solná je nejběžnějším příkladem kyseliny, která neobsahuje kyslík. Avšak na konci 18. století panovala teorie, podle které musí obsahovat kyslík všechny kyseliny, ostatně kyslík podle této mylné dedukce získal i své pojmenování. Zdálo se tedy jisté, že molekula kyseliny solné musí být složena z atomů kyslíku a jakéhosi neznámého prvku, který byl nazván murium. V roce 1774 pak švédský chemik K. W. Scheele nechal na kyselinu solnou působit kysličník manganičitý a získal zelenavý a chemicky aktivní plyn s nepříjemným zápachem. Neuvědomil si, že objevil nový prvek, svedla ho falešná teorie o kyselinách, podle níž se domníval, že vidí jen kyselinu solnou sloučenou s kyslíkem přidaným z kysličníku manganičitého. Objevily se návrhy, aby zelenavý plyn byl nazván oximuriatickou kyselinou, jiní navrhovali název kysličník muria. Trvalo až do roku 1810, než si britský chemik Davy jako prvý uvědomil pravdu. A byl mu také přiznán objev nového prvku. Když nemohl v „kysličníku muria" objevit žádný kyslík, došel k závěru, že v kyselině solné žádný kyslík není a usoudil také, že zelenavý plyn je novým prvkem. Zavrhl všechna matoucí pojmenování a prvek nazval chlór, podle řeckého slova chloros - zelený. A jak to dopadlo s kyselinou solnou? Její molekula je tvořena jedním atomem vodíku a jedním atomen chlóru a říkáme jí dnes kyselina chlorovodíková.
Chloroform Vědci získávají nové chemikálie často prapodivnými způsoby. Tak třeba anglický přírodovědec V. Ray v 17. století povařil hrst červených mravenců a získal kyselinu, kterou on či někdo jiný pojmenoval acidum formicum - kyselina mravenčí, podle latinského formica - mravenec. Vlastně to bylo velmi vhodné pojmenování, protože bolest po kousnutí červeným mravencem je způsobena právě malým množstvím kyseliny, kterou mravenec vstříkne do rány. Kyselina mravenčí je mimochodem obsažena i v kopřivách.
Molekula kyseliny mravenčí je tvořena atomem uhlíku, ke kterému je vázán atom vodíku, atom kyslíku a kombinace kyslíku a vodíku nazývána hydroxylová skupina. Menší změny v těchto vazbách ústí v jiné sloučeniny, které si ve svém názvu často uchovávají kmen form. V chemickém názvosloví se ostatně často stává, že jedna látka pojmenovává další, až se původce jaksi ztratí z dohledu. Když například zaměníme hydroxylovou skupinu atomem vodíku, výsledná molekula obsahuje aldehydovou kombinaci prvků a tento aldehyd bude přirozeně nazván formaldehyd. Čtyřicetiprocentní roztok formaldehydu (který je v čistém stavu plynem) ve vodě je formalin. Používá se v zoologických a anatomických laboratořích k ochraně tkání před rozkladem a zejména studenti přírodních a lékařských věd jeho zápach dobře znají. Jestliže však hydroxylovou skupinu nahradíme atomem chlóru a atom kyslíku nahradíme dvěma dalšími atomy chlóru, je výsledkem jakási chlorovaná kyselina mravenčí. Jméno sloučeniny je opět ve stylu podobných zkratek - říká se jí chloroform. A i když je to název pro většinu lidí zcela běžný, asi pouze chemici si jej ještě dovedou spojit s mravenci.
Chlorofyl Objeví-li se v názvu chemické látky předpona chlor-, bývá to obvykle pádný důvod k domněnce, že její molekula obsahuje jeden či několik atomů chlóru. Avšak chlór byl pojmenován podle zelené barvy a tak i předpona někdy označuje jen barvu látky a ne její chemickou stavbu. Nejdůležitější zelení v přírodě je samozřejmé zeleň rostlinstva. Látka, která tuto barvu způsobuje, byla poprvé izolována v roce 1817 francouzskými chemiky P. J. Pelletierem a J. B. Caventouem, kteří ji pojmenovali chlorofyl, podle řeckých slov chloros - zelený a fyllon - list. Má tedy chloro- v tomto případě vztah pouze k barvě, protože chlorofyl neobsahuje žádné atomy chlóru. Chlorofyl pracuje jako past na sluneční světlo a přeměňuje zároveň kysličník uhličitý ze vzduchu v potravu, z níž žijí všichni živočichové. Je to bez jakékoliv nadsázky nejdůležitější barevná sloučenina na zemi, jejíž význam nelze srovnat s žádnou jinou. Rostliny ovšem obsahují i další barevné sloučeniny, ty jsou však nekonečně méně důležité, i když bychom bez nich žili asi také neradi. Existuje například druh barevné sloučeniny nazývaný anthokyan, který se objevuje v mnoha druzích květin. Její jméno je odvozeno z řeckého anthos - květ a kyanos - modrý. Název svědčí o tom, že se objevuje v modrých květinách, bývá však také fialový či červený a vyskytuje se ve fialkách, růžích i máku. V rostlinách jsou i žlutá barviva flavony (z latinského flavus - žlutý) nebo xantony (z řeckého xanthos - žlutý), většina známých žlu-tooranžových pigmentů je však tvořena karotenem, který dostal své jméno proto, že byl prvně izolován z mrkve (latinsky carota mrkev). Karoten se vyskytuje i v živočišných tucích, dokonce v lidském. Nejvíce karotenu mají v tukových vrstvách pod kůží lidé ve východní Asii.
Chloroplast Za to, že zelené rostliny mají zelenou barvu, zodpovídá chlorofyl. Prostřednictvím chlorofylu mění sluneční energie kysličník uhličitý a vodu na rostlinné tkáně a kyslík. Všechen živočišný život - včetně života člověka - závisí výhradně na rostlinných tkáních a kyslíku, bez nichž bychom neměli co jíst ani co dýchat. V roce 1865 zjistil německý biolog von Sachs, že chlorofyl v rostlinných buňkách poutají malá tělíska v cytoplasmě. Tato tělíska byla později nazvána chloroplasty (druhá část slova pochází rovněž z řečtiny, z výrazu označujícího předmět s pevným tvarem). Uvnitř jsou chloroplasty rozděleny množstvím tenkých membrán, nazývaných lamely (z latinského lamella - destička). Lamely jsou na určitých místech silnější, tmavší a tvoří grana (z latiny - zrno); uvnitř každého z nich je 250 - 300 molekul chlorofylu. Některé chloroplasty jsou tak velké, že v buňce je pouze jeden. Zdá se, že obsahují
kyselinu dezoxyribonukleovou, tedy látku charakteristickou pro buněčné jádro. Znamená to snad, že kdysi dávno byly chloroplasty samostatnými organismy? Že tomu tak může být, nasvědčuje i skutečnost, že nejjednodušší rostlinné buňky jednobuněčné řasy, zvané pro svou modrozelenou barvu sinice - nemají opravdová jádra podobně jako chloroplasty. Chlorofylová soustava a jaderný materiál jsou u nich rozptýleny v celé buňce. Sinice lze většinou považovat za volně žijící chloroplasty. Připomínají poněkud i bakterie (ty však postrádají chlorofyl). Co když ale tyto dvě třídy organismů jsou pozůstatkem forem života, které na Zemi existovaly předtím, než se vyvinuly pravé buňky se samostatnými buněčnými jádry?
Cholesterol Když v roce 1769 zkoumal francouzský chemik Poulletier de la Salle žlučové kamínky, získal bílou pevnou a mastnou látku. V roce 1815 pak další francouzský chemik M. E. Chevreul usoudil, že látka je druhem tuku a nazval ji cholesterin, podle řeckého chole žluč a stear - tuhý tuk. V počátcích moderní chemie se přípona -in běžně používala pro všechny organické sloučeniny v živých tkáních. Později byla vyhrazena jen pro takové sloučeniny, které ve své molekule obsahovaly dusík. Cholesterin však dusík neobsahoval. V roce 1859 pak další Francouz P. E. M. Berthe-lot prokázal, že cholesterin má ve své molekule hydroxylovou skupinu a jde tedy o jeden z alkoholů, jemuž přísluší koncovka -ol. Trvalo pak ještě půl století, než došlo ke změně a sloučenina byla s konečnou platností pojmenována cholesterol. Postupně se člověk dozvídal více o její chemické struktuře. Trvalo až do roku 1930, než byly odhaleny poslední detaily, ale už v roce 1910 si byli chemici jisti, že uhlíkové atomy jsou v cholesterolu sestaveny do určitého počtu spojených kruhů, k nimž jsou vázány další uhlíkové atomy - postranní řetězce. V té době už byly známy i jiné sloučeniny se stejným systémem kruhů, lišily se však poněkud ve struktuře postranních řetězců. Od roku 1911 dostaly takové sloučeniny název steroly. Později byly objeveny další sloučeniny se stejnou soustavou kruhů, postrádaly však onu hydroxylovou skupinu, jež dělala cholesterol alkoholem (i když atomy kyslíku obsahovaly v jiných kombinacích) a nemohly mít proto koncovku -ol. Kombinace kruhů ve všech takových sloučeninách je dnes nazývána steroidním jádrem.
Chondrit Do té doby, než člověk dokázal dopravit na Zemi horninu a půdu z Měsíce, byly jedinou známou hmotou mimozemského původu meteority. Meteority lze klasifikovat podle jejich chemické stavby. Některé jsou téměř dokonale kovové, tvořené směsí železa a niklu v poměru 9:1. Jiné jsou ve své podstatě kamenné, tvořené nerosty velmi podobnými těm, ze kterých se skládají hlubší části skalnatých oblastí Země. Meteority však lze klasifikovat ještě z jiných hledisek. Tak například přes devadesát procent kamenných meteoritů obsahuje malé pevné kuličky určité látky, kterým se říká chondrule podle řeckého slova znamenajícího pšeničná zrna; chondrule jsou zhruba stejně veliké. Meteority, které je obsahují, jsou podle nich nazývány chondrity a ty, které je neobsahují achondrity. (Řecká předpona a- znamená zápor.) Chondrule se obyčejně příliš neliší od látky, jež je obklopuje. Ve své podstatě jsou kamenné a připomínají látky známé ze Země. Malá část chondritů však má černou barvu a jejich chondrule obsahují značné množství uhlíku. Právě proto se jim říká uhlíkaté chondrity a jsou zdaleka nejzajímavějšími ze všech meteoritů. Uhlík je přece základním prvkem života.
Mohou tedy uhlíkaté chondrity být poselstvími života z jiných planet? V roce 1961 už někteří američtí vědci prohlašovali, že objevili chondrule takových tvarů, jež kdysi mohly být součástmi nějakých forem života. Nadšení ovšem brzy utichlo - zjistilo se totiž, že podezřelé tvary byly jen znečišťující příměsi pocházející ze Země. Nicméně sama přítomnost uhlíku v meteoritech zůstává pro vědce nadále velmi zajímavá.
Chróm Některé prvky tvoří barevné sloučeniny snadněji než jiné. Zvláště z tohoto hlediska vyniká stříbřitý kov, který izoloval poprvé v roce 1797 francouzský chemik N. L. Vauquelin. Když tento kov zkoumal, získal několik jeho sloučenin a každá měla jinou barvu - červenou, žlutou a zelenou. Navrhl proto novému prvku jméno chromium, odvozeného od řeckého slova chrómu - barva. Chróm je jedním z kovů, které je možné galvanickou cestou nanášet na ocel. Tato chrómová „pokožka" má nejen vysoký a dobře vyhlížející lesk, ale je také odolná vůči korozi, takže chrání ocel, která by jinak rychle rezivěla. Chrómové oceli se běžně používá k dekorování kovových součástí, zvláště u automobilů, takže se už stalo zvykem mluvit o „chromování". Řecký výraz pro barvu tak nakonec skončil jako označení pro pokrývání pěkným, leč zcela bezbarvým povlakem. Vhodněji se slovo chróm vyskytuje v názvech chrómových sloučenin, jež se dnes používají jako přísady k barvám. Tak třeba sloučenina chrómu a kyslíku (kysličník chromitý) je zcela logicky nazývána chrómová zeleň, právě pro svou barvu. Když se chróm a kyslík spojí ještě s olovem, vznikne chroman olovnatý, který může mít několik různých barev chrómovou červeň, chrómovou oranž či chrómovou žluť. Pět let po Vauquelinově objevu nalezl anglický chemik S. Tennant v surové platině další nový prvek, který rovněž tvořil množství různobarevných sloučenin. Tennant jej pojmenoval iridium, podle řeckého výrazu pro duhu - iris. Iris byla starořecká bohyně, která měla na Olympu funkci listonoše a duha byla její pěšinou, po které chodila mezi nebem a zemí. Duha pak po Iris dostala jméno. V mnoha jazycích nese stejné jméno i barevná část oka, která je u různých lidí různě zbarvena (česky duhovka).
Chromatografie Při studiu chemie živých tkání (tato věda se nazývá biochemie) naráželi vědci na nepřekonatelnou obtíž: živé tkáně se skládají ze směsi velkého množství sloučenin, které jsou si tak podobné, že je téměř nemožné je rozlišit. Například v listech rostlin existuje řada stejně zbarvených látek a cokoliv o nich zjistit nebylo možné, dokud od sebe nebudou rozděleny - to se však nijak nedařilo. V roce 1906 nalezl konečně ruský botanik M. Cvět řešení. Vzal směs rostlinného pigmentu, rozpustil jej v petroléteru a roztok prolil skleněnou trubicí napěchovanou práškovým vápencem. Petroléter protekl, pigment se však uchytil na drobných vápencových částečkách. Když však proléval čerstvý petroléter trubici dál, pigment se pomalu smýval. Každá jednotlivá složka směsi se vymývala jinou rychlostí, podle toho, jak pevně byla vázána na vápencových částečkách a jak snadno se rozpouštěla v petroléteru: některý pigment procházel trubicí rychle, jiný pomalu, další ještě pomaleji a na sloupci v trubici se objevovaly jednotlivé proužky, z nichž každý obsahoval jiný pigment oddělený od ostatních. Každý měl také vlastní barevný odstín. Cvět nazval svou metodu chromatografií, z řeckého chromá - barva a graphein - psát, protože rozdělení směsi bylo „napsáno barvou" a každý si je mohl „přečíst" na vápencovém sloupci. Trvalo pětadvacet let, než byl Cvětův objev biochemiky přijat, dnes je to však jeden z nejúčinnějších nástrojů biochemie. Vápenec byl ovšem později nahrazen mnohem účinnějšími prášky, velmi často dokonce pouhým proužkem filtračního papíru. Kromě toho se dnes tato technika používá většinou pro dělení bezbarvých sloučenin - přesto je však
stále nazývána chromatografií.
Chromozóm Y Všechny druhy živočichů mají ve svých buňkách charakteristický počet chromozómových párů; u člověka je to 23 párů. U žen se každý pár skládá ze dvou chromozómů, které jsou vždy zcela shodné. Naproti tomu mají muži spárováno čtyřiačtyřicet chromozómů, které se rovněž shodují a zbývající dva jsou zcela rozdílné. Jeden je trochu delší než všechny ostatní, druhý je úplně zakrslý. Dlouhému chromozómu se říká chromozóm X, zakrslému chromozóm Y. Ženy mají i v posledním páru dva chromozómy X. Proto se chromozómům X a Y, které se ve svém uspořádání u obou pohlaví liší, říká pohlavní chromozómy. Když splyne buňka vajíčka s buňkou spermie, má každá jen třiadvacet chromozómů, po jednom v každého páru. Protože ženské buňky mají dva chromozómy X (čili pár XX), mají také všechny vaječné buňky chromozóm X. A protože mužské buňky obsahují chromozómy X i Y (pár XY), polovina spermiovych buněk končí X a druhá polovina Y. Je to jen náhoda, zda určitou vaječnou buňku oplodní spermie X či spermie Y. Když to dokáže spermie X, je výsledkem oplodněné vajíčko XX, ze kterého se vyvine děvče, když pak spermie Y, je výsledkem oplodněné vajíčko XY a narodí se chlapec. Chromozómový zápis není v uspořádání vaječných a spermiovych buněk (které se dohromady nazývají pohlavními buňkami) vždy dokonalý. Pohlavní buňky s nenormálním počtem chromozómů obvykle nevytvoří oplodněné vajíčko, které by bylo schopné plně se vyvinout. Koncem šedesátých let se však zjistilo, že pohlavní buňky s neobvyklým uspořádáním pohlavních chromozómů mohou utvořit i embrya, která se nakonec vyvinou. Narodí se pak jedinci s kombinací chromozómů XXX, XXY, XYY atd. Jedinci XYY jsou mužského pohlaví, obvykle vysocí a silní a často je ovládají záchvaty násilí. Společnost by tedy měla například při posuzování nezákonných činů, zvláště násilné povahy, brát v úvahu i chromozomální stavbu delikventů, protože právě ta může souviset s odpovědností za vlastní činy.
Idiot Je to asi lidské, že existuje spousta různých slov používaných pro vyjádření duševních nedostatků. Hýři jimi slangy všech jazyků, neboť slovník urážek bývá vždy velký. Psychologové se pokusili objektivně užít tří takových výrazů k určení rozdílného stupně duševní nedostatečnosti. Debil je slabomyslný člověk, vlastně jen mírně vadný, rozhodně však schopný pod dohledem vykonávat užitečnou práci. Tohoto termínu začali psychologové používat kolem roku 1910. Vážněji postižený je imbecil. Nelze mu svěřit užitečnou práci ani pod dohledem, je však schopen souvislé řeči. Zatímco výrazy debil či slabomyslný jsou vždy vázány na duševní méněcennost, imbecil původně označoval fyzickou nedostatečnost, slovo je totiž odvozeno z latinského in- značící ne a baculum - berla a označovalo osobu, která se neobešla bez berly. Nejvážněji postižený je idiot. Není schopen souvislé řeči ani zvládnutí nejběžnějších praktických úkonů. Toto slovo má nejprapodivnější historii ze všech tří. Staří Řekové - jak známo - se zabývali politikou víc než kdo jiný; věnovat se veřejným záležitostem bylo oblíbeným koníčkem. Řecké slovo idis znamená soukromý a Řek, který byl tak podivínský, že se zabýval raději svým soukromím než veřejnými záležitostmi, byl idio-tes soukromník. Co tím chtěli Řekové říci, je zřejmé: idiotes a idiot je totéž.
Imaginární číslo Číslo násobené samo sebou tvoří druhou mocninu a původní číslo je pak druhou odmocninou této druhé mocniny. Tak třeba druhá mocnina pěti je 5 x 5 čili 25. Z toho vyplývá, že 5 je druhá odmocnina z 25. Druhá odmocnina ovšem nemusí vždy být celým číslem, a ve skutečnosti také často bývá nekonečným desetinným zlomkem. Například druhá odmocnina ze dvou je 1,414214 ... atd. až do nekonečna. Nyní se podívejme na čísla, před nimiž píšeme znaménka (reálná čísla), tedy čísla kladná a záporná. Násobením dvou kladných čísel dostáváme kladný výsledek a totéž platí i o číslech záporných. To znamená, že (+ 5) x ( + 5) je +25 stejně jako ( - 5) x ( - 5) = +25. Druhá odmocnina z +25 je tedy +5 i -5. Ale co druhá odmocnina ze záporného čísla, například z -25? Do běžné soustavy reálných čísel určitě nepatří, protože to nemůže být ani kladné ani záporné číslo. Každé záporné číslo - x však lze napsat jako ( + x) x ( - 1). Jeho druhá odmocnina je pak druhá odmocnina z +x krát druhá odmocnina z -1. Druhé odmocnině z -1 říkáme imaginární číslo (z latinského imago - přelud, obraz), protože v soustavě reálných čísel neexistuje. Švýcarský matematik L. Euler určil v roce 1777 za symbol pro druhou odmocninu z - 1 písmeno i - imaginární. Imaginární čísla však v žádném případě nejsou pouhými přeludy. Představme si vodorovnou přímku, na níž je vyznačen nulový bod. Body napravo mohou představovat kladná čísla, nalevo pak záporná. Jiná přímka, kolmá k první a procházející nulou, může představovat imaginární čísla, kladná i záporná. Každý bod ležící na ploše mezi těmito přímkami je určen kombinací dvou čísel nazývanou komplexní číslo. Komplexní čísla jsou pro matematiku a např. elektrické inženýrství nevyhnutelná. Imaginárními čísly je vyjadřována i hmota tachyoňů, o nichž mluví od počátku šedesátých let fyzikové. Reálná čísla tedy nejsou o nic víc skutečná než čísla imaginární.
Indigo Ještě v polovině minulého století měli lidé pro barvení látek k dispozici jedině přírodní barviva. Z nich byla opravdu dobrá jen tři; to znamená, že jen tři z nich měla jasnou barvu, na vzduchu a na slunci nebledla, dobře ulpívala na látkách a při praní nepouštěla. Proto byla tato tři barviva po celá staletí vysoce ceněným produktem - dokud se chemici nenaučili, jak je, tak i také všechna ostatní barviva nahradit stovkami barviv syntetických. Jedním z vzácných přírodních barviv byla rudě purpurová látka získávaná ze středomořského měkkýše ostranky. Její výroba byla specialitou starověkého fénického města Tyros, takže i dnes bývá někdy toto barvivo nazýváno tyrským purpurem. Bylo tak drahé, že jeho používání bylo vyhrazeno jen králům. Druhé barvivo (červeně oranžové) se získávalo z kořenů rostliny nazývané mořena a říkalo se mu alizarin, podle arabského al asrah - šťáva. Pro Araby bylo tak cenné, že ani nebylo potřebné upřesňovat o jakou šťávu jde. Třetí barvivo (modročervené) bylo z indické rostliny, která byla v sanskrtu nazývána nili. Arabové ji nazývali al nil a Španělé výraz změnili na anil, což přešlo do některých chemických názvů (třeba anilin), ale indickou rostlinu tak nenazýváme. Římané jí říkali jednoduše indicum - indická. Název se k nám dostal opět přes Španěly - jako indigo. Slovo se pak přeneslo z rostliny na samotné barvivo. Indigo dalo rovněž pojmenování řadě chemikálií. V roce 1863 němečtí fyzikové F. Reich a H. T. Richter objevili nový prvek, který po zahřátí ukazoval jasné spektrální čáry, které měly barvu indiga. Nazvali proto prvek indium.
Informační RNK Od počátku čtyřicátých let našeho století biochemici vědí, že molekuly nukleových kyselin v chromozómech ovládají tvorbu specifických molekul enzymů, ačkoliv nukleové kyseliny chromozómů jsou uzavřeny v jádře hluboko uvnitř buňky a enzymové molekuly vznikají vně jádra v cy-toplazmě. Informace, obsahující strukturu molekuly nukleové kyseliny se nějak musí dostávat do cytoplazmy - musí ji tudíž něco přenášet. Nukleová kyselina v chromozómech je nazývána dezoxyribonukleová kyselina, což často zkracujeme na DNK. To však není jediný druh nukleové kyseliny v buňce. Jiný druh, stejně složitý jako DNK a tvořený velmi podobnými složkami, je ribonukleová kyselina, zkráceně RNK. U obou druhů je jedním ze stavebních prvků molekuly cukr nazývaný ribóza. V případě DNK je chudší o atom kyslíku - proto předpona dezoxy-. RNK A DNK se vzájemně liší mimo jiné tím, že první z nich se vyskytuje v jádře i v cytoplazmě. Není tedy možné, že by molekula RNK vznikla v jádře, přičemž by využila jako vzoru jednu z molekul DNK v chromozómu? Taková molekula RNK, která by z hlediska struktury byla kopií určité DNK, by se mohla dostat do cytoplazmy, kde by se sama mohla stát vzorem při tvoření oněch specifických molekul enzymů. Jinými slovy by tato molekula RNK přenesla informaci z jádra do cytoplazmy - konečně bychom tedy měli našeho dlouho hledaného posla. V angličtině byl tento druh RNK nazván messenger-RNA (messenger - posel, poslíček), v češtině se nazývá informační RNK, v odborném názvosloví m-RNK. Informační RNK byla poprvé určena v bakteriích, ale v roce 1962 ji američtí biochemici A. A. Mirsky a G. Allfrey našli i v buňkách savců. Je nenahraditelnou součástí mechanismu přenášení dědičných vlastností od buňky k buňce, z generace na generaci.
Infračervené světlo Světelný paprsek se chová z určitého hlediska jako vlna. Světlo dané barvy urazí s každým zaviněním pevnou vzdálenost. Tato vzdálenost je nazývána vlnovou délkou tohoto světla. Vlnové délky se nyní měří v nanometrech - miliardtinách metru označovaných nm. Světlo s vlnovou délkou kolem 700 nm se našim očím zdá červené. Vlnová délka 650 nm nám připadá oranžová, 590 nm žlutá, 540 nm zelená, 480 nm modrá a 420 nm fialová. Spektrum pokrývající celý rozsah viditelných barev zahrnuje vlnové délky od 720 do 400 nm. Viditelné světlo však není jedinou formou záření. Jestliže vystavíme fotografickou desku záření za fialovým koncem spektra, kde okem není nic vidět, bude deska silně zamlžená, jako by tam existoval nějaký druh světelného záření. Takové záření tam skutečně existuje, nazývá se ultrafialové světlo, podle latinského ultra - za. Vlnová délka tohoto světla dosahuje od 400 k 10 nm. Paprsky X a paprsky gama mají ještě kratší vlnové délky. Podobně může být světlo na druhé straně spektra za červenou barvou. Astronom W. Herschel si v roce 1800 všiml, že teploměr umístěný za červenou ukazoval růst teploty. Znamenalo to, že i tam se vyskytuje záření. Říká se mu dnes infračervené světlo, z latinského infra - p*od. Proč „pod", když logičtěji by znělo „nad"? Červené světlo nese totiž mnohem méně energie než kterákoli jiná forma viditelného světla, z hlediska obsahu energie je prostě na dně žebříčku. Infračervené světlo má ještě méně energie a je tedy pod ním. Infračervené světlo má vlnovou délku od 720 do 300 000 nm. Za ním pak následují radiové vlny, které mají vlnové délky ještě delší.
Infračervený obr V roce 1905 srovnával dánský astronom E. Hertzsprung červené hvězdy a všiml si, že jsou jednak velmi jasné jako Antares nebo Betelgeuse, jednak hodně matné jako Barnardova hvězda. V obou případech je povrchová teplota těchto hvězd stejně nízká, protože jsou rozžhaveny pouze do červena; teplejší hvězdy září žlutě, bíle a dokonce modrobíle. Hertzsprung usoudil, že studené červené zářící hvězdy se mohou jevit jako jasné tehdy, když mají neobyčejně velký povrch a vyvodil z toho, že červené hvězdy se dělí jednak na červené trpaslíky, jednak na červené obry. Červené hvězdy střední velikosti, jak se zdálo, neexistují. Z této úvahy pak nakonec vyrostlo moderní nazírání na průběh vývoje hvězd. Na počátku je hvězda velkým mrakem plynů a prachu, který se pomalu smršťuje a tím zvyšuje svou teplotu a stává se jasnějším. Může trvat milión let i víc, než konečně hvězda dosáhne stabilního stavu, v němž může setrvat miliardy let. V průběhu smršťování nějakou dobu září červeně a prochází fází červeného obra. Potom, co během miliardy let záření spotřebuje hvězda své hlavní jaderné palivo (vodík), počne spojovat atomy hélia a ještě složitějších prvků. Přitom se nesmírně zvětší a v průběhu tohoto zvětšování její povrch zchladne a hvězda opět projde fází červeného obra. Když se při svém zrodu hvězda smršťovala, procházela fází, kdy vyzařovala hlavně infračervené záření. Podobně je tomu i když se umírající hvězda rozpíná: její povrch opět vyzařuje hlavně infračervené paprsky. V roce 1965 astronomové z kalifornské observatoře na Mt. Wilson použili speciální dalekohled s velkým zrcadlem z plastické hmoty a vyhledávali na obloze infračerveně zářící skvrny. Během několika let objevili tisíce objektů, které v oblasti viditelného světla sotva blikaly. Nazvali je infračervení obři.
Interferon Antibiotika pomohla lékařům zvládnout mnoho infekcí způsobených bakteriemi díky tomu, že určité chemické látky mohou mnohem podstatněji než buňky hostitele ovlivnit buňky bakterií. Při správném dávkování těchto látek lze růst bakterií zastavit, aniž by hostitel utrpěl sebemenší újmu. S viry to tak snadno nejde. Žijí přímo uvnitř buněk, parazitují na nich, přičemž využívají chemických pochodů, které v buňce probíhají. Zabít virus pomocí chemických látek zvnějška znamená zabít i buňku, v níž žije. Přesto však virová onemocnění nejsou obvykle smrtelná. Ve většině případů se napadený organismus ubrání, i když je někdy těžce postižen. Způsobuje to přirozená schopnost organismu vytvářet bílkovinné molekuly, které s virem reagují a zabrání mu v poškození buňky. Tyto protilátky se u některých onemocnění dokonce uchovávají po celý život, takže každý, kdo se uzdraví po spalničkách, zarděnkách, příušnicích a některých dalších virových chorobách, je proti nim od té doby imunní. Kolem roku 1930 začalo být zřejmé, že buňky jsou schopny bojovat proti virům i v takových případech, kdy nevytvářejí protilátky, díky tzv. virové interferenci. Když totiž viry napadnou některé buňky, je pro ně čím dál těžší napadat další z buněk organismu. V roce 1957 anglický biochemik A. Isaacs objasnil, proč tomu tak je: vstoupí-li viry do buňky, vytvoří se v ní nepatrné množství bílkoviny, která pronikne do okolních nenapadených buněk a chrání je proti vnikání virů. Účinek virové nákazy je tak omezen. Bílkovinu, která interferuje s viry (ruší jejich účinek), nazval Isaacs interferon. Každý živočišný druh tvoří interferon účinný jen v jeho vlastních buňkách. Nemůžeme tedy infikovat kuře, izolovat jeho interferon a počítat s tím, že pomůže léčit člověka. Proběhly však již první pokusy o zvyšování tvorby interferonu u člověka tím, že do jeho organismu dodáváme některé neškodné látky, které pak vyvolávají imunitu lidského těla proti určitým virům.
Inzulín Některé žlázy v našem organismu nevylučují své produkty vně zvláštními vývody, ale přenášejí je přímo do krevního oběhu. Jsou to žlázy s vnitřní sekrecí neboli žlázy endokrinní, z řeckého endon - uvnitř a krinein - oddělovat; produkt žlázy je oddělován uvnitř těla a rozváděn přímo do krve. Žlázy s vnitřní sekrecí vytvářejí hormony a právě proto jsou lékaři specializující se na práci s nimi nazýváni endokrinology. Pankreas (slinivka břišní) je žlázou s vývodem, s vnější sekrecí, pankrea-tická šťáva putuje vývodem do střev. V roce 1869 německý patolog P. Langerhans objevil malé shluky buněk roztroušených po pankreasu. Tyto shluky se lišily od ostatního pankreasu a na počest svého objevitele dostaly téměř poeticky znějící název Langerhansovy ostrůvky. V roce 1889 bylo zjištěno, že pes s odejmutým pankreasem nežil víc než pár týdnů, během nichž se u něj projevily příznaky choroby podobné lidské nemoci diabetes mellitus cukrovce. Diabetes je řecký výraz a znamená „něco, co prochází". Užívá se pro označení chorob, které způsobují nadprodukci moči, při nichž tekutiny jako by „procházely" nemocným bez zastávky. Při diabetes mellitus tělo nehospodaří správně s cukrem, ten se shromažďuje v krvi a vylučuje se do moči. Výsledná sladkost moči je pak popsána slovem mellitus, které pochází z latiny (mel znamená med). V roce 1916 britský fyziolog Sharpey-Schafer usoudil, že Langerhansovy ostrůvky jsou skupinou bezvývodových endokrinních žláz ukrytých v obyčejné žláze. Předpokládal, že vytvářejí hormon, který hlídá způsob tělesného hospodaření s cukrem. Vzhledem k tomu, že hormon vytvářely „ostrůvky", jimž se latinsky říká insula, navrhl pro něj pojmenování inzulín. Hormon byl později vskutku izolován a Sharpey-Schaferovo pojmenování se ujalo.
Ion Při elektrolýze se zdá, že část molekuly putuje k jedné elektrodě a část ke druhé. Například molekula vody se rozpadá na vodík a kyslík. Kyslík se shromažďuje u elektrody, kterou kladný proud do roztoku vstupuje - u anody, vodík u elektrody, kterou kladný proud roztok opouští - u katody. Anglický přírodovědec M. Faraday vyslovil v roce 1830 názor, že při průchodu elektrického proudu roztokem se molekuly rozpadají na elektricky nabité částice, které putují k elektrodám, a to kladně nabité ke katodě a záporně nabité k anodě. Takovou elektricky nabitou částici nazval ion, podle řeckého ion - jdoucí. (V češtině skloňujeme ion, iontu podle řečtiny, ačkoliv všechny ostatní moderní jazyky ono -t vypouštějí.) Ionty, které putují k anodě, nazýváme anionty, ty, které putují ke katodě jsou kationty. Faraday soudil, že ionty v roztoku vznikají při průchodu proudu, ale v polovině minulého století ukázal německý fyzik Clausius, že ke vzniku iontů není elektrického proudu zapotřebí. V roce 1884 pětadvacetiletý švédský fyzikální chemik S. A. Arrhenius předložil na univerzitě v Uppsale disertační práci, s níž doufal získat doktorát filozofie. V práci tvrdil, že pouhým rozpuštěním některých molekul, kterým podle Faradaye říkáme elektrolyty, vznikají v roztoku ionty. Tento jev nazval elektrolytická disociace a ukázal, že molekuly tzv. silných elektrolytů se rozpadají na ionty úplně, jiné molekuly tzv. slabých elektrolytů se rozpadají jen částečně. Švédští chemici nebyli Arrheniovou teorií nijak nadšeni, vznik elektricky nabitých částic ve vodě se jim zdál zcela vyloučený. Arrhenius sice dostal svůj doktorát, ale s nejnižší známkou. V roce 1903 však získal za stejnou teorii Nobelovu cenu za chemii. Mezi roky 1884 a 1903 se totiž definitivně prokázala existence negativně nabitých elektronů tvořících součást všech atomů. Ukázalo se, že atom nebo atomová seskupení mohou ztratit jeden či více elektronů a získat tak kladný náboj, nebo jeden či více elektronů přibrat a získat záporný náboj. V prvním případě je výsledkem kation, ve druhém anion.
Iracionální číslo Každé číslo, které je možné vyjádřit jako poměr dvou jiných čísel, je racionální. Kdo není matematikem si ovšem neuvědomuje, že „racionální" je zde odvozeno od latinského ratio poměr a přirozeně se domnívá, že taková čísla jsou „rozumná", že „mají smysl". Vždyť slovo racionální má v běžném významu právě tento smysl. Zde však pochází z druhého významu latinského slova ratio - rozumový důvod. Když se poprvé objevily zlomky, zdálo se logické, že jako zlomek může být napsáno každé myslitelné číslo. Například číslo mezi 7a a 73 je */m číslo ležící mezi 712 a 7, je 724. Pro vyjádření některých čísel je třeba použít i neobvyklých zlomků, třeba 2806747S7IMOT7. To však nepostihuje podstatu věci. Neboť co třeba s druhou odmocninou? Jestliže se omezíme jen na celá čísla, pak druhá odmocnina ze 4 jsou 2, z 9 jsou to 3. Ale nemáme číslo, které je například druhou odmocninou z 8. A když užijeme zlomků? Znásobíme-li '75 krát "7S dostaneme 7,84. To znamená, že '75 je téměř druhou odmocninou z 8. Téměř, ale ne úplně. Zkusme o něco větší zlomek l4750 krát l47M. Dostaneme 7,9524. To už je lepší. Znásobením no7/2M stejným číslem dostaneme 7,997584, což je ještě lepší. Vlastně to vypadá tak, že budeme-li pokračovat v podobném upravování zlomků, najdeme nakonec takový, který znásoben sám sebou dá přesně 8. Tak tomu ovšem není. Můžeme se sice dostat nesmírně blízko 8, nikdy však přesně na 8. Neexistuje prostě zlomek, který by byl druhou odmocninou z 8 (a také z velké většiny ostatních čísel), ta jednoduše nemůže být v žádném případě vyjádřena poměrem dvou čísel. Je proto iracionálním číslem. Starým Řekům, kteří tato čísla objevili a také mnoha pozdějším matematickým školám se to zdálo tak podivné, že jim tato čísla připadala vskutku jako iracionální - nerozumná.
Izomer Do roku 1800 byli chemici přesvědčeni, že každá rozdílná sloučenina je tvořena rozdílnou kombinací prvků. Když byly stejné prvky nalezeny v různých sloučeninách, soudili, že přinejmenším existují v rozdílných poměrech. U anorganických sloučenin je to ostatně většinou pravda. Organické sloučeniny jsou z velké části tvořeny jen několika prvky. Uhlík, vodík, kyslík a dusík se vyskytují nejčastěji. A protože existuje nespočetné množství organických sloučenin, nepřekvapuje, že občas je možné nalézt dvě z nich s molekulami tvořenými stejným počtem týchž atomů. Kolem roku 1830 bylo nalezeno celé množství takových dvojic, takže švédský chemik J. J. Berzelius považoval za účelné vymyslet pro ně pojmenování. Navrhl, aby látky stejného složení, ale různých vlastností, byly nazvány izomery, z řeckého isos - stejný a meros - část. Jak dnes víme, jsou různé vlastnosti izomerů způsobeny různým uspořádáním atomů v jejich molekulách. Tak třeba etylalkohol a dimetyléter mají stejné chemické složení a jejich sumární chemický vzorec je stejný - C2H60. Jejich chemické i fyzikální vlastnosti se však naprosto liší, etylalkohol je za obyčejné teploty kapalina, dimetyléter je plyn atd. Rozdílné vlastnosti jsou dány rozdílnou strukturou jejich molekul. Občas se stává, že je objevena sloučenina, která se od staré a známé liší jen atomovým uspořádáním. Bývá pak pojmenována přidáním předpony izo- k staršímu názvu. Například v roce 1818 byla objevena jedna z aminokyselin (nyní o ní víme, že se nachází v bílkovinách), a protože se vyskytovala v bílých krystalech, dostala název leucin, podle řeckého leu-kos - bílý. Je to ovšem slabá záminka pro název, drtivá většina organických sloučenin je totiž také bílá, to však tehdy nikdo nevěděl. Když byla v roce 1905 objevena jiná aminokyselina, lišící se od leucinu jen malými rozdíly v uspořádání atomů, byla pojmenována izoleucin.
Izotop Do poloviny minulého století se nezdálo, že by do té doby objevené prvky tvořily nějaký řád, systém. V roce 1869 je však ruský chemik D. I. Men-dělejev uspořádal podle atomových vah. Prokázal, že podobné vlastnosti prvků se vracejí v pravidelných periodách, že se opakují. Jeho tabulka byla nazvána periodická tabulka prvků a s její pomocí Mendělejev dokonce předpověděl vlastnosti tehdy neznámých prvků a dožil se i potvrzení svých předpovědí. Po třicet let vzdorovala Mendelejevova tabulka všem zkouškám. V roce 1896 se však ukázalo, že uran vydává zvláštní druh záření, přitom se rozkládá na jinou látku, ta opět na další atd. Stejným způsobem se choval i prvek zvaný thorium. Chemici určili více než 40 produktů této podivuhodné přeměny. Každý z nich měl jinou vlastnost či jiné vlastnosti, ale v periodické tabulce nebylo jednoduše kam tyto nové prvky umístit. Například jednou z nových látek bylo „radium G". Chovalo se jako olovo, vydávalo však záření, což obyčejné olovo nedělá. Nikam do tabulky se takový produkt nehodil. Potom byly objeveny jako produkty rozpadu prvků tři různé plyny, ale v periodické soustavě bylo jen jediné místo, kam je bylo možné zařadit. Někteří vědci, zejména britský chemik F. Soddy, rozřešili tento rozpor v roce 1913. Usoudili, že určitý prvek může mít rozdílné typy atomů - a časem se to také potvrdilo. Všechny atomy daného prvku mají stejný počet protonů a jsou tedy z chemického hlediska stejné, mohou se však lišit počtem neutronů, a pak mají poněkud rozdílné fyzikální vlastnosti a mohou se lišit radioaktivitou. Tyto rozdílné atomové varianty jednoho prvku přísluší v periodické tabulce na stejné místo. Soddy to zdůraznil tím, že atomové varianty nazval izotopy, z řeckého isos - stejný a topos - místo.
Jádro Termínem nucleus (česky jádro) se označovala nejprve tělíska ve středu rostlinné či živočišné buňky (latinsky značí nucleus oříšek). Označovaly se jím také všechny druhy předmětů, které jsou uprostřed větší hmoty, nebo malé předměty, kolem kterých se kupí větší. Slovo později získalo své místo i v atomové fyzice. Kolem roku 1905 britský fyzik E. Rutherford začal zkoumat účinky bombardování tenkých kovových destiček částicemi alfa. Valná většina částic jimi prošla, jako by částice neměly v cestě žádnou překážku, některé však byly zachyceny a pár bylo dokonce odraženo zpět. Rutherford usoudil, že většina hmoty atomu je koncentrována v jeho středu. Ukázalo se, že jeho domněnka byla správná. Protony a neutrony, které jsou těžkými částicemi atomu, jsou soustředěny v malé oblasti ve středu atomu, zatímco všechny jeho další prostory zabírají lehké elektrony. Alfa částice prolétnou mezi elektrony bez potíží, ale pokaždé, když některá narazí na střední část atomu, odrazí se zpět - jak pozoroval Rutherford. Tato střední oblast dostala název jádro a označuje se přesným termínem atomové jádro. Běžné chemické reakce (hoření, koroze, reakce ve zkumavkách, živých tkáních) se týkají jen některých z vnějších elektronů v atomu. Během těchto procesů jsou uvolňována nebo přijímána mírná množství energie - vzniká tak oheň zápalky, tělesné teplo, exploze dynamitu atp. Radioaktivitou se rozumí zásah do atomového jádra. Nukleární či jaderná reakce uvolňuje energii miliónkrát větši, než je energie běžných elektronových reakcí. Jaderné reakce např. uvolňují obrovské energie při výbuchu atomové bomby anebo - což je pro nás mnohem důležitější - způsobují vznik značného množství tepla, které nám dodává Slunce.
Janus Brzy poté, co byl vynalezen dalekohled, se přišlo na to, že kolem planet krouží menší tělesa. Už v roce 1610 objevil italský vědec Galileo Galilei čtyři měsíce kroužící kolem Jupitera. A objevy pokračovaly - nejdříve byly na řadě velké družice blízkých planet. V roce 1892 objevil americký astronom E. E. Barnard pátý Jupiterův měsíc Almathea, oproti předchozím čtyřem mnohem menší a bližší k planetě. A to byla poslední družice, objevená přímým pozorováním. Do roku 1950 pomohla astronomická fotografie zvýšit počet objevených družic na dvaatřicet. Země má jednu, Mars dvě, Jupiter třináct, Saturn devět, Uran pět, Neptun dvě. Astronomové si byli jisti, že existují ještě další, zároveň jim ale bylo jasné, že pro jejich nepatrnou velikost je bude možno objevit jen za pomoci kosmických sond. Saturn přitom nabízel zajímavý problém. Vedle devíti satelitů má ještě jasně zářící sadu prstenců. Jeho nejbližším měsícem byl Mimos, ale bylo docela pravděpodobné, že některý z případných ještě bližších měsíců není v záři prstenců vidět. Saturn a Země se jednou za čtrnáct let dostávají do takové vzájemné polohy, v níž jsou prstence svou hranou kolmo k Zemi. Prstence jsou tak tenké, že je pak vlastně ani nelze zahlédnout. Tato situace nastala i v roce 1966, kdy se francouzský astronom A. Dollfus zaměřil na pečlivé pátrání v okolí Saturnu. Jeho píle byla nakonec odměněna: pouhých 6500 km od vnějšího okraje prstenců objevil družici úctyhodných rozměrů - průměr měla 480 km. Kdyby nebylo prstenců, byla by objevena určitě dávno předtím. Desátý a poslední z objevených Saturnových měsíců (zároveň však první, počítáme-li měsíce podle vzdálenosti od planety) byl pojmenován Janus podle římského boha dvou tváří - jedné hledící vpřed a druhé dozadu. Pro družici, která je zároveň první i poslední, je to jméno víc než vhodné.
Jód Je zcela běžné, že když se kapalina zahřívá, změní se v páru. Méně běžné je mít pevnou látku, která se při zahřívání změní přímo v páru, aniž by prošla kapalným stavem. Nejznámějším takovým případem je pevný kysličník uhličitý, který vypadá jako neprůzračný led, je však mnohem chladnější. Když se ohřívá, nemění se v kapalinu, ale v plyn. Vzhledem k tomu, že nekapalní a není vlhký, říká se mu suchý led. Stejně se chovají i některé další látky. Patří k nim i jód, který dobře známe v roztoku alkoholu a vody jako jódovou tinkturu (z latinského tingere - barvit). V lékařství se alkoholovým roztokům říká často tinktury, protože mnoho barev se rozpouští v alkoholu, ne však ve vodě. Jódová tinktura má hnědočervenou barvu. Jód sám o sobě je však při normální teplotě pevným prvkem, který tvoří břidlicově šedé krystalky. Jestliže jich několik jemně zahřejeme ve zkumavce, nezkapalní, ale utvoří krásně fialové výpary, které se opět změní v pevné šedé krystaly v horní části zkumavky, kde je sklo chladnější. Takovým způsobem se jód posunuje stále výš. Proces, při němž se pevná látka mění přímo v páru, nazýváme sublimací, z latinského sub znamenajícího pod a limen - horní zárubeň dveřního rámu; sublimující látka tedy „stoupá až pod dveřní rám". Fialové páry jódu pozoroval poprvé v roce 1811 francouzský chemik B. Courtois. Studoval popel mořských řas a když jej rozpustil, přidával k němu kyselinu sírovou. Jednou jí patrně přidal příliš mnoho, takže se vytvořily fialové páry, které se pak přeměnily v šedé krystaly. Courtois tak objevil nový prvek, který pojmenoval jód, z řeckého iodes - fialový, a zvěčnil tím, že nový prvek spatřil poprvé ve formě fialových par.
Juvenilní hormon Nejsvrchnější vrstva hmyzí pokožky - tuhá kutikula - je z chitinu (odvozeno z řeckého slova s významem brnění). Jak hmyz roste, stává se mu chitinová pokožka těsnou a na rostoucí larvě musí pravidelně pukat. Larva se pak musí z puklé pokožky svléknout a nechat narůst novou, větší. Po určitém počtu těchto svlékání podstupuje larva ještě výraznější změny, aby se stala dospělým hmyzem. Proces svlékání probíhá automaticky a ovládá jej hmyzí hormon ekdyson (pojmenování je odvozeno od řeckého slova ekdyó svlékání). Ale co tento proces zastavuje? Co způsobuje, že larva podstupuje další změny na své cestě k úplné dospělosti? Nejspíše jiný hormon. V roce 1936 anglický biolog V. B. Wigglesworth zbavoval určité druhy hmyzu hlavy, aby viděl, co se stane, když nebudou působit hormony vytvářející se obvykle právě v hlavě. Hmyz žil dál (hlava pro něj totiž není tak důležitá jako pro obratlovce), okamžitě však začaly změny vedoucí k dospělosti. Hormon, který způsobuje, že larva zůstává larvou a svléká se, je tedy zcela průkazně tvořen v hlavě. Když tento hormon z hlavy není přítomen, začíná dospívání. Vzhledem k tomu, že hormon, o který jde, vlastně udržuje hmyz v nedospělém stavu, byl pojmenován juvenilní hormon. Juvenilní je slovo latinského původu a znamená mladý, omlazující. Americký biochemik C. Williams začal v padesátých letech juvenilní hormon zkoumat. Zjistil přitom, že přeneseme-li jej na hmyz, který se už začal vyvíjet k dospělosti, vstřebává se pokožkou a působí pak změnu, v jejímž důsledku se další vývoj hmyzu zastavuje a hmyz umírá. V roce 1964 odjel český entomolog K. Sláma do Williamsovy laboratoře na Harvardově univerzitě a přivezl s sebou ruměnice, běžný druh červenočerných ploštic, žijících na lípách. Když ploštice pěstoval v americké laboratoři, zjistil, že jejich larvy nedospívají, ale jen vyrůstají do zrůdných velikostí - tedy jako by byly pod účinkem juvenilního hormonu. Ukázalo se nakonec, že k tomuto nenormálnímu vývoji dochází pouhým stykem s novinovým papírem užívaným v Americe, vyráběným ze dřeva kanadské balzámové jedle. Její dřevo obsahuje terpény s účinkem juvenilního hormonu. Krátce řečeno, juvenilní hormon nebo jeho podobně působící napodobeniny jsou dnes často velmi účinným insekticidem - prostředkem hubícím hmyz. Působí pouze na hmyz a nikoli na jiné druhy organismů a obvykle dokonce pouze na jediný hmyzí druh. Zejména poslední vlastnost může vyrovnat nevýhodnost jiných insekticidů.
Kalcium Latinský výraz pro vápenec je calx (v druhém pádě calcis). Nejkrásnější druh vápence se nazývá mramor, z řeckého marmaros - jiskřící kámen. Vápenec při zahřívání uvolňuje kysličník uhličitý a to, co zbývá, je vápno. Když v roce 1801 poprvé připravil britský chemik H. Davy z vápna nový prvek, vrátil se při hledání názvu k latině. Přidal ke kmeni calc koncovku -ium, která běžně označuje kovy, a nový prvek pojmenoval calcium (česky vápník). Kalcium není jediným prvkem, který dostal své pojmenování podle obyčejného kamene. Latinské slovo pro křemen, který je minerálem ještě běžnějším než vápenec, je silex (v druhém pádě silicis). Když pak v roce 1824 objevil švédský chemik J. J. Berzelius v křemení nový prvek, přidal jednoduše koncovku -ium a výsledkem bylo silicium (křemík). Kameny se ovšem proslavily i jinak. Latina obvykle označuje zdrobneliny příponou -ulus. Protože calx znamená kámen, bude calculus znamenat kamínek. Kamínky pomáhaly při řešení aritmetických problémů: nejstarší mechanickou pomůckou pro jejich řešení byl abakus, jakési počitadlo sestávající z kamínků navlečených na drátech nebo rozmístěných ve žlábcích dřevěného rámu; správným pohybováním kamínků se daly provádět výpočty. A odtud pochází slovo, které v některých jazycích dodnes označuje řešení aritmetického problému - např. anglické calculate (v češtině se slova kalkulovat používá v původním
smyslu jen u obchodních výpočtů, v přeneseném smyslu značí „udělat vychytralý předpoklad"). Kromě toho - když v roce 1666 objevil britský matematik a fyzik I. Newton nové matematické řešení problémů, které se starými metodami nedaly řešit, nazval je kalkuly. V angličtině dodnes znamená calculus diferenciální a integrální počet (v češtině se termínu používá pro symbolické vyjadřování logických postupů).
Kalendář Nejstarší způsob měření období delších než jeden den vychází z pozorování Měsíce. Stěží si můžeme nevšimnout, jak se noc co noc Měsíc mění ze srpku na úplněk a zase zpět na srpek. Primitivní lidé byli přesvědčeni, že se tak v pravidelných obdobích vždy znovu rodí nový Měsíc. Také my označujeme dodnes právě vznikající měsíční srpek jako nov - nový Měsíc. Období od jednoho nového Měsíce k druhému trvá zhruba 29 a půl dne a toto údobí je také skutečným tzv. synodickým měsícem (slovo synodický značí souputný, spolucestující a je zde užito proto, že doba mezi dvěma novy závisí jak na oběhu Měsíce kolem Země, tak na tom, že Měsíc spolu se Zemí obíhají kolem Slunce). Staří Římané měřili čas zcela přesně podle Měsíce. Existoval dokonce rituál, při němž významný kněz hlídal objevení srpku nového Měsíce a jakmile se objevil, prohlásil kněz oficiální měsíc za započatý. První den každého měsíce se proto nazýval kalendae, z latinského calare - prohlásit. Slovo potom rozšířilo svůj význam, takže dnes nazýváme systém na určování času podle měsíců kalendářem. Období kratší než měsíc je pak v tomto systému vhodné vymezovat pomocí proměn Měsíce - z novu do půlměsíce, z půlměsíce do úplňku atd. Tento časový úsek trvá vždy o něco méně než 7Va dne. Už Babyloňané rozdělili měsíc tímto způsobem na sedmidenní období, systém přejali během svého babylónského zajetí Židé a později jej křesťanství rozšířilo do celého světa. Synodický měsíc je ovšem delší než čtyři týdny a tak měření času podle týdnů a měsíců do sebe nezapadá. Ještě horší je to s rokem, který trvá o něco víc než 365 dnů, zatímco 12 synodických měsíců trvá pouze zhruba 354 dnů. Kalendář založený na synodických měsících se tedy rok od roku měnil a neudával spolehlivě data, na nichž tehdy záleželo např. zahájení důležitých zemědělských prací. Římští kněží proto zbývající dny do kalendáře vsouvali, což vedlo ovšem často k velkým zmatkům. Když se diktátor Gaius Julius Caesar stal také nejvyšším veleknězem, provedl v roce 46 př. n. 1. s pomocí řeckého astronoma Sosigena reformu kalendáře (juliánský kalendář). Stanovil délku roku na 365V4 dne; po třech letech s 365 dny následoval přestupný rok o 366 dnech. Měsíce měly nestejnou délku jako nyní. I juliánský kalendář však vykazoval malou odchylku délky roku od skutečné doby oběhu Země kolem Slunce (siderického roku). Vyrovnal ji v roce 1582 papež Řehoř (Gregorius) XIII. ustanovením, že roky, jejichž letopočet končí dvěma nulami, budou přestupné jen tehdy, když jejich letopočet bude dělitelný 400. Tak vznikl gregoriánský kalendář - a ten platí dosud.
Kalorie Ještě před rokem 1850 se chemikové i fyzikové domnívali, že teplo je jakýmsi druhem zvláštní látky, která putuje z teplejšího tělesa do chladnějšího, může se přemístit do vody a přeměnit ji na páru či z hořícího uhlí naplnit a zahřát vzduch. Tato pomyslná látka se nazývala caloric, z latinského calor - teplo. Záhadný caloric se však dostal do nesnází, když B. Thompson v roce 1798 zjistil, že při vrtání mosazného děla vzniká velké množství tepla. Uvažoval, že na počátku vrtání byly vrtačka i dělo chladné a obsahovaly tedy málo caloricu. Kde se tedy objevilo jeho velké množství, jakmile započalo vrtání? Thompsonova všímavost uštědřila calorické teorii povážlivou ránu.
Avšak trvalo až do roku 1857, než Thompsonovu teorii rozvinul německý fyzik R. J. E. Clausius. Tvrdil, že teplo nemá hmotnou podstatu, ale že je energií - a to energií vibrujících molekul. Teplo vzniklé zahříváním tedy pochází z mechanické energie, která vznikala při vrtání mosazi. Je to názor, který platí dodnes. Ozvěna po zaniklém caloricu zní však stále. Aby mohli měřit množství tepla, rozhodli se fyzikové nazývat teplo potřebné k ohřátí gramu vody z teploty 14,5 °C na 15,5 °C jednou gramkalorií nebo jednoduše jednou kalorií. Často se však užívá větší jednotky kilokalorie, která se rovná 1000 kalorií. A stalo se bohužel zcela běžným nazývat kilokalorii jednoduše Kalorií (s velkým K) - jenže velké písmeno člověk jaksi těžko zaslechne, a to je pramenem zmatků. Tak například lidé, kteří mluví o „kalorickém obsahu" různých jídel, mají vždy na mysli kilokalorický obsah. Protože teplo je formou energie, může být měřeno rovněž v jednotkách zvaných joule. K tomu se také současná fyzika přiklonila - a kalorii vyřadila z měřicích norem.
Kapilarita Molekuly, které spolu sousedí, se přitahují, takže například kus oceli se nerozpadne ani pod údery kladivem a kapka vody bude před odkápnutím viset pár chvil z kohoutku. Říká se tomu koheze neboli soudržnost, z latinského co - spolu a haetere - držet. Nepřitahují se však pouze molekuly stejných látek, vždyť barva drží na dřevě, malta na cihle, lepidlo skoro na všem. Tomuto jevu se říká adheze, přilnavost. Molekuly vody v trubici sice drží pohromadě, blízko stěny trubice však budou silně přihnat ke sklu. Přilnavost je tu ve skutečnosti silnější než soudržnost. A tak tedy v místě, kde se voda stýká s trubicí, se hladina zakřivuje vzhůru, aby se co nejvíce molekul vody dostalo do blízkosti skleněné stěny. V úzké trubici o průměru asi 1 cm tvoří horní zakřivení vodní hladiny půlměsíc, kterému se říká meniskus, podle řeckého výrazu meniskos - měsíček. Kdyby ovšem byla trubice z vosku, byla by silnější soudržnost vody než její přilnavost a meniskus by se ohýbal dolů. Totéž platí pro rtuť ve skleněné trubici, protože soudržnost rtuti je neobyčejně vysoká. Je-li trubice dostatečně tenká, bývá adheze vody tak silná, že zvedá vodní hladinu do značné výšky i proti síle zemské přitažlivosti. Namočte třeba piják do vody - a voda do něj vsákne vzhůru nepatrnými prostůrky mezi spojenými vlákny celulózy. Voda stoupá vzhůru také tenounkými cévkami vedoucími kmeny stromů; je to jeden z mechanismů, jimiž stromy zdvihají vodu desítky metrů vysoko, aniž by měly podobnou pumpu, jakou je třeba srdce živočichů. Protože tento děj probíhá nejlépe ve vlasově tenkých trubičkách, říká se mu kapilární vzlínání či kapilarita, podle latinského výrazu capillus - vlas.
Karcinom Pravděpodobně nejobávanějším slovem současného lékařského slovníku je kancer rakovina, ačkoliv v latině je to pouhé nevinné slovo označující raka. Proč je tomu tak, se vlastně neví. Snad proto, že rakovina se drží napadeného jakoby račími klepety, možná proto, že rakovinné novotvary připomínají tvarem raka. Slovo tumor (nádor) není synonymem rakoviny, i když se někdy v běžném životě v tomto smyslu používá. Tumor je jakýkoliv nadměrný růst v těle a jako termín pochází z latinského turnere - nadýmat se. Někdy může mít omezenou velikost, jako třeba bradavice, může být také neviditelný, v žádném případě z něj však nehrozí vážné nebezpečí, takže je to benigní, neškodný nádor (z latinského bene - dobrý a genus - původ). Je-li však nádor takového druhu, že neomezeně roste, až nakonec zabíjí, nazýváme jej maligní, zhoubný nádor. Takovým zhoubným nádorem je právě rakovina. Nejběžnějšími typy rakoviny jsou ty, které napadají kůži anebo stěny zažívacího traktu. To jsou karcinomy, z řeckého karkinos - rak. Přípony -om se v moderní lékařské terminologii
užívá i k označení dalších druhů rakovinných nádorů. Rakovina napadající spojivé tkáně uvnitř těla je sarkom (z řeckého sarx - maso), adenom je nádor žlázových tkání (z řeckého aden - žláza) a hepatom je rakovina jater (hepar je řecky játra). Terminologickou výjimkou je leukemie, stav, při němž se bílé krvin-ky rozmnožují rakovinným způsobem. Koncovka je v tomto případě z řeckého haima - krev, zatímco leukos znamená bílý. Výraz tedy vlastně znamená „bělokrevnost".
Kardiostimulátor Lidské srdce bije stejnoměrně a rytmicky. Je-li zapotřebí, dokáže svůj rytmus zrychlit nebo zpomalit. S klidnou vytrvalostí je schopno svou důležitou práci vykonávat až sto let a v nejvzácnějších případech i déle. Srdeční rytmus je přirozenou vlastností srdečního svalu. Srdce, vyňaté z těla, izolované od všech nervových vzruchů a ponořené do roztoku odpovídajícího složení, bude ve svém chodu pokračovat, pokud bude tento roztok pumpován do krevních cest. Stejným způsobem ovšem bude tepat nejen celé srdce, ale i jeho od sebe oddělené části - ty ovšem budou bít každá jinou rychlostí! Je to způsobeno tím, že v srdci, které je celé, nejrychleji tepající část nutí zrychlovat i ostatní, ač ty by odděleny sledovaly svůj vlastní pomalejší rytmus. Proto se nejrychleji bijící části srdce říká převodová část. (Angličané používají termínu mnohem výstižnějšího - pacemaker čili vodič, udávající při závodech rychlé tempo běhu.) U člověka je převodová část umístěna v klubíčku zvláštních buněk v pravé srdeční předsíni. Občas se stane, že tento orgán nedokáže plnit svou funkci dokonale. Srdce sice nepřestane tepat úplně, většinou pokračuje dál v dalším nejrychlejším přirozeném rytmu, ale srdeční tep se zpomalí a takto postižený člověk už není schopen vykonávat tvrdou fyzickou práci nebo sportovat. Když po druhé světové válce vznikla miniaturní elektronika, bylo možno vyrobit také malé přístroje, které vysíláním pravidelných impulsů podporovaly tlukot srdce v rytmu, jenž se přibližoval přirozenému. Takový přístroj je dnes dokonce možno voperovat do srdce jako tzv. umělý kardiostimulátor. Už od konce šedesátých let právě díky těmto miniaturním přístrojkům může klidně žít mnoho tisíc lidí na celém světě.
Karyotyp Každé buněčné jádro obsahuje skupinu chromozómů, kterou je možno uspořádat do párů. Chromozómy připomínají směs krátkých vzájemně propletených makarónů nebo provázků a je neobyčejně obtížné spočítat, kolik jich vlastně připadá na jednu buňku. Tak například se dlouho myslelo, že každá lidská buňka obsahuje čtyřicet osm chromozómů ve dvaceti čtyřech dvojicích. Trvalo až do roku 1956, než bylo s velkými obtížemi a úsilím spočítáno, že správný počet chromozómů je čtyřicet šest ve dvaceti třech párech. Naštěstí problém počítání chromozómů přestal být problémem. Vědci objevili metodu, jak slabým solným roztokem zvětšit objem buňky a chromozómy rozptýlit. Ty je pak možno fotografovat a fotografii rozřezat na dílky, z nichž každý obsahuje oddělený chromozóm. Když chromozómy sestavíme do párů v pořadí podle zkracující se délky, je výsledkem karyotyp (z řečtiny - obraz jádra). Karyotyp je novým nástrojem lékařské diagnostiky. Jasně totiž ukazuje, zda chromozómů není víc či méně, nebo zda nejsou poškozeny. Každá taková nepravidelnost projevující se jako prodloužení či zkrácení nebo porušení celé dlouhé řady genů (které ovládají chemické pochody v buňce), může způsobovat vážné vrozené vady. Známá je např. choroba nazývaná Downův syndrom - podle anglického lékaře J. L. H. Downa, který ji jako první popsal už v roce 1866. Děti, které se s tímto syndromem narodí, jsou duševně zaostalé a mívají i tělesné vady. (Někdy se této chorobě říká nesprávně mongolismus, protože jedním z jejích příznaků je tvar očí, běžný ve východní Asii. Je to
ovšem dost nevhodné pojmenování, neboť choroba nemá s obyvateli Dálného východu nic společného.) V roce 1959 tři francouzští genetici J. J. Lejeune, M. Gautier a P. Turpin zjistili, že buněčné jádro pacientů nemocných Downovým syndromem má čtyřicet sedm chromozómů, nikoliv čtyřicetšest. Ve dvacáté první pozici má o jeden chromozóm víc.
Katalýza Staří alchymisté i filozofové snili o existenci látky, která by svou pouhou přítomností měnila kovy na zlato. Nazývali ji kámen mudrců. Taková látka samozřejmě neexistuje. Byly však objeveny jiné, mnohem cennější „kameny mudrců". Už v roce 1750 se vyráběla kyselina sírová ve značném množství z kysličníku siřičitého a z vody s použitím kysličníků dusíku, které dokázaly jakýmsi způsobem vyvolat patřičné chemické změny a samy při nich zůstaly nespotřebovány. V roce 1823 pak sestrojil německý chemik J. W. Dobereiner podivuhodný zapalovač: proud vodíku v něm byl namířen na kus pórovité platiny a vodík vždy okamžitě vzplanul, protože působením platiny se sloučil s kyslíkem ze vzduchu; platina přitom ovšem zůstala nedotčena. I běžné látky - například jednoduché kyseliny - mohou způsobovat podobným způsobem změny, třeba vyvolat rozklad škrobu na cukr. V roce 1836 přezkoumal všechny takové tehdy známé případy švédský chemik J. J. Berzelius. Přesto, že je nedokázal vysvětlit, navrhl pro ně jméno. Nazval působení „kamene mudrců" katalýzou, z řeckého katalysis úplné rozbití. Látka, která katalýzu způsobuje, byla nazvána katalyzátor; ten svou pouhou přítomností vede k úplné přeměně kysličníku siřičitého, vodíku, škrobu atd. Od té doby jsme přišli na to, že jde o víc než „pouhou přítomnost". Katalyzátory se na reakci, kterou katalyzují, také podílejí, ale vracejí se do své původní podoby dříve, než reakce skončí, takže se zdá, že se nezměnily. Dnešní chemický průmysl závisí téměř úplně na užití vhodných katalyzátorů a totéž platí i o chemických reakcích v živých tkáních, včetně našich vlastních.
Klon Rostliny jsou v některých směrech proměnlivější i přizpůsobivější než živočichové. Větvičku z jednoho stromu můžeme naroubovat na úplně rozdílnou odrůdu a větévka bude kvést a růst dál. Anebo tutéž větévku můžeme zasadit a vypěstovat z ní rostlinu novou. Řecky se větévka řekne klon. Toto slovo získalo také další význam: označuje jakoukoli skupinu buněk vypěstovaných z jedné buňky organismu - nebo také celý organismus vypěstovaný ze své části. Všichni živočichové mají do určité míry schopnost zregenerovat části těla, o které přijdou. Dokonalejší živočichové jsou v tom směru obdařeni poněkud méně, ale i nám koneckonců znovu vyrostou vlasy nebo nehty, zacelí se nám poškozená kůže nebo třeba játra. Ale ani my, ani žádný jiný savec nejsme schopni nechat si narůst novou nohu. A přece se zdá, že tělesné buňky by měly dokázat víc. Jedinou buňkou, která má schopnosti rozdělit se a dát vzniknout úplnému složitému organismu, je oplodněné vajíčko; z jedné buňky se v průběhu tohoto procesu vyvinou biliony dalších. Tyto biliony se vyvíjejí v desítkách variant, z nichž ovšem žádná se nemůže vyvinout v nový organismus. V některých případech se dokonce vůbec nemohou dělit. A přece všechny obsahují tytéž geny, přítomné už v původním oplodněném vajíčku. V každém typu buňky jsou určité kombinace genů blokovány a tak vyřazeny z činnosti. Ty, které zůstávají, určují specializaci buňky. Ale co kdyby se podařilo blokované geny uvolnit? Lze to udělat například tak, že buněčné jádro vystavíme vlivu cytoplazmy oplodněného vajíčka. Na konci šedesátých let bylo experimentálně vyměněno obyčejné jádro buňky žabího těla za jádro oplodněného žabího vajíčka. Z nové buňky pak normálním vývojem vyrostla žába geneticky identická s žábou, z jejíhož těla buňka pocházela. Vznikl
tedy živočišný klon.
Kobalt Ve starověku bylo známo pouze sedm kovů: zlato, stříbro, meď, železo, cín, olovo a rtuť. Středověcí horníci, kteří narazili na rudy jiných kovů, byli obvykle přivedeni do rozpaků, protože neznali metody, jak je zpracovávat. Okolo roku 1500 narazili horníci v Sasku na rudy, které se dobře netavily a které jen znečišťovaly žíly běžných rud. Horníci vůbec nechápali, proč tomu tak je, a jejich vysvětlení bylo proto velmi jednoduché: duchové, skřítci a permoníci očarovali rudu, aby je, nebohé horníky, trápili. Jeden z německých permoníků se jmenuje kobold. Slovo pochází se staro-germánštiny, ale může být příbuzné také s řeckým kobalos, termínem označujícím nezdárné osoby. Ať je tomu jakkoliv, pojmenovali saští horníci nepříjemnou rudu kobold. Asi v roce 1735 švédský mineralog G. Brandt získal z rudy nový kov. Léta se o rudu zajímal, protože byla důležitá při výrobě tmavomodrého skla a novému kovu pak dal jméno, jež původně dostal od rozčilených horníků a jež se později změnilo na kobalt. Ještě jednou rudou šli skřítkové horníkům dlouho na nervy. Horníci ji pojmenovali „kupfernickel". V němčině znamená kupfer měď a nickel označuje nezbedného šotka, ďáblíka. Kupfernickel tedy znamenalo „čer-tovskou měď" nebo také „falešnou měď". V roce 1751 získal z této rudy jiný švédský mineralog A. F. Cronstedt nový kov a stejně jako jeho kolega před lety zachoval pro něj i on hornické jméno, jež bylo později zkráceno na nikl.
Kodon Ve čtyřicátých letech našeho století došli vědci k závěru, že .nukleové kyseliny slouží jako vzory pro tvoření určitých enzymových molekul v buňce. Molekuly nukleových kyselin tvoří dlouhé řetězce jednotek nazývaných nukleotidy, molekuly enzymů tvoří podobné řetězce jednotek nazývaných aminokyseliny. Kdyby každý nukleotid v řetězci nukleové kyseliny odpovídal určité aminokyselině, mohli bychom si představit velmi prostý přenos stavby nukleové kyseliny do enzymu; potíž je však v tom, že v molekule nukleové kyseliny jsou pouze čtyři různé nukleotidy, zatímco v molekulách enzymů rozpoznáváme dvacet různých aminokyselin. Samozřejmě, že problém není nijak neřešitelný. Číslic také existuje jenom devět (bez nuly) a přesto, používáme-li je v kombinacích, mohou představovat nekonečné množství čísel. Předpokládejme tedy, že oním vzorem pro různé aminokyseliny mohou být různé kombinace sousedících nukleotidů. Jestliže čtyři různé nukleotidy v řetězci zkombinujeme, bude to buď 4x4 čili 16 možností pro sousedící páry nukleotidů nebo 4 x 4 x 4 čili 64 možností pro rozdílné sousedící trojice. Dvaceti různým aminokyselinám musí tedy odpovídat kombinace trojic nukleotidů. V šedesátých letech pak biochemici přesně určili, které aminokyselině přísluší každá z šedesáti čtyř možných trojic nukleotidů - modelem téže aminokyselině mohou být tři i čtyři různé trojice. Tak byl sestaven genetický kód. Pod vlivem výrazu genetický kód si vědci pro jednotku složenou ze tří nukleotidů, odpovídajících určité aminokyselině, vytvořili pojmenování kodon. Koncovku -on si vypůjčili z názvosloví elementárních částic, jež jsou ostatně stavebními kameny atomu, stejně jako je kodon stavebním kamenem molekuly nukleové kyseliny.
Koenzym V roce 1904 zkoumali angličtí biochemici A. Harden a W. J. Young enzym z kvasnic zymázu, a rozdělili jej přitom do dvou částí. Ani jedna z nich nemohla sama o sobě plnit obvyklý úkol: uskutečnit zkvašení cukrů. Když však byly obě spojeny, schopnosti enzymu se navrátily. Jednou z oddělených částí byla bílkovina velmi podobná původnímu enzymu. Byla to také větší část jeho molekuly. Druhou částí nebyla bílkovina, ale poměrně malá molekula, odolná vůči teplu. Tuto látku, která pomáhala hlavní části enzymu plnit funkci, pojmenovali Harden s Youngem kozymáza (předpona ko- pochází z latiny a znamená spolu, s). Předpona se ujala obecně: malou molekulu, nezbytnou pro funkci enzymu, avšak se zcela odlišnou chemickou stavbou než zbytek enzymu, nazýváme koenzymem. Brzy se přišlo na to, že mnohé koenzymy obsahují neobvyklá seskupení atomů, která v jiných složkách tkání nenajdeme. To, že enzymy působí už v nepatrných množstvích, platí i o jejich částech - tedy i o koenzymech a jejich atomových seskupeních. Tkáně vyšších i některých jednodušších živočichů však nemají dokonalý aparát chemických prostředků k tomu, aby si mohly tato seskupení atomů, která nezbytně potřebují, vyrobit v tak malých množstvích. Příroda místo toho jednoduše počítá s tím, že tito živočichové, mezi něž patří i člověk, si dostatečné množství těchto látek opatří v potravě. Takovými relativně vzácnými, přitom však nezbytnými atomovými seskupeními, jež si organismus musí získávat z potravy, jsou např. vitamíny. Některé enzymy se spojují také s atomovými seskupeními obsahujícími kovové prvky (kobalt, měď, zinek nebo molybden). V tkáních je příliš často nenacházíme; v organismu jsou přítomné pouze ve stopách a proto jim říkáme stopové prvky. Pro život jsou však nesmírně důležité.
Kofein Existuje rostlina, z jejíchž upražených a umletých semen přelitých vodou se dělá velice oblíbený nápoj. Jméno nápoje se prý odvozuje podle jména etiopské provincie, v níž se údajně tato rostlina poprvé pěstovala. Je to provincie Kaffa. Nápoj se rozšířil z Etiopie do Arábie, kde se záhy stal neobyčejně oblíbeným. Islám totiž zakazuje požívání opojných nápojů, což je jistě správné, jenže lidé si vždycky nějaké povzbuzení najdou bez ohledu na zákony - a protože nápoj z etiopského semena a vody nabízel pití, jež nebylo opojné, ale přesto dostatečně povzbuzující, stalo se pro Araby vhodnou náhražkou vína. A tak podle jiné teorie odvozuje nápoj svůj název z arabského slova pro víno - qahwah. Začátkem 17. století se nápoj rozšířil z Arábie do Evropy. Francouzi jej nazvali café, Angličané coffee (Češi káva). A malé krámky, které se specializovaly na prodej kávy, se staly tak populární, že výraz café, cafeteria či kavárna označují dodnes druh restaurace. V roce 1820 izoloval německý chemik F. Runge z kávových semen (neboli „zrnek") alkaloid, který je stimulující součástí kávy. Zcela přirozeně jej nazval kofein. Číňané dávali vařící vodě příjemnou příchuť listy keře, který nazývali čcha, tse nebo te podle toho, o jakou šlo jazykovou oblast. I tento nápoj se rozšířil do Evropy, později než káva, a zvítězil na celé čáře zejména v Anglii, kde téměř úplně kávu nahradil. Tento čínský nápoj se nazývá v němčině Tee, ve francouzštině thé, v holandštině thee, v angličtině tea, v ruštině i češtině čaj. Čajové listy obsahují také kofein, avšak když byl z čaje poprvé izolován, myslelo se, že jde o jinou látku a byl proto pojmenován tein. Kofein je konečně i součástí semen brazilského keře guara-na, kterých se také používá k přípravě povzbuzujících nápojů. Původně nesl pojmenování guaranin.
Koloid V roce 1861 skotský chemik T. Graham naléval různé roztoky do válce, jehož dno tvořil tenký list pergamenového papíru. Potom ukládal válec do nádoby s čistou vodou. Jestliže roztok ve válci obsahoval třeba kuchyňskou sůl nebo cukr, prošly tyto látky pergamenem a bylo je možné odpovídajícími chemickými zkouškami zjistit ve vodě v nádobě. Existovaly však látky, které pergamanem nikdy neprošly, i když byly zcela jistě v roztoku uvnitř válce. Graham mohl čekat, jak dlouho chtěl. První skupina látek vytvářela řídké vodné roztoky, a když se tyto látky vyloučily z roztoku, měly krystalickou formu. Graham je nazval krystaloidy. Druhá skupina (zahrnovala různé bílkoviny, slizy atp.) vytvářela husté mazlavé roztoky a nevznikaly z ní krystaly. Tyto látky Graham nazval koloidy, podle řeckého slova kolla - klih. Pozdější poznatky však pokazily logiku pojmenování. Dnes dokáží biochemici krystalizovat mnoho látek, které jsou v roztoku koloidní. Rozdílnost mezi krystaloidy a koloidy nemá totiž ve skutečnosti s krystaly vůbec nic společného. Jde vlastně jen o to, že krystaloidy mají malé molekuly, které projdou submikroskopickými otvory v pergamenu, zatímco koloidy mají velké molekuly či seskupení malých molekul, které pergamenem neprojdou. Množství nejdůležitějších látek tvořících součásti živých tkání je v roztoku koloidní. Aby je biochemici dostali v čisté formě, využívají dosud Grahamova původního postupu. Umístí roztok do jakéhosi membránového vaku, samozřejmě dokonalejšího než Grahamův pergamen, a ponoří tento vak do vody. Malé molekuly membránou proniknou, velké však nikoliv, takže dva druhy látky se oddělí. Graham nazval tento proces dialý-zou, podle řeckého slova dialyein - oddělit, a tohoto pojmenování se užívá dodnes.
Kometa Už ve starověku si člověk dobře uvědomoval pravidelný pohyb nebeských těles. Věděl, že na zemi oddělují jednotlivá roční období a domníval se dokonce, že proměnlivé pohyby planet mají určitý vliv na lidské životy. Zazářilo-li však na obloze najednou něco zcela nového, podivně vypadajícího a přicházejícího nepředvídaně, byl to důvod k starosti i strachu: jistě to znamená porušení běhu věcí, předzvěst hladu, sucha, zkázy a vůbec katastrof všeho druhu. To něco, co se čas od času objevovalo na obloze, nemělo tvar ostrého bodu jako hvězdy a planety, ale podobu chomáčovité skvrny s dlouhým a jakoby kouřovitým ohonem. Naši předkové v tom viděli podobnost s prchající pomatenou ženštinou, za níž vlají dlouhé vlasy. Řecký výraz pro dlouhé vlasy je kometes, Římané nazývali tyto nebeské objekty stellae cometae - vlasaté hvězdy, vlasatice. My jim dnes prostě říkáme komety. Řecký filozof Aristoteles se domníval, že nebesa jsou dokonalá a nemění se, jen na Zemi a v oblastech pod Měsícem mohlo docházet ke změnám či zkázám. Komety proto považoval za část zemské atmosféry, nikoliv za nebeská tělesa. Jiní antičtí filozofové s ním sice nesouhlasili, ale podobně jako v ostatních záležitostech Aristotelovy názory zvítězily, nehledě na to, zda byly správné nebo chybné. V roce 1588 však dánský astronom Tycho Brahe dokázal, že kometa z roku 1577 byla mnohem vzdálenější než Měsíc. V roce 1704 pak anglický astronom E. Halley při svém studiu zjistil, že dráhy komet zaznamenaných v letech 1531, 1607 a 1681 jsou si podobné; prohlásil, že patří stejné kometě a předpověděl dokonce, že se kometa kolem roku 1758 vrátí. Vrátila se v roce 1759 a od té doby ji lidé viděli na obloze ještě dvakrát - v letech 1835 a 1910. Tato kometa, které dnes říkáme Halleyova, byla první z řady těch, jejichž dráhy byly vypočteny. Komety se tak zařadily mezi řádné - i když poněkud výstřední členy sluneční rodiny a ztratily jednou provždy svou pověst nositelů katastrof.
Kontinent Před lety lidé nemohli mít správné představy o hlavních rysech zemského povrchu. Jestliže však žili blízko pobřeží, uvědomovali si existenci souše a moře. Lidé, kteří žili na pobřeží, jako třeba dávní obyvatelé okolí Středozemního moře, si také nemohli nevšimnout, že existují dva typy souše. Byly to jednak malé kousky země obklopené mořem; jedno z několika latinských slov pro moře je salum, ze sal - sůl. (Konec konců pozoruhodná na mořské vodě je její slanost.) Kus souše v moři je tedy in sálo, z čehož pak pochází latinské insula - ostrov. Byl tu však ještě jiný typ souše, která se táhla dál a dál, aniž by kde bylo nějaké moře. Byla to nepřetržitá, kontinuální země, tedy kontinent, z latinského continens - nepřetržitý. Řekové se domnívali, že existují tři kontinenty oddělené mořem. Odtud má také původ svého jména v latině Středozemní moře - maře mediterra-neum; slovo medius znamená střední a terra značí země. Je to tedy „moře, které leží mezi třemi kontinenty". Je tomu ale skutečně tak? Afrika a Asie jsou spojeny jen úzkou Sinajskou šíjí, takže je možné si jí třeba nevšímat, ale Evropa a Asie jsou spojeny tisíci kilometry pevniny a jen zvyk nás vede k tomu, že stále mluvíme o Evropě jako o kontinentu. Mnohem přesnější je proto termín Eurasie. Problematičtější je název Světový ostrov, jehož se někdy užívá k označení Evropy, Asie a Afriky. Všechny tři světadíly jsou obklopeny mořem, takže tvoří obrovský ostrov, a protože je na něm soustředěno asi 85 % světové populace, může být konec konců považován za „světový".
Kontinentální drift Německého geologa A. L. Wegenera zaujala skutečnost, že východní pobřeží Jižní Ameriky vypadá, jako by bylo odděleno od západního pobřeží Afriky. Je však možné, že by tyto kontinenty kdysi byly jednou pevninou, která se rozpadla a jejíž části se od sebe vzdálily? Wegener se začal zabývat také Grónskem a po sesbírání mnoha určení zeměpisných délek v různých dobách usoudil, že ostrov se během minulého století pohnul víc než o kilometr směrem od Evropy. V roce 1912 Wegener vystoupil s myšlenkou, že kdysi prý tvořil hlavní plochy souše na Zemi jednolitý celek, Pangea, (z řečtiny - veškerá země), obklopený jednolitým oceánem, Panthalassou (veškerým oceánem). Pangea se pak roztrhla na několik částí, pozdější kontinenty, a ty se velmi pomalu pohybují směrem od sebe, jako velké kusy žuly plující na žhavé husté kapalině hlubších vrstev Země. Této teorii se říká kontinentální drift. {.Drift je anglicky unášení něčeho např. vodou nebo větrem.) Zpočátku nebral tuto hypotézu nikdo vážně. Po druhé světové válce se však zvýšil zájem o výzkum mořského dna a ve středním Atlantiku byly objeveny horské hřebeny, uprostřed roztržené. To ukazuje na fakt, že Atlantský oceán se zřejmě rozšiřuje. Nejpřesvědčivěji však Wegenerovu teorii podpořil nález kousku zkamenělé kosti v roce 1968 v Antarktidě. Kdysi zcela jistě tvořila část těla obojži-velného živočicha, který ve studené Antarktidě nikdy nemohl žít, ba co víc, i kdyby Antarktida byla dříve teplejší, obojživelník by přece nebyl schopen překonat široké prostory slané vody, které dnes světadíl oddělují od ostatní souše. Vysvětlení, že přibližně před 120 milióny let byla Antarktida spojena s Jižní Amerikou a Afrikou v teplejší zeměpisné šířce a postupně se oddělila a vzdálila, přičemž svůj živočišný náklad vezla s sebou, je přijatelnější. Cestou do polárních končin se na ní hromadila vrstva ledu a jednotlivé formy života vymíraly. Možná, že zkamenělin je pod hlubokými vrstvami ledu mnohem víc.
Korona Úplné zatmění Slunce provází prstenec perleťového světla, který obklopuje temný kotouč zakrytého Slunce. Prstenec se rozprostírá do vzdálenosti dvou až tří slunečních průměrů. Ačkoliv se to zdá podivné, nejstarší pozorovatelé zatmění si prstence nepovšimli. Zatmění bylo jistě tak strašlivým úkazem a všechna jeho pozorování se dala v tak obrovské panice a strachu před tím, aby Slunce nezmizelo navždy, že nad detaily se nikdo nepozastavoval. Pouze římský spisovatel Plutarchos se v prvním století n. 1. okrajově zmiňuje o prstenci kolem zakrytého Slunce. Německý astronom J. Kepler o půldruhého tisíciletí později tvrdil, že takový prstenec bylo možno spatřit i při zatmění v roce 1567. A konečně v roce 1715 anglický astronom E. Halley publikoval pečlivý popis zatmění Slunce, v němž nechyběly údaje o světelném prstenci. Ještě v devatenáctém století si však leckdo kladl otázku, zda je světelný prstenec součástí Slunce či Měsíce, který Slunce při zatmění zakrývá. Kolem roku 1860, kdy bylo zatmění poprvé fotografováno, bylo s konečnou platností rozhodnuto, že perleťové světlo je zářením řídké vnější atmosféry Slunce. Normálně je toto záření překryto silným vyzařováním hlubších slunečních vrstev, když však je hlavní svítící těleso zakryto Měsícem, rozzáří se vnější atmosféra Slunce svým krásným perleťovým světlem. A protože obklopuje tmavý disk zakrytého Slunce jako zlatá koruna sedící na královské hlavě (viděno shora), byla pojmenována ko-rona (latinsky koruna). Zpočátku bylo možno sluneční koronu zkoumat pouze během několika krátkých minut zatmění, v roce 1930 však francouzský astronom Bernard F. Lyot navrhl teleskop, který zabraňuje přístupu slunečního světla a umožňuje pozorovat koronu i když zatmění právě neprobíhá. Nazval svůj přístroj koronograf.
Kortison Nadledvinky jsou vlastně dvě žlázy v jedné: vnější obklopuje vnitřní. Vnitřní žláza je medu Ha adrenalis neboli dřeň nadledvinek (medulla je latinský výraz pro morek, dřeň, vnitřek), vnější žláza je cortex adrenalis neboli kůra nadledvinek (cortex je latinský výraz pro kůru, vnější obal). Dřeň nadledvinek produkuje hormon adrenalin, zatímco kůra nadledvinek vylučuje celou řadu hormonů zcela rozdílných typů. Americký biočhemik E. C. Kendall je poprvé izoloval v roce 1930, a dokud nebylo známo jejich chemické složení, nazýval je prostě složka A, složka B atd. Později se ukázalo, že všechny hormony z kůry nadledvinek jsou steroidy, takže dostaly název adrenokortikální steroidy. Protože chemikové nemají rádi dlouhá jména o nic víc než kdokoli jiný, bylo také toto pojmenování zkráceno na kortikoidní steroidy a později ještě dále na kortikoidy. Některé z kortikoidu jsou ketony, takže pro jejich pojmenování může být použito přípony on, vyhrazené právě pro ketony. Například složka B byla po odhalení své struktury pojmenována kortikosteron - tedy „ke-tonový steroid z cortexu". Použijeme teď tohoto názvu jako výchozího bodu. Stavba složky E byla totiž podobná kortikosteronu, vyjma hydroxylové skupiny vázané k uhlíku v poloze 17 a vyjma dvojice vodíkových atomů chybějících na uhlíku v poloze 11 (uhlíkové atomy v organických molekulách jsou pro ulehčení často číslovány podle předem smluveného systému). Složka E tedy mohla být nazývána ll-dehydro-17-hydroxykortikosteron. To je však příliš dlouhé pojmenování, zvlášť nepohodlné od roku 1948, kdy bylo na Mayo-vě klinice v USA objeveno, že tato látka s předlouhým názvem dokáže obdivuhodně léčit určité druhy dny a zánětů kloubů. Kendall a jeho tým správně předpokládali, že se jméno bude často používat a zkrátili je vynětím určitých hlásek na kortison.
Kosmické paprsky Radioaktivní a jiná účinná záření (jako např. paprsky X) se zprvu zjišťovala pomocí nádoby s dvěma tenkými lístky zlata připevněnými na jednom konci ke kovové tyčince. Byl-li prut nabit elektřinou, lístky se vzájemně odpuzovaly, tvořily tvar písmena V. Pod účinkem paprsků X, záření gama a dalších druhů radioaktivního záření se z molekul kyslíku a dusíku ve vzduchu vyrážejí elektrony a vzduch je pak schopen vést elektřinu. Elektrický náboj proto unikal ze zlatých lístků do vzduchu a oba lístky se vzájemně přibližovaly. Přístroj se nazývá elektroskop (z řeckého skopein - hlídat, pozorovat) a je jedním z nejstarších elektrických měřicích přístrojů. Když se v okolí elektroskopu nevyskytují žádná účinná záření, měly by zlaté lístky vydržet roztaženy nekonečně dlouho. To se však nestává, lístky pomalu, ale jistě klesají. Vědci proto usoudili, že všude v půdě jsou malá množství radioaktivních látek (a měli pravdu, skutečně jsou) a ty - jako zdroj nepřetržitého záření - způsobují pomalé unikání elektrického náboje z elektroskopu. Co by se však stalo, kdybychom elektroskop vynesli několik kilometrů vysoko a oddělili jej tak od půdy obrovským polštářem vzduchu? Logicky vzato - měl by si svůj elektrický náboj uchovat donekonečna. Vědci skutečně po roce 1910 takové pokusy za pomoci balónů konali. Stalo se to, co nikdo neočekával: několik kilometrů nad zemí ztrácel přístroj svůj elektrický náboj ještě rychleji než na zemi. Tak bylo zjištěno záření, které nepochází ze zemského povrchu. První zprávu o tom zveřejnil rakouský fyzik V. F. Hess, který záření nazval Hohenstrahlung, což německy znamená „záření výšek". Po prvé světové válce se ujal výzkumů v balónu americký fyzik R. A. Millikan a v roce 1925 navrhl pojmenování kosmické paprsky nebo kosmické záření. Jeho termínu užíváme i my.
Kosmogonie Lidi vždy zajímala otázka, jak vzniklo všechno to, co vidí kolem sebe. Až do novověku předpokládali, že jsou v tom zapleteny nadpřirozené síly a že vesmír stvořilo nějaké božstvo nebo bohové. Zhruba v osmnáctém století začalo být stále jasnější, že vesmír je mnohem větší, než se dříve myslelo. V té době také začali vědci uvažovat o počátku věcí bez spoléhání na nadpřirozeno. Francouzský učenec G. L. L. de Buffon přišel kolem roku 1750 s hypotézou, že planety včetně Země vznikly z hmoty, jež byla vyvržena ze Slunce po jeho srážce s jiným obrovským nebeským tělesem asi před 75 000 lety. Ale jak potom vzniklo samo Slunce? V roce 1798 usoudil francouzský astronom P. S. de Laplace, že sluneční soustava, tedy jak Slunce, tak i planety kroužící kolem, vznikla z ohromného vířícího mraku prachu a plynu. Jak se vědomosti astronomů rozšiřovaly, objevily se i úvahy o tom, jak vznikly hvězdy, hvězdokupy, galaxie a také celý vesmír. Kolem roku 1920 se ukázalo, že všechny galaxie se od sebe rychle vzdalují. To dalo vzniknout myšlence, že lidstvo je svědkem pozůstatků obrovského výbuchu. V roce 1927 pak belgický astronom G. H. Lemaitre navrhl hypotézu, podle níž byla veškerá hmota vesmíru původně soustředěna do jednoho nesmírně hustého jádra, jež v určitém okamžiku explodovalo. To, co dnes tvoří známý vesmír, je následek tohoto výbuchu. Ale jiní astronomové navrhli různé odlišné hypotézy a otázka vzniku vesmíru je stále nevyřešena, ačkoliv představuje ústřední problém celé astronomie. Termín kosmogonie pochází z řeckého výrazu znamenajícího „zrození vesmíru". Občas se používá jako název pro zkoumání původu částí vesmíru - galaxií, hvězdokup, dokonce i planetárních systémů. Pravým počátkem kosmogonie, studia zrození vesmíru, však byla Lemaitrova domněnka.
Kosmologie Staří Řekové se domnívali, že počátkem všeho byl naprosto neuspořádaný shluk hmoty. Nazvali jej chaos. Teprve vnesení pořádku (řecky kosmos) bylo podle nich stvořením vesmíru. Proto dodnes používáme termínu kosmos, jímž vyjadřujeme uspořádanost vesmíru kolem nás. V průběhu staletí se lidé o vesmíru dozvídali víc a víc a získávali i přesnější údaje o jeho rozloze. Už ve starověku se podařilo vypočítat vzdálenost k Měsíci, v osmnáctém století k jednotlivým planetám, před sto lety vzdálenost hvězd a ve dvacátém století vzdálenost jiných galaxií. Astronomové dnes vědí, že vesmír měři od jednoho konce k druhému miliardy světelných let. Jak se ale astronomové naučili chápat děje v prostoru tak rozměrném? Jednou z možných cest je odvozovat přírodní zákony z pozorování na Zemi a doufat, že platí pro celý vesmír. Touto cestou se vydal anglický vědec I. Newton, který zformuloval gravitační zákon, o němž byl přesvědčen, že platí v celém vesmíru (1683). Gravitační zákony zcela jistě platí ve sluneční soustavě a když v 19. století zkoumal anglický astronom F. W. Herschel dvojhvězdy, které kroužily jedna kolem druhé, zjistil, že platí i pro ně. Newtonova gravitace ovšem sama všechny problémy zcela neřeší. V roce 1916 přišel se svou obecnou teorií relativity A. Einstein. Teorie vysvětluje gravitaci takovým způsobem, že je možno použít jí k odvození struktury a chování vesmíru jako celku. Einstein tím podstatně přispěl k rozvoji kosmologie ( z řečtiny - nauka o vesmíru), vědy, která zkoumá vesmír jako celek.
Kosmonaut V knížce Julese Věrna Cesta na Měsíc, vydané krátce po americké občanské válce, se o Američanech píše, že doletěli první na Měsíc. Čas šel dál a zdálo se stále pravděpodobnější, že tomu tak bude. Američané si získali pověst vynálezců a odvážlivců a Spojené státy vyrostly v nejbohatší a technicky nejpokročilejší zemi na světě. Není tedy divu, že na počátku padesátých let se vláda USA pochlubila s plány vyslat na oběžnou dráhu kolem Země umělou družici. Nikdo však nespěchal, neboť se zdálo, že tu není soupeř, který by mohl Spojené státy předstihnout. Sovětský svaz sice také dal najevo plány v téže oblasti, ale o této zemi kdekdo tvrdil, že je průmyslově zaostalá a jen málo Američanů jí věnovalo pozornost, co se týče kosmického výzkumu. Sovětští vědci se ale o kosmické lety zajímali mnohem víc, než kdo předpokládal. Už v roce 1903 publikoval Konstantin E. Ciolkovskij na toto téma knihu plnou hlubokých myšlenek. A Sovětský svaz na tohoto průkopníka kosmických letů nezapomněl. Vzhledem k tomu, že Ciolkovskij se narodil v roce 1857, soustředila sovětská věda veškeré síly na to, aby první umělá družice Země vzlétla právě k stému výročí jeho narození a aby byla sovětská. Dne 4. října 1957 pak v SSSR uspěli, když vypustili první Sputnik (rusky družice) a tak odstartovali kosmický věk. Američané byli ohromeni a začali horečně spěchat, aby Sovětský svaz dostihli. Nakonec se jim to povedlo - i když další významné prvenství ve vesmíru získal opět Sovětský svaz: 12. dubna 1961 vyslal na oběžnou dráhu kolem Země J. A. Gagarina, takže prvním člověkem ve vesmíru, byl sovětský občan. Od té doby zopakovalo stejný čin už mnoho sovětských i amerických občanů. Američané mezitím stanuli podle Verneovy fantazie na Měsíci a v roce 1975 se dokonce občané obou kosmických velmocí sešli ve vesmíru. Každá z nich však dodnes nazývá tyto statečné muže jinak. Američané jim říkají astronauti (z řečtiny - hvězdní plavci), v Sovětském svazu zvolili výraz dokonce ještě odvážnější - kosmonauti (vesmírní plavci).
Kov Dlouhá tisíciletí používali lidé jako nástrojů kamene a dřeva. Dřevo snadněji zpracovávali, kámen byl zato pevnější. A obojí bylo užitečné. Asi před šesti tisíci lety objevili lidé zcela novou látku. Nejdříve asi jako malé valounky zlata. Později možná někdo vypaloval v milíři dřevěné uhlí a našel pak pod popelem a rozpálenými kameny rezavě rudé kapky mědi. V roce 4000 př. n. 1. znali už lidé zlato, stříbro a měď. Vlastnosti, které člověka u nového materiálu zaujaly, se musely lišit od vlastností kamene a dřeva. Vezměme si třeba zlato. Odráží krásně světlo a třpytí se - na rozdíl od matného kamene. Zlato má tedy lesk. Zlato se rovněž dalo kovat do různých tvarů nebo do velmi tenkých ploch, zatímco z kamene zpracovaného kováním by se získal leda prach. Zlato je tedy kujné. Zlato je možné vytáhnout do tenkého drátku, kámen by se tahem přetrhl a rozpadl. Zlato je tedy tažné. Zlaté plátky nebo zlatý drátek je možné ohnout do jakéhokoliv tvaru, aniž se zlomí. Zlato je tedy i ohebné. Díky svému vzhledu a tomu, že tyto materiály mohly být ohýbány, taženy a kovány, byly nesmírně žádané pro klenotnické zpracování. Kdekdo po nich dychtivě* toužil ještě dřív, než bylo objeveno jejich praktičtější využití. Novému materiálu se začalo říkat metal (česky kov). Řecké slovo metallon znamená důl nebo kov, pravým základem výrazu je však jiné řecké slovo metallán znamenající hledat něco. Kovu se ve většině jazyků říká metal (tedy něco jako „hledaný") dodnes.
Kryobiologie Od pradávna je známo, že potraviny se kazí mnohem rychleji za teplých dnů, než když panuje chladno; v teplých obdobích se proto potraviny ukládaly v chladných sklepeních nebo třeba v jeskyních. Člověk se také naučil ukládat věci podléhající zkáze k ledu, ovšem pouze tam, kde jej bylo možné získat. Ve dvacátém století se stala běžnou záležitostí domácí chladnička, po ní přišly ještě výkonnější elektrické mrazničky. Tato zařízení zcela změnila jídelníček miliónů lidí, protože bylo možno skladovat potraviny mnohem déle. Obecně řečeno - čím nižší je teplota, tím déle se nám potrava uchová. Po druhé světové válce se metody užívané pro získávání velice nízkých teplot tak zdokonalily, že umožnily chladit mnohem hlouběji než dříve a za přijatelnou cenu. Například tekutý dusík udržuje teplotu nižší než - 195 °C a nezanechává při tom na potravě nepříznivé následky. Navíc lze potraviny, biologické vzorky i jiné věci podléhající zkáze udržovat na teplotě tekutého dusíku téměř nepřetržitě. Věda, zabývající se ochranou látek za tak nízkých teplot, se nazývá kryobiologie. Předpona kryo- pochází z řečtiny a znamená mráz. Během šedesátých let našeho století napadlo některé odvážlivce, že by tak mohli být uchováváni i samotní lidé. Předpokládejme, že by nějaká osoba umírala na neléčitelnou chorobu nebo prostě jen v důsledku stáří. V okamžiku těsné před smrtí bychom ji pak mohli ochladit na teplotu tekutého dusíku a někdy daleko v budoucnosti, až bude nemoc možno léčit nebo budeme umět omladit stárnoucí organismus, by ji bylo možno znovu oživit a léčit. Dosud ještě není znám způsob oživování lidí, ochlazených na teplotu tekutého dusíku a je ostatně velmi sporné, zda takováto procedura je vůbec psychologicky i sociologicky únosná. Přesto však jsou již v některých zemích zakládány společnosti pro tuto činnost a ty nazývají techniku, které hodlají používat, kry on i ka.
Kryotron Vývoj v elektronice směřuje k miniaturizaci - to znamená ke stálému zmenšování zařízení. Čím je zařízení menší, tím méně materiálu je na jeho výrobu zapotřebí, tím je pohyblivější a přenosnější. Prvním velkým krokem k miniaturizaci byla náhrada objemné a poměrně nemotorné elektronky mnohem menším tranzistorem. Avšak tranzistor stále ještě není tím ideálním miniaturizovaným zařízením, jímž můžeme citlivě ovládat tok elektronů - což je základní funkcí elektronických přístrojů. V určitém případě by nám přitom mohly stačit pouhé dva drátky. Některé kovy totiž ztrácejí při velmi nízkých teplotách elektrický odpor, stávají se supravodivými. Supravodivost mohou při těchto velmi nízkých teplotách ztratit, jestliže na ně působí dostatečně silné magnetické pole. Představme si teď nepatrný kousek tantalového drátku. Při teplotě pod 4,2 °K je tantal supravodivý a vyvolaný proud by drátem mohl procházet nekonečně dlouho. Představme si však, že tento drátek je obtočen spirálou z niobového drátu. Niob je supravodivý až do teploty 9,2 °K a může tedy snést mnohem silnější magnetické pole než tantal, aniž ztratí supravodivost. Jestliže je do niobové spirály zaveden proud elektronů, vznikne magnetické pole, které může být natolik silné, že zbaví supravodivosti tantal, nikoli však niob sám. Takovýmto způsobem může být proud elektronů v prvním drátku citlivě ovládán změnami odporu, vyvolanými elektrickým proudem probíhajícím v druhém drátě - samozřejmě jen když je teplota udržována velmi blízko absolutní nule, tedy v podmínkách, které supravodivost umožňují. Takové teploty nazýváme kryogenickými (tj. vyvolávajícími mrazivý chlad). Naše dva drátky jsou pak příkladem kryogenické elektroniky a proto se jim říká kryotrony, což je zkratka vzniklá z obou slov.
Krystal Atomy v pevných látkách nemusí být uspořádány žádným zvláštním způsobem. O takové látce se pak říká, že je amorfní, beztvará. Častěji jsou však atomy v pevných látkách sestaveny do určitých vzorů. Výsledkem jsou pak látky, které mají jistou symetrii. Staří Řekové nacházeli nejlepší důkaz takové symetrie ve sněhových vločkách nebo v seskupeních jinovatky. Řecky se mráz řekne kry os, nazývali proto tyto sněhové a ledové vzory krystallos. Led může být průhledný, a protože Řekové znali jen velmi málo jiných průhledných předmětů, byli touto vlastností silně zaujati. Když pak nalezli kousky kamene, které měly symetrické tvary a byly průhledné, považovali je za druh ledu a nazývali je rovněž krystallos. V počátcích moderních dob však lidé zjistili, že mnoho pevných látek může být symetrických tvarů, jestliže mohou pomalu tuhnout z roztoku nebo z tave-niny. Nebyly to ovšem druhy ledu a nemusely být průhledné; rozhodující byla jejich symetrie. Právě pro ni se k jejich pojmenování začalo užívat téhož slova - krystal. Odtud i název čirých krystalů křemene - křišťál. V trochu nepřesném tvaru se tohoto slova používá k označení skleněných předmětů, které jsou vybroušeny do symetrických tvarů (křišťálové sklo), i když sklo samo o sobě je amorfní a symetrie tohoto „křišťálu" je čistě umělá, nikoliv výsledkem přírodního uspořádání atomů.
Křemík Křemík se z hlediska elektronové stavby podobá ze všech prvků nejvíc uhlíku. Jestliže tedy uhlíkové atomy snadno tvoří dlouhé řetězce a uzavřené kruhy, mohli bychom totéž očekávat od atomů křemíku. Do určité míry tomu tak je, křemíkové atomy však jsou větší
než uhlíkové a netvoří mezi sebou zdaleka tak pevné vazby. Řetězce křemíkových atomů mají sklon k nestálosti a atomů v nich bývá jen několik. Křemíkové atomy však tvoří velice pevné vazby s atomy kyslíku. Příkladem toho jsou tvrdé horniny, z nichž je z valné části tvořen povrch Země - jsou to křemíkové a kyslíkové atomy pevně spolu spojené a doplněné malými podíly dalších atomů. Říkáme jim křemičitany - silikáty. V roce 1899 začal anglický chemik F. S. Kipping se systematickým výzkumem střídavých řetězců křemíkových a kyslíkových atomů. Takové řetěžce mohou být libovolné dlouhé a jsou dokonce ještě stabilnější než řetězce uhlíkové. Protože s uhlíkem se kyslík váže v dobře známých sloučeninách nazývaných ketony, použil Kipping téže koncovky a nazval sloučeniny křemíku s kyslíkem silikony (latinský název křemíku je silicium). Každý křemíkový atom v silikonovém řetězci na sebe může vázat ještě dva další atomy nebo atomová seskupení. To poskytuje možnost vytvářet obrovské množství silikonů - vše záleží jen na délce řetězce a podstatě přidaných atomů či skupiny. Po druhé světové válce se pak rozvinula výroba celé řady velmi užitečných silikonů. Máme silikonové kapaliny, které se používají jako smáčedla, silikonové tuky užívané jako mazadla, silikonové pryskyřice, které dobře izolují a silikonové hmoty využívané jako umělý kaučuk. Osvědčují se pro celou řadu užitečných vlastností: jsou stálé, vzdorují teplu a nemění své vlastnosti při změnách počasí a teploty okolí.
Kumulus Obyčejná oblaka jsou vlastně nepatrnými kapičkami vody rozptýlenými ve vzduchu. Mohou se také skládat z drobounkých pevných částeček, v tom případě však jde spíše o kouř. Vyskytne-li se mrak těsně při zemském povrchu, hovoříme o mlze. V některých průmyslových oblastech, jako je např. okolí Los Angeles, se může kouř mísit se stálou mlhou; pro označení této nepříjemné a nezdravé směsi bylo vytvořeno slovo smog (z anglického smoke - kouř a fog - mlha), s kterým celý svět seznámili hollywoodští filmaři. Nejkrásnějším mrakem je kupovitý oblak, typický pro pěkné letní počasí. Vzniká tehdy, setká-li se sloupec stoupajícího teplého vzduchu se studenějším vzduchem horních vrstev. Přitom se vodní páry srazí do malých kapiček, jejichž shluky vypadají jako chomáče vlny. Tato oblaka se nazývají kumuly, z latinského cumulus - kupa. Obsahuje-li vzduch dostatek vlhkosti, tvoří se oblaka, která zakryjí celou oblohu a dovolí procházet jen části slunečního svitu. Vypadají proto šedivě a hrozivě. Meteorologové pojmenovali taková oblaka nimbus, podle latinského výrazu pro dešťový mrak. A opravdu tato oblaka velmi často déšť přinášejí. Někdy mají vysoká oblaka sražená z ledových krystalků tvar stěsnaneho peří či pramenů vlasů. Nazývají se cirrus, podle latinského slova znamenajícího kudrna. (Český název tohoto druhu mraků je řasa). Dělí se dále na cirrokumuly (ve výši asi 6 - 8 km) a cirrostrata (ve výši nad 8 km).
Kvantum V 19. století začalo fyziky zajímat, jakým způsobem vlastně žhavé těleso vyzařuje svou energii. Aby věc zjednodušili, představovali si tzv. černé těleso, předmět, který by absorboval veškeré záření, jež by na něj dopadalo a žádné neodrážel - jevil by se tedy jako černý. Jestliže by se takové těleso zahřálo, dalo se předpokládat, že bude vyzařovat energii podle nějakých poměrně jednoduchých zákonů. Skutečné experimenty s objekty velmi podobnými černým tělesům ukázaly, že energie je vyzařována většinou v určitém úzkém rozsahu frekvencí (kmitočtů), ve formě elektromagnetických vln s určitým počtem vlnových vibrací za vteřinu. Při nižších i vyšších frekvencích tělesa vyzařovala méně energie. Když se zvyšovala teplota tělesa, vyzařovalo víc energie všech frekvencí, ale bod nejvyššího vyzařování se posunul k vyšší
frekvenci. Ani po řadě experimentů se nedalo počítat s nějakou vhodnou teorií přesného chování vyzařované energie a fyzikové zůstávali v rozpacích. Nakonec v roce 1900 přišel německý fyzik M. Plaňek se zcela novou myšlenkou. Předpokládal, že energie je vyzařována v nepatrných částicích, podobně jako je hmota tvořena nepatrnými částicemi. Dokazoval, že takové „částice" energie by se lišily velikostí podle kmitočtu příslušné vlny energie. Velikost „částice" energie dělená její frekvencí dávala totiž vždy stejné číslo. tzv. Planckovu konstantu. Částice energie byla nazvána kvantum, podle latinského výrazu quantus - kolik. Planckova teorie dostala název kvantová teorie. A protože se světelná kvanta chovají jako částice, mají také název fotony, složený z řeckého fos - světlo a obvyklé přípony -on patřící elementárním částicím.
Kvasar V letech po druhé světové válce začali astronomové pátrat ve vesmíru po oblastech vyzařujících radiové vlny. Kolem roku 1960 pomalu došli k závěru, že radiové vlny, které zachycují, souvisí s objekty, jež vypadají jako temné a sotva rozlišitelné hvězdy. Ale proč právě ty by měly vyzařovat tak silné radiové vlny, když obyčejné hvězdy to nedělají? Astronomové začali podrobně zkoumat jejich spektra a objevili v nich určité tmavé čáry, odpovídající vlnovým délkám světla, které tyto hvězdy vůbec nevyzařovaly. Obvykle je možno ze spektrálních čar vyčíst mnoho poznatků, ale v tomto případě byly záhadou. V roce 1963 napadlo holandsko-amerického astronoma M. Schmidta, zda tyto tmavé čáry nejsou totožné s čarami, které lze obvykle zjistit v ultrafialové oblasti, a které jsou z nějakého důvodu posunuty do větších vlnových délek, takže se objevují v oblasti viditelného světla. Takový posuv spektrálních čar směrem k větším vlnovým délkám se obyčejně objevoval u vzdálených objektů (tzv. rudý posuv). Čím větší byla vzdálenost, tím větší posuv byl. Nikdo však jej nikdy nepozoroval v takové míře, jako se ho domníval objevit Schmidt. Když ovšem byla prozkoumána spektra i dalších hvězd vyzařujících silné radiové vlny, byl u nich tento obrovský rudý posuv zjištěn rovněž. Vyplynul z toho závěr, že tyto radiohvězdy jsou nesmírně vzdálené, víc než miliardu světelných let, což je mnohem dál, než kterýkoli jiný objekt ve vesmíru. Samozřejmě, že tady nemohlo jít o obyčejné hvězdy, ty by na takovou vzdálenost nemohly být pozorovatelné. Vzhledem k tomu, že jejich podstata byla neznámá, začalo se jim říkat kvazistelární radiové zdroje (kvazistelární pochází z latinského „jako hvězdy"^ a v roce 1964 zkrátil čínsko-americký astronom Hong-Yee Chiu toto sousloví z anglického quasi stellar objects na quasars čili kvasary. Pojmenování se ujalo. Dnes se astronomové domnívají, že kvasary jsou dost malé, mnohem menší než galaxie, i když září desetkrát jasněji. Přesná podstata kvasarů je ovšem stále záležitostí diskuse a někteří astronomové dokonce popírají, že by obrovský rudý posuv měl být vykládán jako důsledek velké vzdálenosti.
Kyanid Anorganické sloučeniny vhodné jako barviva jsou odedávna ceněny. Jeden z modrých nerostů, často používaný k zdobení, je lapis lazuli; lapis znamená latinsky kámen, lazuli je zcela zřejmě překroucené arabské slovo lazaward - nebeská modř a azur je jen dalším překroucením tohoto slova. Lapis lazuli je tedy „azurový kámen". Práškový lapis lazuli se nazývá ultramarín, z latinských slov ultra - za a marinus - mořský. Dovážel se totiž ze zámoří. Když v roce 1704 dva berlínští barvíři objevili náhodou novou tmavě modrou sloučeninu železa a nahradili jí lapis lazuli, chovali metodu její přípravy dlouho v tajnosti. Barva byla proto nazývána jen podle místa svého původu - berlínská či pruská modř. Tajemství však nemohlo zůstat věčné. V roce 1783 získal švédský chemik K. W. Scheele z
pruské modři slabou kyselinu, kterou podle ní nazval pruská kyselina. O třicet let později francouzský chemik J. L. Gay-Lussac získal z jiného zdroje plyn, který se snadno přeměňoval na stejnou kyselinu. Zjistil také, že klíčovou atomovou skupinu v těchto sloučeninách tvoří atom uhlíku a dusíku. Berlínská modř obsahuje na sedm atomů železa dokonce osmnáct takových skupin - a to vedlo Gay-Lussaca k tomu, že nazval tuto skupinu kyanidovou (podle řeckého kyanos - modrý). V Scheeleho pruské kyselině se kyanidová skupina spojuje s atomem vodíku, je to tedy kyanovodík. Plyn, který objevil Gay-Lussac, obsahoval v každé molekule dvě kyanidové skupiny a francouzský chemik jej nazval kyanogen, tedy „látka, z níž se tvoří kyanid". Nyní jej nazýváme dikyan. Protože sloučeniny jako dikyan, kyanovodík nebo kyanid draselný jsou smrtelně jedovaté, získal kmen kyan- nepříjemný zvuk a nese si ho dodnes, i když je použit také v mnoha nevinných slovech pouze proto, že označuje modrou barvu. Tak třeba neškodná květní barviva se nazývají antokyany.
Kybernetika Podle principu zpětné vazby je každý proces řízen rozdílem mezi skutečnou situací v daném okamžiku a situací, do níž se má dostat. Rychlost přibližování požadovanému stavu se snižuje zároveň s tím, jak se zmenšuje tento rozdíl. Když je požadovaného stavu dosaženo a rozdíl mezi současným a požadovaným stavem je tudíž nulový, přestává se situace měnit. V roce 1868 použil francouzský inženýr Leon Farcot tohoto principu, když pracoval na automatickém ovladači lodního kormidla poháněného parou. Když se kormidlo přibližovalo požadované poloze, automaticky zavíralo parní záklopku a pohyb kormidla ustával. V okamžiku, kdy bylo dosaženo požadované polohy, byl tlak páry uzavřen a kormidlo se přestalo pohybovat. Jestliže však z nějakého důvodu uhnulo, záklopka se opět otevřela a pára je opět začala tlačit zpět. Farcot své zařízení nazval servo-mechanismus (otrocký stroj), protože fungovalo, jako kdyby na jeho místě seděl otrok, který by polohu kormidla neustále opravoval. Od té doby bylo zkonstruováno mnoho strojů, jež se při práci samy automaticky zajišťují. Elektronické přístroje umožnily automatizaci neobyčejně zdokonalit a zjemnit. Rádiové vlny rozšířily její dosah na obrovské vzdálenosti. Německá raketová střela ze druhé světové války V 2 byla v podstatě létajícím servomechanismem, dnes už mnohonásobně zdokonaleným v hrůzostrašné mezikontinentální řízené střely s jadernými hlavicemi. Také dobývání vesmíru by bylo bez automatických zařízení nemyslitelné. V roce 1940 americký matematik Norbert Wiener formuloval některé základní matematické vztahy, které se vyskytují při využívání zpětné vazby. Pojmenoval nové vědní odvětví kybernetika základem názvu je řecké slovo znamenající kormidelník. Konec konců, kormidelník ovládá kormidlo tak, že neustále pozoruje a srovnává jeho polohu, což je stejná práce, kterou dělají automatická kybernetická zařízení - ovšem mnohem neúnavněji a přesněji.
Kyselina Kyselost je jednou ze čtyř základních chutí (vedle sladkosti, slanosti a hořkosti). Přirozeně se vyskytuje třeba v nezralém ovoci nebo i v některých druzích ovoce zralého. Právě tady se s ní poprvé seznámil primitivní člověk. I on už věděl, že určité tekutiny, třeba mléko, po dlouhém stání zkysnou. Ovocné šťávy v takovém případě fermentují a stane se z nich víno, které při dalším stání také zkysne. Latinský výraz pro být kyselý je acere. Z acere jsou v latině odvozena dvě další slova: acidus jako přídavné jméno kyselý a acetum znamenající ocet. (Podobnost latinského acetum a českého ocet je zcela zřejmá.) Středověké chemiky kyselé látky mimořádně zajímaly. Silný ocet dokázal rozleptat řadu kovů a v jeho přítomnosti se odehrávaly chemické změny, které jinak neprobíhaly. A tak byly kolem roku 1300 objeveny nové a silnější kyselé chemikálie, díky jejichž aktivitě bylo
možné rozpouštět kovy i jiné látky mnohem rychleji než při použití sebesilnějšího octu. Byla to tehdy skutečná chemická revoluce! Všechny takové sloučeniny dostaly název acidum - kyselina. Původní kyselina v octu dostala název acidum aceticum - kyselina octová. Obě slova v názvu svědčí o jediném faktu - že látka je kyselá. A přesto (stejně jako v mnoha jiných případech) viní moderní věda i tento starý název z nesprávnosti. Pro moderního chemika je kyselinou jakákoliv sloučenina, která má tendenci ztrácet proton. Je-li tato tendence dostatečně silná, má kyselina opravdu kyselou chuť, v opačném případě kyselina není kyselá. Přesto však zůstává kyselinou!
Kyselina askorbová Donedávna byly kurděje (ve středověké latině měly název scorbutus) pro člověka doslova neštěstím. Začínaly celkovou slabostí a svalovými bolestmi, pokračovaly boláky v dásních a krvácením. Pak postiženým vypadaly zuby, krvácivost povážlivě stoupla - tečkou bývala smrt. Dnes se nám zdá, že si lidé v minulosti měli mnohem dříve všimnout souvislosti choroby se stravou. Kurděje se objevovaly například vždy tam, kde strava začala být jednotvárná a chyběly v ní čerstvé ovoce a zelenina: na dlouhých mořských cestách, při rychlých taženích armád, v obležených městech, ve vězeních a chudobincích. Neobjevovaly se však ani v těchto podmínkách, pokud byly k dispozici určité ovocné šťávy. Po několika desetiletích občasného experimentování vydalo britské námořnictvo v roce 1775 příkaz, aby námořníci pili denní dávku citrónové šťávy. Námořníci při kyselých doušcích asi nehezky kleli, nicméně kurděje se mezi nimi už neobjevovaly. Dodnes se britským námořníkům někdy říká „limies - citróni". K ochraně před kurdějemi byly užitečné i šťávy jiných citrusových plodů, rajská jablka i další druhy čerstvé zeleniny. Kolem roku 1907 začali biochemici psát o tom, že tyto druhy potravy obsahují patrně nějakou sloučeninu, kterou tělo potřebuje a že kurděje jsou důsledkem nedostatku této látky. Zhruba v té době se začalo uvažovat v rámci nauky o výživě o chemických látkách nazývaných vitamíny, takže předpokládaná protikurdejová (či antiskorbutická) chemická látka byla nakonec pojmenována vitamín C. Maďarský biochemik A. Szent-Gyórgyi získal v roce 1928 ze zelí látku, o které pak v roce 1932 americký biochemik Ch. G. King prokázal, že je právě tou sloučeninou, již tělo potřebuje proti kurdějím. Byla proto pojmenována kyselina askorbová, což vlastně znamená „protikurdějová kyselina"
Kyslík Kolem roku 1700 německý chemik G. E. Stáhl vypracoval teorii, která vysvětlovala, proč některé látky při zahřátí hoří anebo proč rezivějí. Předpokládal, že takové látky obsahují flogiston, z řeckého flogistos - hořlavý. Tak třeba zahřívalo-li se dřevo, ztrácelo svůj flogiston do vzduchu a měnilo se v popel. Jestliže však byly zásoby vzduchu omezeny, pak se vzduch po chvíli flogistonem nasytil a hoření se zastavilo. V roce 1774 britský duchovní a chemik J. Priestley zkoumal cihlově červený prášek nazývaný červený precipitát (podle dnešních chemických znalostí je to kysličník rtuťnatý). Priestley zjistil, že když je prášek zahříván, vydává pozoruhodný plyn, v němž látky hořely lépe než ve vzduchu. Doutnající dřevěná tříska v něm vzplála jasným plamenem. Jestliže tedy vzduch nasycený flogistonem nemohl už podporovat hoření, pak látka, která spalování tak dobře podporovala, by měla být zcela bez flogistonu. Priestley ji proto nazval deflogis tóno váný vzduch. Rok poté francouzský chemik A.-L. Lavoisier prokázal, že hoření je jednoduše výsledkem chemického spojování s novým plynem, který je vždycky přítomný ve vzduchu. Flogistonová teorie zapadla a Lavoisier si vysloužil titul „otec moderní chemie".
Ale velký chemik byl také jen člověk, a proto i on dělal chyby. A tak se domníval, že nová látka se vyskytuje i ve všech kyselinách (což neplatí o ní, nýbrž o vodíku). Na základě této chybné domněnky pojmenoval plyn oxygen, z řeckého oxys - ostrý. Oxygen je tedy „to, z čeho se rodí ostrá (neboli kyselá) chuť". Procesu spalování se pak začalo říkat oxidace. V této chybě pokračovali i chemici dalších národností; třeba Němci, kteří plyn nazvali Sauerstoff, nebo Češi se svým názvem kyslík.
Laser V roce 1953 americký fyzik Ch. H. Townes (a současně i sovětští vědci N. G. Basov a A. M. Prochorov) navrhl zařízení, které pohlcovalo slabý svazek mikrovln. Když do něho bylo dodáno dostatečné množství energie, bylo schopno je vyzařovat v mnohem silnějším svazku. Tento proces byl anglicky nazván Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation čili zesílení mikrovln pomocí stimulované emise záření a podle prvních písmen slov anglického názvu se mu na celém světě začalo říkat maser. Avšak proč by podobným způsobem měly být zesilovány jen mikrovlny? Stejného principu by přece bylo možno použít i pro vlnění jiných délek, včetně vlnových délek viditelného světla. V roce 1960 to zkusil americký fyzik T. H. Maiman s tyčinkou syntetického rubínu. Uvedl molekuly v rubínu do stavu o vysoké energii a když poté na tyčinku nechal dopadnout slabý paprsek červeného světla o určité vlnové délce, vyrazil z ní pronikavý paprsek světla o stejné vlnové délce. Nebylo to nic jiného než zesílení světla pomocí stimulované emise záření (původně anglicky Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) čili laser. Bylo sice možno použít pojmenování optický maser, jednoslovný název se však rozšířil mnohem víc. Světlo vycházející z laseru se skládá z vln, které se všechny pohybují týmž směrem, jednoduše řečeno vlní se shodně nahoru i dolů. V běžném světle všech ostatních druhů se vlny pohybují mnoha způsoby, mají všemožné druhy energie a vlní se bez vzájemného vztahu. Světlo laseru se však nerozptyluje do okolí, jako to dělá obyčejné světlo, ale zůstává v sevřeném paprsku, který se i na takovou vzdálenost, jako je dráha k Měsíci, rozptýlí jen nepatrně. Světelný paprsek s takovým chováním je nazýván koherentním světlem. Protože koherentní světelný paprsek je tak pevně sevřený, soustředí na malé ploše množství energie. A právě to je důvod, proč laserovým paprskem můžeme vytvářet teploty vyšší než na povrchu Slunce.
Lepton Kolem roku 1860 se ukázalo, že elektřina je za určitých okolností schopná procházet i vzduchoprázdným prostorem. Vytváří se při tom záření, vzájemné vzdálenosti. V jednom bodě oběhu je totiž Měsíc k Zemi nejblíž - 356 000 km, v jiném bodě své dráhy je nejdál 406 000 km. Mezi oběma body leží přirozeně jeho střední vzdálenost. Když je Měsíc na své dráze blíž k Zemi, pohybuje se rychleji a obíhá tedy vzhledem k periodě otáčení zvýšenou rychlostí. Výsledkem je zdání, že Měsíc se natáčí poněkud z východu na západ, takže můžeme vidět nepatrný kus jeho východního okraje. V druhé polovině měsíčního oběhu je tomu obráceně. Měsíc je od Země relativně vzdálený a pohybuje se pomaleji než je obvyklé. Natáčí se tedy ze západu na východ a my můžeme vidět nepatrný kousek jeho západního okraje. Člověk, který pozoruje Měsíc noc co noc, má pak dojem, že náš souputník osciluje kolem své osy, nejprve dva týdny k východu a potom dva týdny k západu, což se znovu a znovu opakuje. Měsíc se na pohled chová jako misky vah. Latinský výraz pro váhy je libra, proto tedy neustálé kývání Měsíce kolem vlastní osy nazýváme západovýchodní librací. Osa Měsíce je vzhledem k Zemi nepatrně nakloněna, takže občas můžeme vidět také přes
jeho severní nebo jižní okraj. To je severojižní varianta librace. Vezmeme-li v úvahu maximální rozsah librací obou typů vyjde nám, že úhrnem můžeme ze Země vidět 59 % měsíčního povrchu.
Lineární urychlovač Přibližně od roku 1930 začali fyzikové konstruovat zařízení k urychlování elektronů, protonů a těžších iontů, které tak nabývaly víc energie. A čím víc energie částice měly, tím účinněji se srážely s atomovými jádry a tím víc o jeho stavbě mohly povědět. Některá zařízení využívají silného magnetického pole a roztáčejí částice po kruhové dráze. Jiným způsobem je užití střídavého elektrického pole a tím „postrkování" částic přímým směrem soustavou trubic, přičemž v každé mění elektrické pole svůj směr v okamžiku, kdy do něj vstoupí částice. Protože částice v každé součásti trubicové soustavy zvyšuje rychlost, musí být každá další trubice delší než předchozí. Obrovská délka takového zařízení je ve srovnání s prostorově méně náročnou metodou roztáčení částic v kruhu nevýhodou. Také udržování proměn elektrického pole ve stejném rytmu, v jakém přechází částice z jedné trubice do další, je obtížné. Hlavně pro tyto důvody se lineárních urychlovačů, které byly poprvé zkoušeny v roce 1931, přestalo používat. Přitom měly své výhody. Když se totiž částice musí pohybovat v kruhu, neustálá změna směru jejich pohybu odčerpává energii, které by bylo možno využít pro jejich urychlování. V případě těžkých částic, jako jsou protony, je to únosné, ale u lehkých elektronů energetické ztráty vytvářejí hranici pro nejvyšší energii, kterou mohou částice získat. V lineárním urychlovači elektrony neztrácejí žádnou energii změnou směru. Poté, co byly vypracovány metody přesnějších změn magnetického pole, začalo se znovu uvažovat o budování velkých lineárních urychlovačů, které by dodávaly elektronům rekordní energii. Na Stanfordské univerzitě v USA byl před několika lety uveden do provozu lineární urychlovač, který je přes tři kilometry dlouhý.
Luminiscence O látkách, které absorbují energii v některé jiné formě než světelné a vyzařují ji jako viditelné světlo, říkáme, že jsou luminiscenční (výraz má latinský původ a znamená stát se světlem). Někdy se vyzařování světla pozdrží a pokračuje pak i poté, co je přívod energie přerušen. Takovou pozdrženou luminiscenci pak nazýváme řosřorescencí (což rovněž znamená stát se světlem, přičemž v tomto případě je původ řecko-la-tinský), zatímco okamžitá luminiscence je nazývána fluorescencí - to proto, že byla poprvé pozorována u horniny zvané fluorit. Látky, které vyvolávají luminiscenci jsou nazývány luminofory. Příklady jsou wolframan vápenatý nebo sirník zinečnatý, jejichž luminiscenční vlastnosti závisí na metodě jejich přípravy a přítomnosti určitých příměsí. Fluorescence začala být průmyslově využívána díky výzkumům francouzského chemika G. Clauda, který se o tento jev začal zajímat v roce 1910. Claude zjistil, že elektrické výboje v určitých plynech při nízkém tlaku mohou způsobit, že tyto plyny začnou fluoreskovat. Uzavřel je do různě tvarovaných skleněných trubic a tak byla na světě neonová světla (jedním z plynů, jež Claude používal, byl neon), dokonce různobarevná. Za určitých podmínek ale fluoreskovaly i rtuťové páry a vydávaly přitom záření bohaté na ultrafialové světlo. Když po roce 1935 byly objeveny metody, jak získávat velká množství luminoforů, bylo jich možno používat k pokrývání vnitřních stěn skleněných trubic, uvnitř kterých byly právě rtuťové páry vyzařující v ultrafialové oblasti. Ultrafialové záření rtuťových par pak na povlaku z luminoforů vzbuzovalo fosforeskující záření a výsledným efektem bylo jemné bílé světlo, které takové trubice vydává. Má mnoho výhod: fluorescenční světlo spotřebuje méně energie, je bělejší než světlo žárovek a vzniká při něm také méně tepla. (Snad proto se těmto trubicím začalo česky říkat - na rozdíl od
obyčejných žárovek - zářivky.)
Lymfa Nejmenší krevní cévy mají stěny tak tenké, že vodnatá část krve může klidně prosakovat ven. Také to dělá, přitom omývá buňky a tvoří inter-sticiální neboli mezi tká novou tekutinu, která vyplňuje prostor mezi buňkami. Mezitkáňova tekutina se v mnohém podobá krvi. Nejnápadnější rozdíl je v tom, že krevní buňky dávající krvi barvu nemohou stěnami cév projít a mezitkáňova tekutina je proto bezbarvá. To se odrazilo v jejím pojmenování: je nazývána lymfa, z latinského lympha čistá voda. (Má také český název míza.) Cévy, které vedou mezitkáňovou tekutinou, jsou pak nazývány lymíatickými (čili mízními) cévami. Mezitkáňova tekutina stéká v těle do nepatrných cévek, které se spojují ve větší a nakonec ve dvě hlavní, táhnoucí se hrudníkem do krku. Tam se spojují s žílami a mezitkáňova tekutina se opět vrací do krevního oběhu. Větší z těchto dvou hlavních cév je nalevo a je nazývána tor akal ní či hrudní mízovod (z latinského torax - hrudník). Na některých místech jsou podél lymfatických cév malá zauzlení, zvláště po straně krku, pod čelistí, v podpaží, v ohybu lokte a ve slabinách. Jsou to lymíatické žlázy, v nichž se tvoří buňky nazývané lymřocyty. Lymfocyty jsou v těle hlavními ničiteli bakterií a v průběhu nákazy jsou proto lymíatické žlázy aktivní, otékají a jsou na dotek bolestivé.
Maffei 1 Ve vzdálených oblastech vesmíru jsou milióny galaxií. Obyčejně se nevyskytují o samotě a mají tendenci sdružovat se v galaktická mračna. Pod vlivem vzájemného gravitačního přitahování pak může být i deset tisíc galaxií. Je i naše galaxie - Mléčná dráha - součástí takového mračna? Na jižní obloze jsou viditelné dva hvězdné mraky nazývané Magellanovými mraky (poprvé je popsal v roce 1521 kronikář doprovázející Magellana (Ma-galhaese) na první cestě kolem světa). Jsou to dvě galaxie, mnohem menší než naše Mléčná dráha a poměrně blízko ní. Můžeme je považovat za galaxie, které jsou satelity té naší. Dále tu je galaxie známá jako Mlhovina v Andromedě (jmenuje se tak podle souhvězdí, v němž byla objevena), vzdálená „jen" dva milióny světelných let a nejbližší ze všech velkých galaxií. Mezi ní a Magellanovými mraky je kolem dvaceti dalších galaxií, vesměs malých. Všechny dohromady tvoří místní soustavu, jejímiž největšími součástmi jsou patrně Mléčná dráha a Mlhovina v Andromedě. V oblasti Mléčné dráhy je však příliš mnoho hvězdného prachu a ne všechny části oblohy můžeme dobře pozorovat. V roce 1968 italský astronom P. Maffei právě v „nejprašnějších" oblastech Mléčné dráhy objevil infračervené skvrny. (Infračervené záření proniká hvězdným prachem lépe než viditelné světlo.) Když zajímavou oblast zkoumal blíže, objevil dvě galaxie, z nichž k nám proniká jen jediné procento světelného záření. Jsou dost blízko, aby je bylo možno považovat za součást místní soustavy galaxií a dost velké, abychom je mohli zařadit mezi ty obří. Na počest objevitele byly pojmenovány Maffei 1 a Maffei 2 a jsou našimi novými - a neočekávanými - sousedy.
Magické číslo V roce 1916 se přišlo na to, že elektrony jsou v atomech rozděleny do skupin, které obklopují atomové jádro jako kulové slupky. Čím dál od jádra, tím jsou slupky větší a mohou udržet více elektronů. Nejbližší slupka udrží maximálně dva, další dvě pak po osmi, ještě vzdálenější osmnáct elektronů atd. Každá slupka se dál dělí na hladiny a jak se
ukázalo, chemické vlastnosti prvků závisí právě na rozdělení elektronů ve slupkách a hladinách atomů. Jsou-li určité slupky zaplněny, je atom zvlášť netečný (inertní) a skoro se neúčastní chemických reakcí. Už na počátku třicátých let se zjistilo, že jádro atomu je tvořeno protony a neutrony. Fyzikové začali uvažovat o tom, zda jsou tyto částice uspořádány v podobných vrstvách jako elektrony. Výzkum atomového jádra ovšem vyžadoval taková množství energie, že řešení problému nebylo nijak snadné. Jednou z možných cest bylo všimnout si, nakolik jsou některá atomová jádra stálá. To mohlo totiž napovědět, zda protony a neutrony v těchto jádrech zcela zaplňují určité slupky. Ukázalo se, že když jádro obsahuje 2, 8, 20, 50, 82 nebo 126 protonů či neutronů, je mimořádně stabilní. V roce 1949 nazval německý fyzik K. D. Jensen tyto počty magickými čísly. V témže roce Jensen a nezávisle na něm také americká badatelka M. Goep-pert-Mayerová určili systém uspořádání vrstev uvnitř jádra, založený na magických číslech. Je poněkud komplikovanější než systém elektronových slupek a hladin a dosud ne tak zcela ustálený ale je to alespoň začátek.
Magnet Před tisíciletími překvapily lidi nálezy černého kusu nerostu, který přitahoval železo. Říká se, že tuto podivnou vlastnost studoval poprvé starořecký myslitel Thales z Milétu. Vzorky nerostu získal z Magnesie (město v Malé Asii) a nazval proto nerost magnes..Název se k nám dostal jako magnet, zatímco nerost sám je dnes nazýván magnetit. Římský přírodovědec Gaius Plinius Secundus (známý spíše jako Plinius starší) si popletl Thaletův magnes s jiným černým nerostem, který proto nazval stejně - magnes. Ve středověku byly Pliniovy knihy opisovány ručně, někdy lidmi, kteří nebyli pečliví nebo možná příliš vzdělaní. Opisy se proto hemžily zkomoleninami. Pliniův popletený „magnes" byl pak popleten ještě víc a stal se z něj „mangan". V pozdějších dobách se Pliniova magnesu používalo při výrobě skla: odstraňoval zelenou barvu způsobovanou železnými nečistotami v surovinách. Nerost byl proto pojmenován pyroluzit, z řeckých slov pyr - oheň (ten byl při výrobě skla nezbytný) a luein - omývat. V roce 1774 izoloval švédský mineralog J. G. Gahn z pyroluzitu nový kov. Když jej pojmenovával, vrátil se k středověké chybě a název napsal nesprávně - mangan. Od té doby se jméno používá. Ve starověku se ovšem v oblasti Magnesie vyskytoval ještě jeden nerost, byl však bílý. (Nemusí jít nezbytně o totéž město, na území starověkého Řecka nesla název Magnesia tri města.) Římané bílý nerost nazývali magnesia alba (albus znamená bílý), aby jej rozlišili od magnesu, který byl černý. V roce 1831 francouzský chemik A. A. B. Bussy získal z chemikálie příbuzné bílé magnesii nový kov a pojmenoval jej magnesium. Starověká Magnesia tedy nakonec dopadla znamenitě: dala jméno dvěma kovům a důležité přírodní síle.
Magnetická nádoba Záhy poté, co byla zkonstruována vodíková puma, začali lidé uvažovat, zda bude možné její energii zkrotit. Při výbuchu vodíkové pumy dochází k fúzi (spojení) čtyř malých vodíkových atomů ve větší atom hélia. Tomuto ději říkáme termonukleární reakce, protože jde o jadernou (nukleární) reakci vyvolanou vysokou teplotou. Abychom mohli termonukleární reakci ovládnout, museli bychom nějakým způsobem vodík udržet pohromadě a potom mu umožnit slučování poměrně pomalou a stálou rychlostí. Kdyby to lidstvo dokázalo, získalo by si zdroje energie na milióny let. Na Slunci a v jiných hvězdách je hmota vodíku udržována pohromadě a jaderná fúze tudíž probíhá stálou rychlostí díky nesmírnému gravitačnímu poli. Takové pole ovšem v
laboratoři nelze vytvořit a proto je zapotřebí objevit jinou metodu. Žádná nádoba z běžné hmoty nám tu není k ničemu, protože fúze vodíku nezačne při teplotách nižších než sto miliónů stupňů a takový materiál, který by při těchto teplotách vodík udržel, neexistuje. Buď se nádoba sama při vysoké teplotě roztaví a plyn vyprchá, nebo se plyn ochladí tím, že se dotýká stěn nádoby. V každém případě se však fúze zastaví. Při velmi vysokých teplotách se však vodíkové atomy rozpadají na směs elektricky nabitých elektronů a protonů, které říkáme plazma. Nabité částice se dají ovládat magnetickým polem. Kdyby takové pole obklopovalo trubici obsahující vodík, tlačilo by částice do středu trubice, takže by se nedotýkaly stěn, ale byly sevřeny v neviditelné a nehmotné tzv. magnetické nádobě. Protože magnetické pole plazmu uzavírá, označil tento jev americký fyzik L. Tonks, který tuto teorii v roce 1937 vytvořil, jako pinch effect svírací efekt. Válcovité magnetické pole ovšem nevytváří svírací efekt dostatečně stálý. Částice uvnitř uniknou během několika milióntin vteřiny. Aby vytvořili podmínky pro ovládanou fúzi, pracují nyní fyzikové na konstrukci magnetických polí složitějších tvarů. Nejúspěšnější je zatím sovětská konstrukce magnetické nádoby zvaná Tokamak (zkratka značící prstencovitá magnetická nádoba).
Magnetické domény Atomy jsou tvořeny elektricky nabitými částicemi a elektrický náboj je vždy spojen s magnetickým polem. Všechna hmota proto může mít magnetické vlastnosti - a přece se u většiny druhů hmoty projevují velmi zřídka. Železo, ocel a příbuzné materiály ovlivňují magnetické síly mnohem víc než jiné látky. Zvláštní typ magnetismu projevující se u železa je proto nazýván feromagnetismem - první část slova je odvozena z latinského ferrum - železo. Vysvětlení, proč má železo tak zvláštní vztah k magnetismu, podal v roce 1907 francouzský fyzik P. E. Weiss. Vyslovil domněnku, že malé atomové magnety v různých hmotách jsou orientovány mnoha směry, takže jejich magnetické účinky se navzájem ruší. U železa jsou naopak mikroskopické oblasti, v nichž se mnoho miliard atomů orientuje tak, že jejich magnetická pole směřují stejným směrem. Každá z těchto drobných oblastí proto působí jako mnohem silnější magnet než srovnatelná oblast v kterékoli jiné látce - proto dostaly název magnetické domény. V docela obyčejném železe jsou magnetické domény orientovány každá jinam, takže příliš magnetické není. Domény však lze usměrnit mnohem snáze než jednotlivé atomy. Zemské magnetické pole usměrňuje magnetické domény v kysličníku železa nazývaném magnetovec a ten zase dokáže usměrnit orientaci domén v kovovém železe nebo v oceli. Jestliže je feromagnetická látka rozemleta na částečky menší, než jsou její jednotlivé magnetické oblasti, bude každá částečka obsahovat jedinou doménu. Ty pak lze rozptýlit v tekuté plastické hmotě a poté usměrnit magnetem. Když plastická hmota ztuhne, vznikne zvlášť silný magnet, který lze navíc snadno vyrobit v přesně požadovaném tvaru.
Magnetosféra V roce 1600 usoudil anglický lékař W. Gilbert z chování magnetické střelky, že planeta Země musí být obrovitým kulovým magnetem. Jako každý jiný magnet tedy musí i Země mít magnetické póly: severní magnetický pól v severní Kanadě a jižní magnetický pól na okraji Antarktidy. Mezi nimi probíhají myšlené magnetické siločáry. Ohýbají se od jednoho pólu k druhému, přičemž nejvyššího bodu nad povrchem Země dosahují v polovině cesty mezi póly. Tyto siločáry představují směr, jímž se řídí magnetické přitahování či odpuzování. V roce 1957 vypracoval řecký amatérský vědec N. Christofilos hypotézu, podle níž mohou být nabité částice v sousedství Země zachycovány zemským magnetickým polem a pak se
ve spirálách pohybovat po siločárách tam a zpět mezi oběma póly (dnes je to tzv. Christofilův efekt). Blízko pólů se magnetické siločáry dotýkají zemského povrchu a nabité částice reagují s molekulami ve svrchní atmosféře; výsledkem je polární záře. Zpočátku zůstala Christofilova hypotéza bez povšimnutí. Ale v roce 1958 byla pomocí raket s výzkumnými přístroji objevena oblast nabitých částic (jistý čas se této oblasti říkalo Van Allenovy pásy po badateli J. A. Van Allenovi, který ji objevil), které se chovaly tak, jak předpověděl Christofilos. Mimochodem, ten se přestěhoval do Spojených států a věnuje se nyní vědě profesionálně. Van Allenovy pásy byly brzy přejmenovány. Názvy nejrůznějších vrstev obklopujících Zemi končí vzhledem ke kulovému tvaru příponou -sféra. Nejpříhodnějším příkladem je třeba atmosféra (koule páry). Protože Van Allenovy pásy jsou ovlivňovány zemským magnetickým polem, říká se jim nyní magnetosféra.
Makromolekula Krátce poté, co v roce 1803 anglický chemik John Dalton oprášil starověkou atomovou teorii, se ukázalo, že každá látka je tvořena ze seskupení atomů, které při sobě drží ve formě molekuly (pojmenování pochází z latinského výrazu s významem malé množství hmoty). První zkoumané molekuly sestávaly jen z několika atomů. Tak například molekula vody se skládá z pouhých tří atomů, dvou vodíkových a jednoho kyslíkového (H20). Kuchyňská sůl je v podstatě jen spojením atomu sodíku s atomem chlóru (NaCl). Molekuly křemene se skládají ze tří atomů (Si02), zatímco další běžné horniny jako vápenec (CaC03), bauxit (A1203) a krevel (Fe203) se skládají z pěti atomů. Z takovýchto jednoduchých molekul jsou tvořeny neústrojné látky, nazývané anorganické (z latiny - bez života). Pro organické látky je naopak typické, že se vyskytují v živé hmotě - nebo se v ni někdy vyskytovaly. Organické molekuly jsou seskupení většího počtu atomů, i když méně rozmanitých. Většina organických molekul se skládá z uhlíku, vodíku a kyslíku (někdy navíc dusíku nebo některých dalších atomů). Molekula kyseliny octové má osm atomů (C2H4O2, molekula kyseliny citrónové jedenadvacet (C6H807) a molekula třtinového cukru čtyřicet pět (C12H22O11) atd. To však je jen počátek. Látky nejcharakterističtější a také nejdůležitější pro živé tkáně jsou obří molekuly tvořené nikoli jen desítkami, ale mnohem častěji stovkami, tisíci nebo dokonce i milióny atomů. Takové makromolekuly (makros- pochází z řečtiny - velký) tvoří bílkoviny nebo nukleové kyseliny - tedy látky s klíčovým významem pro život. Studium makromolekul je tedy v pravém slova smyslu studiem života.
Malárie Dříve se soudilo, že lidské osudy ovládají nebeská tělesa. Zkoumání postupů, jimiž toho hvězdy dosahovaly, bylo známo pod názvem astrologie, z řeckého astron - hvězda a logos - slovo. Přípona -logie označuje obvykle úctyhodnou vědu, ale falešné představy astrologie tento název tak zdiskreditovaly, že věda zabývající se hvězdami si vybrala nový název astronomie. Také přípona -nomie pochází z řečtiny, kde nomos znamená řád, zákon. Astronom byl tedy původně člověk, který zkoumal uspořádání hvězd, dnes ovšem tento výraz označuje lidi, kteří se hvězdami zabývají mnohem zevrubněji. Záhadná síla sídlící ve hvězdách plynula podle astrologů dolů na zem, do lidí a ovládala je. Latinský výraz pro toto „vplývání" je influere. Dříve než se vědělo, co je pravou příčinou nemocí, bylo zcela přirozené předpokládat, že choroby jsou způsobovány vlivem hvězd, oním „vplýváním", influencí. Jedna z nejběžnějších chorob, chřipka, byla proto pojmenována podle toho - influenza. Jinou nemocí, která ilustruje předvědecké představy o příčinách chorob, je malárie. Nyní se o ní ví, že je způsobována jednobuněčným živočichem, který zamořuje červené krvinky nemocného a že je z jedné osoby na druhou přenášena moskyty. Během pádu římského
impéria a během zlých časů, které nastaly v Itálii poté, co zemi ovládli barbaři, opouštěli lidé pole. Ta se brzy přeměnila v bažiny, z bažin se hrnuli moskyti a šířili malárii. Italové si všimli vztahu mezi bažinami a nemocí, přehlédli však moskyta. Ten byl pro ně jen obtížným hmyzem, pravou příčinou choroby byl špatný vzduch stoupající z bažin, zatuchlý a páchnoucí hnijícími rostlinami. Italsky se „špatný vzduch" řekne malá aria a odtud tedy jméno choroby - malárie.
Maskon Intenzita gravitačního pole roste s hmotou, takže gravitace přímo ovlivňuje tvary nebeských těles. Nabývají zpravidla tvaru koule, což způsobuje jejich vlastní přitažlivost. Mohou sice mít na povrchu nerovnosti, jako jsou hory či údolí, ale ty jsou vzhledem k celkovému rozměru tělesa nepatrné. Rychle se otáčející tělesa jsou na pólech zploštělá, ta která se otáčejí pomalu (např. Měsíc) mají téměř přesný kulový tvar. Přitažlivost také ovlivňuje stejným způsobem ve všech směrech hustotu tělesa od středu k povrchu. Znamená to, že gravitační pole by mělo být v určité vzdálenosti od středu tělesa vždy stejné. Domnívali jsme se, že to platí i o Měsíci. V letech 1966-1968 se na oběžné dráze kolem Měsíce octlo určité množství družic. Protože se předpokládalo, že gravitace působí kolem Měsíce rovnoměrně, očekávalo se, že družice se budou pohybovat po předem vytčených drahách. Očekávání se nesplnilo, družice se od svých drah odchylovaly takovým způsobem, jako by nad určitými částmi měsíčního povrchu bylo gravitační pole poněkud silnější a nad jinými zase slabší. Silnější pole bylo nad plochými moři, slabší nad horami a krátery. Z toho vědci usoudili, že hustota měsíčních hornin je vyšší v oblastech moří než v hornatých částech. Pod měsíčními moři nepochybně musela nějak vzniknout větší koncentrace hmoty (anglicky mass concentration) - jiné rozumné vysvětlení pro to nemáme. Anglický termín mass concentration se rychle ujal a záhy byl zkrácen na maskon. Možná, že maskony jsou pod měsíčními moři proto, že moře vznikla po kolizích s velkými meteority s vysokou hustotou hmoty a tyto meteority (pravděpodobně železné) jsou stále pod povrchem moří pohřbeny. Možná ale, že měsíční moře kdysi byla skutečně moři vody a jejich suchý povrch je dnes tvořen silnými a hustými vrstvami usazenin. Snad další výzkum Měsíce nám řekne, která z těchto - nebo jiných - teorií má pravdu.
Melanin Barvy, jichž si na lidském těle nejvíc všímáme, jsou barvy kůže, vlasů a očí. Tyto barvy jsou především důsledkem tmavého pigmentu, který v různých množstvích vytváří každý člověk. Tento pigment je nazýván melanin, z řeckého melas - černý. Těch nemnoho lidí, jejichž tělo tuto látku nevytváří, má velmi světlou kůži, bílé vlasy a jejich oči, které mohou být vyjma krevních žilek zcela bezbarvé, mají pak celkově růžové zabarvení. Těmto lidem se říká albíni, z latinského albus - bílý. Lidé, kterým se tvoří melaninu málo, mají žluté vlasy a modré oči. Modrá barva očí není tedy výsledkem nějakého modrého pigmentu, ale toho, jak nepatrné částečky melaninu rozptylují světlo, podobně jako prachové částice ve vzduchu tvoří modrou barvu oblohy. Takovým lidem říkáme blondýni, podle staroněmeckého slova znamenajícího světlý. Lidé, kterým se vytváří velké množství melaninu, mají hnědé nebo černé vlasy a hnědé či černé oči. Mají v kůži tolik melaninu, že jejich celkový vzhled bývá snědý. Jsou to lidé, kterým říkáme bruneti, což je francouzské slovo pocházející z bran - hnědý. Jestliže se melaninu vytváří v těle velmi mnoho, je kůže výrazně hnědá, někdy i zcela tmavá. Příkladem jsou afričtí černoši. Pojmenování negr (v některých jazycích značně pejorativní) pochází ze španělštiny, v níž negro znamená černý. Španělské slovo se rozšířilo proto, že Portugalci a Španělé byli v novější době prvními Evropany, kteří se dostali do styku s tmavě zbarvenými obyvateli Afriky.
Membrána Ve starověku byl nejstarším psacím materiálem papyrus, nazývaný po egyptské vodní rostlině, z jejíchž stonků se listy papyru zhotovovaly. Ve starověké východní Asii Číňané vynalezli daleko lacinější materiál původně z konopných vláken, později ze lněných hadrů - papír. Trvalo však velmi dlouhou dobu, než papír pronikl do Evropy - mezitím se v Evropě používal pergamen (podle maloasijského města Pergamon) z kůží oslích, ovčích nebo kozích. Latinský název pergamenu membrána se používal i pro pružnou koženou blánu, napjatou na bubnu. Nyní se tak nazývají i pružné destičky, přenášející chvění vzduchu v mikrofonech a reproduktorech. V chemii se používají rozmanité membrány z přirozených materiálů nebo z umělých polymerů, které oddělují dva roztoky a zpravidla umožňují průchod jen některých jejich složek. Podobné - ovšem teninké - membrány jsou i na povrchu buněk a buněčných organel. Jsou utvořeny z vrstvy fosfolipidů, jež je složena pouze ze dvou vrstev molekul. Na této vrstvě jsou zachycený molekuly enzymů, které umožňují chemické přeměny látek, přítomných v buňce (případně v organele, např. v mitochondrii) nebo v jejím okolí a jejich přenos dovnitř buňky nebo ven. Je stále zřejmější, že biologická membrána je místem mnoha důležitých životních dějů. Membránová biologie se nyní dostává do středu pozornosti.
Metr V roce 1791, uprostřed revoluce, rozhodli se francouzští revolucionáři zbavit minulosti, zejména toho, co se v ní zdálo nelogické nebo nesmyslné. I starý systém měr a vah byl příliš komplikovaný a navíc se od místa k místu lišil. Byla tedy stanovena jednotka, která se měla rovnat jedné čtyřicetimiliónti-ně obvodu země. Pozdější měření však ukázala, že jednotka není této vzdálenosti rovna úplně přesně. Donedávna byla proto definována jako vzdálenost mezi dvěma značkami na platinoiridiové tyči, uložené v Mezinárodním ústavu měr a vah v pařížském předměstí Sevřeš. Před několika lety byl metr nově definován pomocí vlnové délky jedné z čar spektra vzácného plynu kryptonu. Metr je výraz z latinského metrům - měřit. A metrický systém se ukázal tak výhodný a logický, že jej používají vědci všech zemí a běžně je používán téměř ve všech státech. Výjimkami jsou Gambie, Jamajka, Libérie, Nigérie, Srí Lanka - a Spojené státy, které tento systém zatím nepřejaly. Metrický systém je vybudován na desítkovém dělení, přičemž je pro násobky metru použito řeckých předpon, pro díly metru předpon latinských. Deset metrů je tedy dekametr, sto metrů hektometr, tisíc metrů kilometr, z řeckých slov deka - deset, hekaton - sto a chilioi - tisíc. Při dělení je pak desetina metru decimetr, setina centimetr a tisícina milimetr, z latinských slov decem - deset, centům - sto a mille - tisíc. Řekové neměli pojmenování pro číslo větší než deset tisíc a Římané dokonce jen pro tisíc. Metrický systém byl proto rozšířen použitím předpon odvozených z různých výrazů označujících množství. Například mega-metr je milión metrů, z řeckého megas - velký, mikrometr je milióntina metru, z řeckého mikros- malý. V roce 1958 byly mezinárodně přijaty další nové předpony. Tak giga-, z řeckého gigas obr, zastupuje miliardu a tera-, z řeckého teras - příšera, zastupuje bilion. Gigametr je tedy miliarda metrů a terametr bilion metrů. Na druhé straně nanometr je miliardtina metru (z řeckého nanos - trpaslík) a pikometr je bilióntina metru. Tento výraz vznikl pravděpodobně z anglického slova picayune - velmi malý, nebo nedůležitý.
Mezon Kolem roku 1920 byly známy pouze dva druhy elementárních částic: protony a elektrony. Předpokládalo se, že oba se vyskytují také v atomovém jádře. Protony se přece vzájemně odpuzují, elektrony však jsou jimi přitahovány - takže se soudilo, že elektrony působí jako určitý druh „cementu" a drží jádro pohromadě. V roce 1930 byl objeven neutron a krátce nato se zjistilo, že jádro je tvořeno pouze protony a neutrony. Co tedy protonům zabraňuje, aby se odpuzovaly a jádro tak rozbily? Japonský fyzik Yukawa usoudil, že v jádře existuje nějaká neznámá síla, která drží protony a neutrony pohromadě. V roce 1935 vypočítal a stanovil vlastnosti, které by tato přitažlivá síla musela mít, aby udržela jádro pohromadě a přitom mimo ně nepůsobila. Teoretický výpočet ukázal, že k tomu, aby předpokládaná síla mohla působit, se musí v jádře rychle a neustále_mezi protony a neutrony vyměňovat jisté částice. Yukawa vypočítal, že tyto částice by měly být asi 27Okřát hmotnější než elektrony a měřeno z druhé strany by měly mít asi V, hmotnosti protonu nebo neutronu. Avšak žádné částice střední velikosti mezi elektrony a protony nebyly známy. V roce 1936 americký fyzik G. D. Anderson studoval stopy kosmických paprsků v mlžné komoře a objevil stopu, jež musela být vytvořena právě takovou částicí o střední hmotnosti. Nazval ji mezotron (meso - pochází z řeckého střední). Později byl termín zkrácen na mezon. V dalších letech objevili vědci celou řadu částic s hmotnostmi blízkými této částici. Termín mezony se tedy ujal pro celou tuto skupinu částic, jejichž hmotnost je větší než hmotnost elektronu a menší než hmotnost protonu nebo neutronu.
Mezon K V roce 1944 zaznamenali francouzští atomoví badatelé v mlžné komoře při zkoumání kosmického záření stopu částice, která by měla být asi tisíckrát hmotnější než elektron a tedy o poloviční hmotnosti protonu. Její stopy byly zjišťovány i později, obvykle v souvislosti s částicí nazývanou pion. Neznámá částice i pion zjevně vznikaly společně při dopadu kosmického záření na atomy. Po svém vzniku se obě částice pohybovaly různými směry a zanechávaly po sobě stopu ve tvaru písmene V. Jev byl proto nazván V-efektem a těžká částice V-časticí. Nakonec se ale ukázalo, že tyto V-efekty jsou zcela běžnou záležitostí a rozhodně ne vždy se při nich vyskytne také V-částice. Nezbylo tedy, než ji znovu pojmenovat. Vzhledem k tomu, že její hmotnost se pohybuje mezi hmotností elektronu a protonu, patří tato částice do skupiny mezonů. Aby byla odlišena od ostatních částic tohoto typu, začalo se jí říkat mezon K, což je často zkracováno na kaon. Kaon je velmi nestabilní částicí a pouze setinu milióntiny vteřiny trvá, než se rozpadne některým ze šesti různých způsobů a utvoří ještě menší mezony.
Mikrob Holanďan J. Lippershey na samém počátku 17. století poprvé použil čoček, aby pomohl lidem proniknout do neuvěřitelných vzdáleností; jiný Holanďan, A. van Leeuwen íoek, o několik desítek let později použil čoček a pomohl lidem proniknout do světa neuvěřitelných detailů. Leeuwenhoek vytvořil čočky zvětšující tak silně, že jimi uviděl jednotlivé buňky. Sestrojil první mikroskop, jehož název pochází z řeckých slov mikros - malý a skopein - pozorovat. V roce 1675 popsal protozoa, z řeckého protos - první a zoon - živočich, prvoky, kteří byli
vskutku prvními živočichy na Zemi. V roce 1683 objevil Leeuwenhoek jednobuněčné organismy, které byly ještě menší než prvoci. Nebyli to ani živočichové, ani rostliny. Dnes jsou tyto organismy známy pod několika názvy. Nejběžnější je asi pojmenování bacil, které ovšem ve skutečnosti patří jen určitému druhu choroboplodných zárodků. Jiným pojmenováním je slovo mikrob. Ono -b na konci slova je vše, co zbylo z řeckého slova bios - život, původní název byl totiž mikrobios - malý život. Ten ovšem zahrnoval i prvoky a další živé formy; a protože pojem „mikrob" byl pak často používán jen pro určitou formu jednobuněčného života, byl termín pro označení „malého života" změněn v moderní době na mikroorganismus. Pojmenování, jehož se však dnes při označování Leeuwenhoekových stvořeníček používá nejčastěji, je bakterie. Pochází z řeckého slova bakté-rion - hůlka, protože řada z nich má tyčinkovitý tvar. Studiu těchto stvoření se říká bakteriologie, zkoumání mikroorganismů obecně nazýváme mikrobiologií.
Mikrovlny Viditelné světlo s nejdelšími vlnami se našemu oku jeví jako červené. Světlo s ještě delšími vlnami už očima nevnímáme a nazýváme je infračervené záření. (Infra- pochází z latiny a znamená pod-.) Vlnová délka infračerveného záření je zhruba od jednoho mikrometru až k jednomu milimetru. V roce 1887 popsal německý fyzik R. Hertz jako první na světě záření o neobyčejně velké vlnové délce, mnohem delší, než je u záření infračerveného. Vycházelo z jisker indukční cívky. Jedni pak toto nově objevené zářeni nazývali Hertzovými vlnami, jiní rádiovými vlnami. Volný překlad druhého pojmenování by zhruba zněl „vyzařované vlny" - a to by mohlo být označení pro všechny vlny a proto je zcela beze smyslu. Přesto se však ujalo. Termín rádiové vlny je často uplatňován pro všechna záření s délkou vln od jednoho milimetru až po několik kilometrů. Zpočátku se jevily jako nejužitečnější dlouhé vlny. Odrážely je vrstvy nabitých částic ve vyšší atmosféře, takže mohly putovat mezi Zemí a oblohou a sledovat zakřivení Země na velké vzdálenosti. Právě tato vlastnost způsobila, že se jich nejdříve využívalo pro rádiová či bezdrátová spojení přes celé kontinenty. Na druhé straně nejkratší rádiové vlny oblastí nabitých částic pronikaly, takže jim nikdo nevěnoval pozornost. Po roce 1930 však jejich význam přece jenom vzrostl. Mohly proniknout mraky i mlhou a odrážet se přitom od překážek mnohem účinněji, než běžné rádiové vlny. Proto byly tyto nejkratší rádiové vlny hodně využívány během druhé světové války na zjišťování přilétajících nepřátelských letadel - vznikl radar (z anglického Rádio Detecting and Ranging). A když se ukázalo, že rádiové záření o vlnách milimetrových délek vysílají některá astronomická tělesa, vznikla radioastronomie. Tyto nejkratší rádiové vlny získaly posléze i vlastní pojmenování: mikrovlny. (Mikropochází z řečtiny a znamená malý). Jejich vlnové délky jsou od jednoho do šestnácti milimetrů.
Milión Slovem označujícím nejvyšší počet bylo pro Římany mille - tisíc. To se k nám dostalo v mnoha podobách. Milimetr je tisícina metru, milivolt-metr je přístroj k měření nepatrných elektrických proudů atd. K měření vzdálenosti používali Římané úseku rovnému tisíci krokům jejich pochodové legie. Úsek nazývali „milia", k nám se výraz dostal jako „míle". S vzrůstem úlohy finančnictví a s rostoucí evropskou prosperitou začalo být ve středověké Itálii nezbytné mít slovo pro čísla vyšší než tisíc. Pro číslo 1 000 000 (tisíc tisíců) tak někdo zkusil vymyslet název přiřazením koncovky -ione k slovu mille. Koncovka označovala něco tak neobyčejně velkého, že tento millione (český milión) byl čímsi jako „královským tisícem". V patnáctém století bylo samozřejmě zapotřebí ještě vyšších čísel. Francouzi proto
vynalezli slovo bilion (tehdy 1 000 000 000), v němž předpona bi- pochází z latinského bis - dvakrát, snad proto, že bilion byl druhým vytvořeným slovem tohoto typu. Používáním dalších latinských předpon se potom mohly vytvářet výrazy pro stále vyšší čísla. Trilion, kvadrilion - a tak je možné pokračovat donekonečna. Za zmínku ještě stojí, že v 19. století Francouzi přišli s výrazem miliarda a začali jím označovat číslo 1 000 000 000 (jemuž do té doby říkali bilion). Nové označení se rozšířilo do většiny zemí, nepoužívá se jen ve Spojených státech. Naopak bilion ve většině zemí nyní značí 1 000 000 000 000, tedy milión miliónů.
Mion Počátkem dvacátého století bylo nejvhodnějším způsobem studia elementárních částic nebo letících atomových jader jako např. částice alfa jejich pozorování v mlžné komoře. Letící částice s elektrickým nábojem vyrážejí při střetnutí s atomy elektrony a nechávají za sebou stopy elektricky nabitých atomů (iontů). Mlžná komora je naplněna vodní parou a kolem každého takového iontu se v ní tvoří drobounké vodní kapičky a díky této mlžné stopě můžeme dráhy elementárních částic pozorovat. Podstatu částic můžeme odvozovat ze způsobu, jímž se jejich stopa ohýbá: u kladných částic jedním směrem, u záporných opačným. Těžké částice nesoucí jednotku elektrického náboje se ohýbají málo, lehké částice se stejným nábojem víc. Zkušený fyzik se prostě na stopy podívá a může v nich snadno číst. V roce 1935 se americký fyzik C. D. Anderson začal zabývat kosmickými paprsky. Tvoři je nabité částice s velikou energií, které se srážejí s atomy v atmosféře a vytvářejí tak spršky elementárních částic všeho druhu. Andersona překvapilo, že některé stopy se ohýbají víc než stopy protonů, ale přitom méně než stopy elektronů. Musely patřit částici o střední hmotě, jejíž existenci rok před tím předpověděl japonský fyzik Yukawa. Anderson pojmenoval nové částice mezotrony (z řečtiny: meso - střední) a výraz pak používání zkrátilo na mezony. Později se ukázalo, že Ander-sonova částice nebyla jen jednoho typu. Byly objeveny i další druhy mezonů - částic se střední hmotou - a jeden od druhého musel být už v pojmenování rozlišen. Vzhledem k tomu, že Andersonův mezon byl první, který byl objeven, dostal na počest svého prvenství první písmeno svého názvu (m) jako zvláštní označení. Bylo však použito písmena v řecké fonetice - tedy mý. Částici se začalo říkat mý-mezon, což čas zkrátil na jednoduché mion (nebo v některých jazycích muon).
Mitochondrie Kolem roku 1830 došli biologové k závěru, že všechny živé tkáně se skládají z nepatrných buněk, příliš malých, než aby je bylo možno spatřit pouhým okem, a vzájemně od sebe oddělených buněčnými membránami (blánami). Nejprve panovala domněnka, že každá buňka je mikroskopickou kapičkou jednotlivé živé tekutiny, jíž se od roku 1846 říká protoplazma. Jak se zdokonalovaly drobnohledy, bylo stále zřejmější, že buňky obsahují matně viditelné granuly - zrníčka. Rozeznávat detaily uvnitř buněk nebylo snadné, protože celá buňka byla víceméně průhledná. Kolem roku 1850 však začali chemici vytvářet umělé organické molekuly, z nichž některé byly barevné. Když s těmito syntetickými barvivy začali experimentovat biologové, zjistili, že některá z nich mohou být vstřebána jen určitými částmi buňky, takže tyto části bylo potom snadné barevně oddělit od zbytku buňky. Naneštěstí však tato barviva buňky jednak zabíjela, jednak občas srážela čiré látky uvnitř buněk a vytvářela zřetelné granuly, které by bez přítomnosti barviva nevznikly. Když proto německý biolog R. Altmann ohlásil, že ve vnějších oblastech buněk objevil jisté granuly, setkala se jeho zjištění s pochopitelnou nedůvěrou, trvající do té doby, než další německý biolog C. Benda v roce 1897 pozorování nezopakoval. Teprve Bendovo pozorování ostatní
vědce přesvědčilo. Nově objevené složky buňky byly různými pozorovateli nazývány různě, posléze se však ujalo Bendou navržené pojmenování mitochondrie. Není to však zcela výstižné pojmenování. Mitochondrie se na pohled jeví nejen jako nepatrná vlákna, ale i tyčinky nebo zrníčka, zatímco tento pojem řeckého původu lze přeložit jako „granuly z vláken". V padesátých a šedesátých letech našeho století se pod elektronovými mikroskopy ukázalo, že mitochondrie mají značně složitou strukturu. Bio-chemici zjistili, že jsou to vlastně jakési buněčné elektrárny; obsahují enzymové systémy, které řídí reakce uvolňující energii pro využití v organismu.
Molekula Latinské slovo moles znamená hmota, masa a zdrobnělina molecula tedy znamená „malá hmota". Termín molekula byl proto původně užíván pro označování drobných částeček hmoty. Při zkoumání plynů však začalo být jasné, že jsou plyny tvořeny létajícími nepatrnými částečkami hmoty - molekulami - oddělenými prázdným prostorem. V roce 1811 pak italský fyzik A. Avogadro zjistil, že určitý objem různých plynů při zachování stejné teploty a tlaku obsahuje vždy stejný počet molekul. Byl to Avogadrův zákon, který umožnil měřením hustoty plynů určovat poměrné hmotnosti různých molekul. Později se ukázalo, že molekuly některých plynů (třeba hélia nebo argonu) se skládají z jednoho atomu, zatímco ve většině případů tvoří molekuly plynu dva či více atomů. Pojem molekuly byl pak rozšířen i na kapaliny a pevné látky. Nyní je molekula definována jako nejmenší částečka, na kterou je možno látku rozdělit tak, aby neztratila své chemické vlastnosti. O molekulách dnes víme, že jsou někdy tvořeny celými milióny atomů. Molekulová váha (přesný termín je relativní molekulová hmotnost) látky je součtem hmotnosti jednotlivých atomů, z nichž se dotyčná molekula skládá. Každý atom má - jak víme - vlastní atomovou váhu (přesněji relativní atomovou hmotnost) odvozenou z relativní atomové hmotnosti izotopu uhlíku I2C, která je definována jako 12. Podle této stupnice je atomová váha přirozeného vodíku nepatrně větší než 1. Například molekula etylalkoholu se dvěma uhlíkovými atomy, šesti vodíkovými atomy a jedním atomem kyslíku má pak přibližnou molekulovou váhu 24 + 6 + 16, dohromady tedy 46. Pro chemiky je někdy pohodlnější vyjadřovat množství látky v molech než v gramech, jednotka mol je totiž určena tak, že jeden mol jakékoliv látky obsahuje vždy stejný počet molekul. Jinak řečeno - počet molekul v jednom molu je vždy přibližně 602 252 000 000 000 000 000 000, ať jde o jakoukoliv látku. Je to tzv. Avogadrova konstanta odvozená z Avogad-rova zákona. Jednomu molu jakékoli látky odpovídá hmotnost v gramech číselně rovná molekulové váze této látky - tedy 46 gramů etylalkoholu je 1 mol.
Molekulární biologie Biologie (z řečtiny - nauka o životě) je vědou zabývající se živými organismy. Slovo poprvé použil německý přírodovědec L. C. Treviranus v roce 1802. Zpočátku se biologie zabývala celými živými organismy nebo jejich částmi, které bylo možno spatřit pouhým okem. V sedmnáctém století se však začalo používat drobnohledů a biologové mohli spatřit i to, co bylo dosud neviditelné. Ukázalo se, že všechny živé organismy se skládají z nepatrných jednotek neviditelných pouhým okem, které byly nazvány buňkami. V devatenáctém století pak vědci nahlédli i do vnitřní struktury buňky. Pomohly jim barevné chemikálie, které se v některých případech vstřebávají jen do určitých složek buňky, a obarvenou strukturu je pak možno dobře pozorovat. Chemici šli ještě dál: začali se zabývat molekulami těch látek, jež jsou pro stavbu buňky charakteristické. Tak začal v polovině minulého století rozvoj nové vědy - biochemie.
Jak se výzkumné metody zdokonalovaly, získávali chemici víc možností zkoumat molekuly hlouběji. Po roce 1940 se například podařilo vyvinout postupy, jak rozbíjet velké molekuly na menší části, jež lze analyzovat - a opět složit dohromady. Tímto způsobem byla podrobně popsána i stavba velkých molekul. Další pokrok přineslo pozorování velkých molekul rentgenovými paprsky, výzkum vlivu elektrických polí nebo silných odstředivých sil. Biologie se stále víc zabývá vlastnostmi velkých molekul (makromolekul), zejména bílkovin a nukleových kyselin. Po druhé světové válce se termín molekulární biologie, poprvé užitý anglickým biochemikem W. T. Astbu-rym, ujal jako uznávané pojmenování této nové vědní oblasti.
Moment Vahadlová houpačka je ploché prkno podepřené přesně uprostřed. Jestliže na obou koncích sedí dvě děti stejné váhy a jedno se odrazí vzhůru, druhé bude klesat dolů. Při druhém odrazu se situace změní: tah gravitace působící ve směru dolů na jedno dítě je převeden na druhé dítě. Houpačka je tak příkladem jednoduchého stroje, který je možno definovat jako libovolné zařízení, které umožňuje síle působící v jednom bodě působit v jiném bodě či jiném směru. Strojů používáme jako prostředků pro vykonávání práce, která by bez takového přenesení nebo změny směru působení síly byla obtížnější. Předpokládejme teď, že jedno dítě na houpačce je dvakrát těžší než druhé. Lehčí dítě, které bude ve vzduchu, nebude dost těžké, aby zvedlo druhé a houpačka se zastaví. Aby ji bylo možné vyrovnat, musí těžší dítě přesednout blíž ke středu. Schopnost síly otáčet prknem kolem středu závisí totiž nejen na velikosti této síly, ale také na vzdálenosti mezi středem a bodem, v němž síla působí. U dobře vyvážené houpačky se váha jednoho dítěte násobena jeho vzdáleností od středu musí rovnat váze druhého dítěte násobené vzdáleností od středu. Když se váhy (tj. gravitační síly, protože váha je druh síly) násobeny vzdáleností na obou stranách rovnají, je houpačka vyvážená; součin, který jsme provedli, nazýváme statický moment síly. Slovo moment pochází z latinského momentům, movimentum - pohyb. Slovo moment získalo však také význam časového okamžiku. Vzhledem k tomu, že čas se vždy měří pohybem (nebeských těles, kyvadla atd.), je okamžik tedy vždy také hnutím, „momentem" času.
Monosacharid Bílkoviny, obří molekuly živých tkání, jsou sestaveny z dlouhých řetězců relativně malých molekul aminokyselin. Při trávení se tyto řetězce trhají na kratší; nazývají se peptidy, podle řeckého pepsis - vaření. Peptidy mohou být rozlišovány podle počtu aminokyselin v řetězci. Peptid tvořený dvěma (nebo třemi či čtyřmi) aminokyselinami je nazýván dipeptid (nebo tripeptid či tetrapeptid). Bílkoviny obsahují velká množství aminokyselinových molekul (mnohdy tisíce) a jsou proto nazývány poly-peptidy, z řeckého polys - mnoho. V živých tkáních je celá řada gigantických molekul, všechny jsou však budovány z malých a dohromady spojených jednotek. Například škrob je tvořen množstvím jednotek glukózy spojených do řetězce - je tedy příkladem póly sacharidu (glukóza je druhem cukru a řecky sakcharon znamená cukr). Glukóza sama je monosacharid, z řeckého monos - jeden. Dva další důležité monosacharidy jsou fruktóza a galaktóza; mají stejné množství stejného druhu atomů jako glukóza (jsou tedy jejich izomery), ale jejich atomy jsou jinak uspořádány. Fruktóza se vyskytuje v řadě ovocných cukrů (frux znamená latinsky ovoce), zatímco galaktóza je obsažena v mnoha druzích mléčných cukrů (gala znamená řecky mléko). Glukóza a fruktóza tvoří dohromady disacharid („dvojcukr") nazývaný sa-charóza. Je to
běžný cukr, který denně kupujeme a používáme. Glukóza a galaktóza tvoří disacharid laktózu, cukr obsažený v mléce.
Mossbauerův efekt Některé atomy vyzařují gama paprsky, které by teoreticky měly mít určitou zjistitelnou energii. Avšak když gama paprsky vyletují, utrpí atom zpětný náraz. To znamená i ztrátu určitého množství energie paprsků. A je-li počet atomů vyzařujících gama paprsky větší, klade každý z nich jinak velký odpor, takže nakonec vyletují gama paprsky o dosti různých energiích. V roce 1958 německý fyzik R. L. Mossbauer zjistil, že jsou-li tyto atomy součástí krystalu, zpětný náraz někdy působí na celý krystal. Protože ten je mnohonásobně větší než pouhý atom, nevznikne skoro žádná ztráta energie paprsků a gama paprsky, které krystal vyzařuje, mají zcela přesnou energii. Je to tzv. Mossbauerův efekt. Gama paprsky vyzářené určitým krystalem mohou být pohlceny jiným krystalem téhož druhu. (Jinými slovy odpovídají přesně jaderné struktuře tohoto druhu krystalu; jako klíč, hodící se do určitého zámku, který lze použít do všech stejných zámků.) Gama paprsky s odlišnými energiemi však krystal nepohltí. Běžný svazek paprsků s celým rejstříkem energií nelze pochopitelně dokonale ovládat. Přijímající krystal pohltí jen část z nich, ne všechny. Paprsek ovlivněný Móssbauerovým efektem však krystal pohltí buď zcela, nebo jej nepohltí vůbec - a to je vlastnost, která stojí za povšimnutí. Fyzikové totiž tohoto jevu využili při prověřování Einsteinovy obecné teorie relativity. Podle ní by měl svazek gama paprsků ztrácet trochu energie, musí-li překonávat gravitaci, anebo energii trochu zvyšovat, směřu-je-li stejným směrem jako gravitace. Vyšleme-li tedy svazek gama paprsků, který by měl být krystalem pohlcen, z horního patra budovy do sklepa, krystal ve sklepě by jej neměl absorbovat. Je tomu skutečně tak - energie paprsku se zvyšuje - sice nepatrně, nicméně dost, aby krystal rozlišil rozdíl, a tak podpořil teorii relativity.
Mutace Každý chromozóm se v procesu buněčného dělení zdvojuje. Když je buněčné dělení skončeno, jsou na místě, kde předtím byla jediná buňka, buňky dvě. Originál každého chromozómu je v první z nich, jeho duplikát ve druhé. Protože je duplikát obvykle zcela totožný s originálem a protože chromozómy řídí chemické procesy v buňce, je nová buňka zcela shodná s původní. Stejným principem se řídí i formování pohlavních buněk a také růst jedinců z nich - proto rodí sloni právě slůňata a lvi lvíčata, nikdy ne naopak. Nicméně toto zdvojování nebývá vždy dokonalé. Kdykoliv se nějakou náhodou utvoří chromozóm, který není přesně takový jako původní, nebude nové mládě stejné jako jeho rodiče. V roce 1886 si holandský botanik de Vries všiml skupiny rostlin, v níž se některé podstatně odlišovaly od ostatních, ačkoliv byly všechny stejného původu. Pro takovou náhlou změnu, která se projeví mezi rodičem a potomkem, užil názvu mutace, z latinského mutare - měnit se. Ve skutečnosti nebyla mutace pro člověka ničím novým. Vždyť domácí zvířata (a ovšem také lidé) porodí občas mláďata, která jsou nenormální, zrůdná. Ve starém Římě považovali narození zrůdy za neblahé znamení a z latinského monere - varovat bylo odvozeno slovo „monstrum", které později nabylo významu zrůda, nestvůra, příšera.
Mutagen Na počátku století si biologové začali víc všímat toho, že se někdy rodí mláďata, jejichž vzhled se liší od vzhledu rodičů. Jev byl označen jako mutace; výrazu první použil holandský biolog Hugo de Vries (vytvořil jej z latinského slova mutare - měnit se). Biologové se samozřejmě chtěli o mechanismu dědičnosti dozvědět víc a proto se těmito mutacemi a způsoby, jakými k nim dochází, začali zabývat. Protože se výrazné mutace vyskytují v přírodě velmi zřídka, dali se také do hledání metod, jak jejich počet zvýšit. Americký biolog H. J. Muller si všiml, že pěstoval-li banánové mušky (dro-zofily) při vyšší teplotě, počet mutací se nepatrně zvyšoval. Napadlo ho, zda by rentgenové paprsky s vysokou energií nemohly nějakým způsobem výrazně ovlivnit chromozómy a způsobit tak změnu v mechanismu dědičnosti. Kolem roku 1926 uspěl. Ozařování rentgenovými paprsky přineslo mnoho mutací a tedy i dostatek materiálu k výzkumu. V roce 1937 objevil americký botanik A. F. Blakeslee, že alkaloid kolchicin ovlivňuje proces dělení buněk v rostlinách, takže vznikají buňky s neobyčejně vysokým počtem chromozómů. To byla první mutace způsobená chemicky. Během druhé světové války se zjistilo, že yperit nějakým způsobem chemicky reaguje s látkami v chromozómech, mění je a způsobuje tak mutace. Výzkum této problematiky záhy přinesl dlouhý seznam chemikálií, které působí podobně. Byly pojmenovány mutageny, přičemž řecká koncovka naznačuje, že jsou schopny vytvářet mutace. Leccos nasvědčuje tomu, že rakovina vzniká z určitých mutací, jež mohou být způsobeny viry. Příčinou rakoviny by tedy mohl být nějaký mutagen. V tomto případě by byl také karcinogenem - což je odvozeno z řeckých slov s významem „způsobující rakovinu".
Nekonečnost Obyčejné předměty, které nás obklopují, mají začátek a konec. Kus papíru, pravítko, lokomotiva, světadíl, v němž žijeme - všechny mají na všech stranách konec. Jestliže jej dosáhnete, ocitnete se na místě, kde kus papíru, pravítko, lokomotiva nebo náš světadíl neexistuje. I sám vesmír by podle Einsteinových teorií měl mít konec. Latinské slovo finis značí konec, proto předměty mající konec nazýváme finitní či konečné. Všechno ale nemá svůj konec. Kdybyste začali počítat a neustále pokračovali, zjistili byste, že žádný konec není: po každém čísle, nehledě na to jak je vysoké, je vždy možné přidat ještě další číslo. Konečné číslo čísel jinými slovy neexistuje, čísla nemají konec. Řada přirozených čísel je nekonečná. Vlastnost být bez konce se nazývá nekonečnost. Můžeme například mluvit o nekonečnosti čísel nebo myšlenek. Nekonečnost sama o sobě však není číslem. Nelze si ji představovat jako „poslední číslo", protože poslední číslo, jak už jsme si řekli, neexistuje. Matematici považují za výhodné používat symbolu ležaté osmičky, jímž vyjadřují podmínky nekonečnosti; tento symbol obyčejně každý čte (dokonce i spěchající matematikové) jako „nekonečno". To je ovšem, přesně vzato, chyba. Je také možné představit si něco „nekonečně malého". Například v soustavě čísel je „jedna" první číslo, ze všech nejblíž k nule. Když však vezmeme v úvahu zlomky, je jedna polovina menší než jedna, jedna čtvrtina ještě menší a jedna osmina ještě menší... Ve skutečnosti nezáleží na tom, jak blízko je zlomek k nule, protože zvětšime-li jmenovatele a nezvětšíme čitatele zlomku, dostaneme se k nule stále blíž, ale nikdy jí nedosáhneme. Nekonečně malé věci nazýváme též infinitezimální.
Neopren Čím širší uplatnění získávala guma - kaučuk, tím usilovněji se snažili chemici připravit umělý kaučuk v laboratoři. Začali s prací na izoprenu - snažili se přinutit tuto látku, aby tvořila velké molekuly, jaké jsou v kaučuku, ale do dnešních dob neuspěli. Víc se jim dařilo se sloučeninami izoprenu podobnými. Tak sovětský chemik S. V. Lebeděv a německý chemik F. Hofmann připravili umělý kaučuk z butadienu, uhlovodíku o metylovou skupinu chudšího než izopren. Tento umělý kaučuk se vyráběl v Německu pod návzem buna, což je zkratka ze slov butadien a natrium (latinské označení sodíku, v jehož přítomnosti dlouhé řetězce kaučuku z butadienu vznikaly). Jinou takovou látkou byla sloučenina podobná izoprenu, v němž metylovou skupinu nahradil atom chlóru. Tato sloučenina byla pojmenována chlo-ropren (složenina chlóru a izoprenu). V roce 1931 se podařilo společnosti Dupont vyrobit umělou gumu tvořenou z chloroprenových jednotek. Dostala nejprve název dupren, na počest společnosti, později bylo pojmenování změněno na neopren, z řeckého neos - nový. Ve stejné době vyvinuli chloroprenový kaučuk také v Sovětském svazu a nazvali jej sov-pren.
Neuron
Mozek a prodloužená mícha jsou složeny z nepravidelných buněk, které obvykle mají určitý počet hvězdicovitě rozvětvených výrůstků na jednom konci a jednoduché dlouhé vláknité prodloužení na straně druhé. Dlouhé vláknité prodloužení je uloženo v tukové pochvě a je nejpozoruhodnější částí nervové buňky. Je to také jediná její část, kterou lze spatřit bez mikroskopu. Římané používali výrazu nervus pro cokoli vláknitého v živém těle - šlachy, ploché svaly, i pro toto prodloužení mozkových buněk. Postupem času se slova začalo užívat jen pro označení těchto prodloužení. Tak vzniklo současné pojmenování nerv. Kolem roku 1891 se německý anatom H. Waldeyer, který se jako první důkladně zabýval nervovými buňkami, rozhodl zbavit pojmu nerv. Ten se vlastně vztahoval jen na dlouhý vláknitý výrůstek a Waldeyer proto navrhl pro celou buňku řecký ekvivalent stejného slova - neuron. V moderní anatomii i medicíně se Waldeyerovo pojmenování ujalo, důkazem jsou slova jako neuralgie pro bolest v okolí nervu (z řeckého algos - bolest), neuritida pro zánět nervu (koncovka -tida znamená zánět), neurologie pro studium nervového systému a jeho chorob či neuróza pro neklidný nervový stav (řecká přípona -ózis znamená stav něčeho). Malé rozvětvené výrůstky na druhé straně neuronu jsou dendrity, z řeckého dendron strom, protože připomínají větve stromu. Dlouhý výrůstek zabíhající do středu tukové pochvy byl nazván nejprve axis (osa) a později axon, aby koncovka byla analogická s termínem neuron. Axon každé nervové buňky se na konci rozvětvuje a jeho „větve" se mísí s dendrity další buňky, i když se přímo nespojují. Nervové vzruchy však dovedou tyto mikroskopické mezery překonávat. Tato místa styku mezi dvěma nervy nazýváme synapsemi, z řeckého syn - dohromady a hap-tein - upevnit se; zde se tedy nervy „upevňují dohromady".
Neutrino První objevené elementární částice - elektron a proton - jsou elektricky nabité. V roce 1932 byla objevena elementární částice, která žádný náboj nenese - je elektricky neutrální (z latinského výrazu znamenajícího žádný z obou). Fyzikové použili přípony elektronu a protonu -on a pojmenovali novou částici neutron.
Už v roce 1931 vyslovil fyzik rakouského původu W. Pauli domněnku, že by měla existovat další částice; usoudil tak z faktu, že když se radioaktivní jádro rozpadá a vyzáří elektron, ztrácí se určité množství energie. Pauli tvrdil, že tato částice by neměla být elektricky nabita a měla by mít nesmírně malou hmotu. Ale jak měla být tato částice nazývána? V době, kdy ji ostatní fyzikové začali brát vážně, se už termín neutron používal. Pauliho částice ovšem měla mít hmotu mnohem menší než neutron, takže italský fyzik E. Fer-mi navrhl, aby se jí říkalo neutrino, což znamená italsky neutronek. Pojmenování se ujalo. Celou řadu let se o neutrinu soudilo, že je to částice jaksi problematická - sice velice užitečná ve fyzikální teorii, ale schopná prolétnout jakoukoli hmotou tak rychle a hbitě, že ji není možné zachytit. A jestliže ji není možné zachytit, jak může vlastně kdo tvrdit, že existuje? V padesátých letech se američtí fyzikové C. L. Cowan a F. Reines pustili do experimentů, při nichž obrovskými množstvími neutrin (za předpokladu, že existují) bombardovali rozměrné nádrže s vodou. Počítali s tím, že alespoň velmi málo z neutrin bude ve vodě zachyceno a projeví nějak pozorovatelné účinky. Předpovídané úkazy se skutečně dostavily. V roce 1956 mohli Cowan s Reinesem oznámit, že existence neutrin byla prokázána. Od počátku šedesátých let se pak fyzikové snaží zachytit neutrina vytvářená Sluncem.
Neutronová aktivační analýza Už v roce 1906 ostřeloval anglický fyzik E. Rutherford hmotu různými částicemi radioaktivního záření. Když tyto částice zasáhnou atomové jádro, mohou v jeho struktuře vyvolat změny a tak proměnit jeden druh atomu v jiný. První částice, které byly pro ostřelováni k dispozici, byly kladně elektricky nabité a kladně nabitá jádra je proto odpuzovala. Atomová jádra zasahovalo méně částic, než si fyzikové přáli. Situace se změnila, když v roce 1932 objevil anglický fyzik J. Chadwick neutron. Ten nenese žádný elektrický náboj a není tedy žádnou z částí atomu odpuzován, ať již kladně nabitým jádrem nebo záporně nabitými elektrony, které jádro obklopují. Z neutronu se rychle stala nejoblíbenější ostřelovací částice a postupně byly jeho účinkům vystaveny téměř všechny typy atomů. Při těchto experimentech stabilní jádra neutrony pohlcovala a stávala se hmotnějšími (nicméně pořád zůstávala stabilní), např. uhlík 12 se stal uhlíkem 13. Mnohem častěji se však stabilní jádro, které pohltilo neutron, stalo radioaktivní. Nové radioaktivní jádro se ovšem dál rozpadalo a vyzařovalo určité částice o určitých energiích. Různá radioaktivní jádra se rozpadají každé svým zvláštním způsobem, zcela odlišným od jiných typů jader. Urychlené částice, které z nich vylétají, je možné určovat s velkou přesností, takže tímto způsobem lze zjistit, jaká jádra v os-třelované látce původně byla. Této metodě analýzy látek se říká neutronová aktivační analýza. Neutronová aktivační analýza je nesmírně citlivá. Jejím prostřednictvím je možné zjistit až jednu bilióntinu gramu látky. Můžeme tak zkoumat třeba drobounké částečky barvy z uměleckých děl a ověřit, zda nejsou padělaná. Této metody bylo použito i při analýze jeden a půl století starých vlasů z Napoleonova hrobu, přičemž se zjistilo, že obsahují podezřelé množství arzénu.
Neutronová hvězda
V roce 1968 byly objeveny pulsary, vesmírné objekty, které vydávají velmi krátce trvající pravidelné impulsy rádiového záření ve vteřinových nebo ještě menších intervalech. Samozřejmě, že vědce začala okamžitě zajímat otázka, co je vlastně příčinou těcho pulsů.
Astronomické těleso, které tyto pulsy vydává, musí zřejmě procházet nějakými rychlými změnami, musí tedy pulsovat, otáčet se kolem své osy nebo obíhat kolem jiného objektu a při každém pulsu, otočení nebo oběhu vyslat svazek rádiových vln. Tak rychlé změny lze ovšem vysvětlit pouze tím, že se jich účastní nějaké nesmírně malé těleso, ovlivňované velmi silným gravitačním polem. Nejmenšími tělesy s nejintenzivnější gravitací jsou hvězdy, v nichž se obyčejné atomy zhroutily ve směs elektronů a atomových jader. V těchto bílých trpaslících, jak zhroucené hvězdy nazýváme, se jádra atomů bez elektronových slupek dostanou k sobě mnohem těsněji než v obyčejné hmotě. Bílý trpaslík o hmotě, jakou má Slunce, je smrštěn na kouli velkou jako naše Země. Avšak ani při takovém smrštění si nedokázali astronomové představit, jak by bílý trpaslík mohl pulsovat, otáčet se kolem své osy nebo obíhat kolem nějakého objektu tak rychle, že by to odpovídalo intervalům pulsaru. Mohou tedy pulsary být ještě menšími tělesy? Předpokládejme, že už zhroucený atom trpaslíka se hroutí ještě dál. Záporně nabité elektrony jsou pak díky nesmírnému tlaku nuceny spojovat se s kladně nabitými protony a tvořit tak neutrony bez elektrického náboje. Tyto neutrony se mohou opět srážet a tvořit pevné neutronium. Hvězda s hmotou našeho Slunce se tak může stěsnat do koule o průměru pouhých šestnácti kilometrů a přitom si veškerou hmotu zachovat. Tak malá, ale nepředstavitelně hmotná neutronová hvězda se ovšem může kolem své osy otáčet dost rychle, aby mohla být pulsarem. Teorie, že pulsary jsou rotujícími neutronovými hvězdami, byla už obecně přijata.
Nikotin Rostlina zvaná tabák pochází ze západní polokoule. V roce 1558 přivezli její vzorky do Evropy portugalští mořeplavci z Ameriky. O dva roky později francouzský vyslanec v Portugalsku Nicot poslal tabáková semena Kateřině Medicejské, matce francouzského krále. Na Nicotovu počest byla skupina rostlin, do níž tabák patřil, pojmenována polatinštělým názvem Nicotiana. Tabák je jednou z rostlin, které se zbavují nadbytečného dusíku tak, že tvoří složité organické sloučeniny obsahující dusík a ukládají je. Tyto sloučeniny mají slabé alkalické vlastnosti a jsou proto nazývány alkaloidy. Ty jsou často pojmenovány po latinském názvu rodu „svých" rostlin a hlavní alkaloid z tabáku obdržel proto jméno nikotin. Další známé alkaloidy pojmenované tímto způsobem zahrnují strychnin ze semena stromu patřícího do rodu Strychnos a coniin, který se nachází v jedovatém bolehlavu (latinsky Conium) a je to tedy jed odpovědný za smrt Sokratovu. Někdy jsou však alkaloidy pojmenovány i jinak. Například chinin, první lék proti malárii, je obsažen v kůře stromu, jenž původně rostl v Jižní Americe. Indiáni ve svém jazyce nazývali kůru quina, což se nakonec přeneslo (také do češtiny) trochu zkresleně s ch i do názvu alkaloidu. Morfin je získáván z opiových makovic a může být pod lékařským dohledem vhodný k utišení bolestí pacientů. Jeho pojmenování pochází od Morfea, řeckého boha snů. Opiové makovice však patří do rodu Papaver (latinsky mák) a proto další alkaloid z této rostliny je pojmenován papa-verin. Základní strukturu molekuly nikotinu tvoří atomy uhlíku a dusíku uspořádané ve dvou kruzích. V roce 1867 se zjistilo, že jeden z těchto prstenců lze rozrušit účinkem silné kyseliny. To, co zbývalo, vykazovalo vlastnosti kyseliny a bylo tedy nazváno kyselina nikotinová. Podobnost v pojmenování ovšem neznamená podobnost vlastností. Nikotin je silný jed, kyselina nikotinová nikoliv. Ve Španělsku, Itálii a jižních částech USA byla dlouho rozšířena choroba, jejímiž příznaky byly určité duševní obtíže, bolavá ústa a zarudlá zhrublá pokožka. Choroba se nazývá pellagra, z italského pelle agra - tvrdá kůže. V roce 1915 zjistil americký lékař J. Goldberger, že chorobu je možné vyvolat u zdravých lidí omezením stravy a pak ji opět vyléčit tím, že se do stravy některé složky, jako třeba mléko, přidají. Pellagra, podobně jako kurděje, je choroba způsobená nedostatkem vitamínu. Vitamín, který zabraňuje vzniku choroby, byl dočasně pojmenován P-P faktor (P-P znamená „prevence pellagry"). V roce 1937 americký biochemik C. A. Elvehjem prokázal, že nikotinamid (s molekulou složenou z kyseliny nikotinové, k níž se váže aminová skupina) je právě onou sloučeninou,
která předchází pellagře. O pár měsíců později zjistil, že totéž dokáže samotná kyselina nikotinová, protože tělo si ji na nikotinamid snadno přemění.
Niob Ještě donedávna měly Spojené státy tu čest, že existoval prvek pojmenovaný po nich. Této cti se jim dostalo už před půldruhým stoletím, bohužel ji však nedávno ztratily. Jak se to stalo? J. Winthrop mladší, guvernér Connecticutu v roce 1635, byl vášnivým amatérským mineralogem a nedaleko svého domu v New Londonu nalezl úlomek podivného kamene. Později poslal jeho vnuk úlomek do Londýna (kde je dosud chován v Britském muzeu). V roce 1801 anglický chemik Ch. Hatchett vypátral v kameni prvek s číslem 41 a na počest země, v níž byl objeven, jej nazval columbium (Spojené státy neboli „Columbia", jak je občas nazývají vlastenečtí básníci, se nedlouho předtím staly nezávislým státem). Příběh tím však neskončil. Hned o několik měsíců později, v roce 1802, švédský chemik Ekeberg objevil prvek tantal. Columbium a tantal si byly chemicky velmi podobné a v roce 1809 anglický chemik W. H. Wol-laston dokonce rozhodl, že jsou identické. Jeho domněnka se záhy rozšířila jako všeobecný názor mezi chemiky. I kdyby šlo o stejný prvek, byl Hatchett se svým columbiem stále o rok první a jeho pojmenování se mělo podle zvyklostí přijmout. Ale J. J. Berzelius, tehdy největší evropský chemik usoudil, že Ekebergova práce je mnohem důkladnější a přesvědčivější, a v roce 1814 se vyslovil pro název tantal. Chemici název přijali. V roce 1846 nakonec německý chemik H. Rose prokázal, že columbium a tantal jsou přece jen dva různé prvky. Vzhledem k jejich podobnosti však Rose pojmenoval columbium po Niobe, dceři Tantalově, a dal mu název niob. Po mnoho let si prvek udržoval obě jména, columbium v Americe a niob v Evropě. Podle nedávného usnesení mezinárodní chemické unie však nyní používáme niob jako oficiální název prvku a Spojené státy tak přišly definitivně o čest být v jeho názvu.
Nova V roce 1572 se na nebesích přihodila neobyčejná událost: v souhvězdí Cassiopey se objevila nová hvězda, která zářila tak jasně, že ji bylo možné spatřit i ve dne - a pak zmizela. Pro svět, který považoval nebesa za něco stálého a neměnného, to bylo čímsi nesmírně překvapujícím. Jedním z pozorovatelů byl také mladý dánský vědec Tycho Brahe, který příští rok zveřejnil záznamy svého pozorování pod názvem De Nova Stella (O nové hvězdě). Od těch dob se „novým hvězdám" říká nova, z latinského novus - nový. V roce 1604 se objevila další nova, kterou tentokrát pozoroval J. Kepler. Napsal o tom knihu De Stella nova in vede Serpentarii (O nové hvězdě v noze Hadonošově). Jak dnes dobře víme, novy nejsou nové hvězdy. Jsou to staré hvězdy, které vybuchly. Jen v naší galaxii vzniká každý rok 25 nov. Mnoho z nich je nepozorovatelných, jsou to hvězdy, jejichž jasnost se zvýší Jen" třeba stokrát či tisíckrát a pak se znovu sníží. Samozřejmě, že kdyby totéž udělalo Slunce, byl by život na Zemi zničen, z astronomického hlediska je však výbuch vzdálené hvězdy opravdu jen mírnou událostí. Někdy se ovšem hvězda při výbuchu zcela rozpadne, zvýší svůj jas o násobky miliard a zazáří do celé galaxie. Taková hvězda je nazývána supernova. Pokud je nám známo, vybuchly v naší galaxii jen tři supernovy. Jedna byla Brahova, jedna Keplerova, dvě z nich tedy explodovaly za života jedné generace. Od té doby nezazářila žádná, a to způsobuje astronomům - vybaveným teď skvělými dalekohledy a kamerami silný pocit neuspokojení. Třetí supernova vybuchla v roce 1054, ale tu pozorovali jen japonští a čínští astronomové. Na místě, které označili, vyskytuje se dnes malá mlhovina, která je jistě mračným pozůstatkem hvězdného supervýbuchu. Podle svého tvaru je nazývána Krabí mlhovina.
Nukleární reaktor První řízená nukleární reakce na světě byla uskutečněna 2. prosince 1942 v 15.45 hod. odpoledne pod tribunou fotbalového stadionu Chicagské univerzity. Reakce proběhla ve velké krychli z uranu a uhlíku. Atomy uranu při ní byly štěpeny pomalu se pohybujícími neutrony a tím se uvolňovala energie. Uhlíku bylo zapotřebí ke zpomalení neutronů na patřičnou rychlost a pracoval tedy jako „moderátor", z latinského moderare - mírniti. Uhlík zmírňoval rychlost neutronů. Protože původní krychle byla připravena z vrstev uranu a uhlíku navršených na sebe, byla nejdříve názorně nazývána atomic pile - atomový milíř. Po nějakou dobu si tento název ponechávala většina zařízení, v nichž probíhala nukleární reakce. Později ovšem, zejména když tato zařízení měla už méně provizorní charakter, dostala i vhodnější název nukleární reaktor. Hovoříme-li o nukleární reakci, je termín „nukleární" rozhodně vhodnější než „atomový". Přesto však byla bomba, která vybuchla uvolněním energie vzniklé štěpením uranu, nazvána atomovou bombou a tohoto termínu použil i americký prezident Truman, když v srpnu 1945 ohlašoval její svržení na Hirošimu. V novinách se brzy objevil zkrácený výraz A-bom-ba, což je pojmenování naprosto nevhodné. K reakci mezi atomy dochází totiž i v běžné trinitrotoluentvé (TNT) bombě, a proto právě ona by měla být nazývána atomovou. V A-bombě však dochází k nukleární reakci, a měla by tedy správně nést jméno nukleární či jaderná bomba. Podobně ponorka poháněná nukleárním reaktorem je nepřesně nazývána atomovou ponorkou a říká se o ní, že je na atomový pohon a na atomovou energii, ačkoli se má správně říkat nukleární ponorka, nukleární pohon, nukleární energie. Datum 2. prosince 1942 je často nazýváno začátkem atomového věku, ačkoliv k atomovému věku jsme dospěli už před mnoha tisíciletími. Dnes žijeme v nukleárním věku. Snažit se něco měnit na chybných názvech je však marné. Stejně jako v mnoha dalších případech vědeckých pojmenování se chyba jednou stala a dnes je pozdě - a vlastně i zbytečné - ji napravovat. Je ovšem třeba vždy chápat správný obsah nesprávného názvu.
Nukleon Slavný fyzik E. Rutherford prokázal už v roce 1911, že prakticky veškerá hmota je soustředěna v nepatrném prostoru kolem středu atomu. Vně tohoto středního prostoru je jen jeden či víc lehkých elektronů. Masivnímu středu atomu se tedy začalo říkat atomové jádro. O tři roky později byla už obecně přijata i existence protonů. Proton je 1836krát hmotnější než elektron a v každém atomovém jádře je nejméně jeden. Všechny protony jsou však kladně nabité a vzájemně se tedy odpuzují. Co je tedy může udržet v nepatrném prostoru jádra? Zpočátku se fyzikové domnívali, že uvnitř jádra jsou i záporně nabité elektrony, které protony přitahují, a tak jádro drží pohromadě. Předpoklad, že v jádru atomu jsou protony i elektrony, ovšem měl své nedostatky. V r. 1932 objevil J. Chadwick neutron a rázem se ozřejmilo, že jádro se skládá z protonů a neutronů. Neutrony nenesou žádný elektrický náboj, ukázalo se však, že je s protony drží pohromadě působení tehdy zcela neznámého silového pole - pole silné jaderné interakce. Protony i neutrony jsou si velmi podobné, liší se jen tím, že druhé z nich jsou bez elektrického náboje. Mají téměř shodnou hmotu a sdílí i celou řadu dalších vlastností. Když se ukázalo výhodné najít pro obě částice společné pojmenování, využil dánský fyzik Ch. Moller přípony -on a výrazu nucleus - jádro a navrhl termín nukleon. Nový pojem se rychle ujal a brzy se začalo i celému zkoumání atomového jádra a jeho částic říkat nukleonika.
Nukleová kyselina Řadou pokusů započatých v roce 1896 objevil švýcarský badatel F. Mies-cher v buněčném jádru kyselou látku. Protože ji našel právě v jádru buňky (jádro - nucleus), pojmenoval ji nuclein. Koncovka -in ukazovala na bílkovinu (kterou ovšem látka nebyla), a tak v roce 1889 byla látka přejmenována na nukleovou kyselinu. Později se našel ještě jeden důvod ke změně jména: „nukleová kyselina" byla objevena nejen v jádře, ale také v cytoplazmě buňky. Nikdo však už nechtěl toto pojmenování měnit, a tak se látka i nadále nazývala nukleovou kyselinou (tedy kyselinou „z jádra"), ať už se nacházela v jádře nebo ne. Jeden rozdíl tu však byl. Nukleová kyselina z cytoplazmy obsahovala druh cukru nazývaný ribóza. Ještě před tím, než tento cukr v molekule nuk-leové kyseliny americký biochemik P. A. Levene v roce 1908 objevil, nebylo známo, že by se v přírodě vyskytoval. Uměle jej však připravil německý biochemik E. Fischer už v roce 1901. Ten také prokázal, že jeho molekulární struktura je velmi podobná struktuře jiného cukru nazývaného arabinóza. V přírodě se arabinóza vyskytuje ve formě suché mízy ze stromů a říká se jí arabská guma odtud tedy jméno. Když pojmenovával nový cukr, zamíchal Fischer písmeny slova arabinóza, pár jich vynechal a dostal název ribóza. Nukleová kyselina z jádra obsahuje cukr téměř stejný jako ribóza, pouze bez jednoho kyslíkového atomu. Běžný způsob, jak sloučeninu chudší o kyslík pojmenovat, je přidat předponu deoxy- (z latinského de- značícího bez). Nový cukr byl tedy pojmenován deoxy ribóza. Vědci pak přidali s, prostě proto, aby vylepšili zvuk tohoto slova a dostali tak desoxy ribóza (v běžné češtině se píše dezoxyribóza). Vzhledem k podstatě svého cukru je nukleové kyselina v cytoplazmě nazývána ribonukleovou kyselinou (RNK) a nukleová kyselina v jádře nese název dezoxyribonukleová kyselina (DNK).
Nula Ve starověku se užívalo k vyjádření čísel písmen abecedy. Nejznámějším příkladem je dnes římský systém užívaný stále v některých nápisech, na hodinových cifernících atp. V římském systému je I jedna, II dvě, III tři, IV čtyři, V pět, VI šest, VII sedm, VIII osm, IX devět, X deset atd. V tomto systému není zpravidla poloha číslice spojena s její hodnotou. X znamená vždy deset a XXX je deset a deset a deset, tedy třicet. Pouze je-li menší číslice napsána před větší, odečítá se: IV je pět minus jedna, tedy čtyři, IX je deset minus jedna, tedy devět. CM je tisíc (M) minus sto (C), tedy devět set. Letopočet 1978 vyjádříme tedy MCMLXXVIII (L značí padesát). Ve středověku se Evropa seznámila prostřednictvím Arabů s novým systémem pocházejícím z Indie - se systémem tzv. arabských čísel. V něm mělo každé číslo samostatný symbol a navíc i svou „polohovou" hodnotu. Například 555 není pět plus pět plus pět, jak by tomu bylo v římském systému. Pravá 5 je pět, prostřední 5 zastupuje padesát a levá 5 znamená pět set. Číslo tedy znamená pět plus padesát plus pět set neboli pět set padesát pět. Tento systém je tak zřetelně výhodnější, že je zarážející, proč na něj bystří Řekové ani Římané nikdy nepomyslili. Háček byl patrně v tom, že je nikdy nenapadlo použít symbolu pro „nic". Jak byste například rozlišili padesát pět od pěti tisíc pěti? Na abaku - starověkém počítadle vypadají tato dvě čísla vlastně stejně. Pro padesát pět jsou dvě dolní řady počítacích kamenů posunuty doprava, pro pět tisíc pět jsou také dvě řady kamenů posunuty doprava, ale mezi nimi jsou dvě řady netknutých kamenů. Indové pro každou takovou prázdnou nebo nedotčenou řadu vytvořili symbol - a to je věc, kterou Řekové ani Římané neudělali. Arabové symbol přijali a nazvali jej sifr - prázdný. Do Evropy se výraz dostal jako cifer a ještě později se z něj v některých jazycích stalo
zero. (V češtině se výraz objevuje jako cifra - číslice, pro nulu má čeština výraz pocházející z latinského nu Hus - žádný.) A tak nyní píšeme padesát pět jako 55, zatímco pět tisíc pět jako 5005.
Oceánografie Už 3000 let př. n. 1. vznikla na Krétě civilizace založená na zámořském obchodu. Jejími dědici byli Féničané, kteří už dávno před Caesarem dokázali na severu proniknout Atlantským oceánem až k břehům Velké Británie a směrem na jih obepluli celou Afriku. Přesto však až do novověku zůstával oceán pro člověka jen něčím jako dálnicí - plochou, již bylo nutno nějak překonat, ale kde občas nezbývá (v dobách bouří) než se bát. Lidé prostě o oceánu věděli jen to, že je veliký, neznali žádné z jeho proudů, nedovedli si představit nic o jeho hlubinách. Teprve v roce 1796 si americký učenec a státník B. Franklin povšiml teplého proudu, který se pohyboval ustálenou rychlostí severovýchodním směrem podél východního pobřeží Severní Ameriky. Zdálo se, že vzniká někde ve vodách Mexického zálivu (Gulf of Mexico) a Franklin jej proto nazval Gulf Stream - Golfský proud. Kolem roku 1850 penzionovaný americký námořní důstojník M. F. Maury začal Golfský proud i jiné oceánské proudy podrobně zkoumat. Sbíral např. údaje o hloubkách oceánu i další fakta tohoto typu a v roce 1855 o svém bádání dokonce vydal knížku. Byla to první velká práce, týkající se oboru, kterému dnes říkáme oceánografie (zkrácené sousloví oceánská geografie). Ve stejné době začal americký podnikatel C. W. Field pokládat přes Atlantský oceán kabel, který by umožnil telegrafické spojení mezi Amerikou a Evropou. To vedlo lidi k prvnímu zájmu o hlubiny oceánu a k prvním objevům života hluboko pod hladinou. Telegrafní kabel, který byl v roce 1860 vyzdvižen ze dna Středozemního moře, kde ležel v hloubce 1600 metrů, dokonce přinesl první skutečné důkazy života hluboko dole - byl obrostlý koraly. Ačkoliv je oceánografie stará celé století, vstoupila teprve dnes mezi vědní obory, na něž je upřena pozornost. Průzkum oceánských hlubin totiž pomáhá dozvědět se víc o dávné historii zemské kůry - a navíc je pravděpodobné, že právě v oceánech bude člověk v příštích desetiletích a staletích muset hledat zdroje potravin a surovin.
Oktáva Hudební tón je vytvářen rychlým stlačováním a rozpínáním vzduchu chvějícím se předmětem. Toto stlačování a rozpínání vzduchu se šíří v podélných vlnách. Výška tónu závisí na tom, kolikrát za vteřinu (tj. jakou frekvencí) se vzduch stlačuje a rozpíná. Například jednočárkované c (c1) - jeho klávesa leží uprostřed klavíru - má frekvenci 264 kmitů za vteřinu. Kombinace hudebních tónů zní uchu příjemně tehdy, když jsou jejich frekvence v jednoduchých vztazích. Například frekvence c1 je 264, e1 má frekvenci 330, g' 396. Frekvence jsou tedy celistvé násobky 66 (4 x 66, 5 x 66, 6 x 66), takže tyto tři tóny tvoří příjemnou kombinaci a znějí lahodně. Jestliže na příslušné klávesy udeříme současně, vytvoří akord. Výraz pochází z řeckého chord označujícího strunu hudebního nástroje. Kombinace f, a1, c2 nebo g\ h\ d2 tvoří podobné poměry a znějí také jako příjemné akordy. Hudební stupnice c1, ď, e', f, g', a1, h', c2 byla vybrána právě proto, že umožňuje řadu příjemných kombinací. Její frekvence jsou 264, 297, 330, 352, 396, 440, 495 a 528. Na této stupnici není ovšem nic posvátného, jsou samozřejmě možné i jiné kombinace not. Ale naše evropské uši jsou zvyklé právě na ni. Číňané nebo Arabové používají jiných kombinací a to způsobuje, že se jejich hudba zdá našim uším zvláštní. Při zpěvu se noty naší základní stupnice vyslovují do, re, mi, fa, sol, la, si, do, některé národy, zvláště románské, používají těchto slabik důsledně místo písmen. Slabiky odvodil v roce 1026
Guido z Arezza z textu svatojánského hymnu. Všimněme si, že vyšší c (označujeme je c2) má frekvenci 528, která je přesně dvojnásobkem frekvence prvního c (c1) -264. Jestliže všechny frekvence zdvojnásobíme, můžeme vytvořit novou stupnici počínající c2 (528) a končící ještě vyšším c3 (1056). Můžeme také pokračovat dolů od c' (264) k nižšímu c (132). S každou osmou notou tak počíná nová série not. Latinsky se osmý řekne octavus, proto je jednotlivá série od jednoho c k dalšímu c nazývána oktáva. Potom je každý tón, který má dvojnásobnou frekvenci, „o oktávu výš". Tohoto pojmu se později začalo používat i u dalších forem vlnění, například u světelných vln.
Olej Když si nejsme zcela jisti podstatou nějaké látky, obvykle ji charakterizujeme na základě vnějšího vzhledu. Tak třeba tkáně obsahují látky, které jsou na dotek mastné a nerozpouštějí se ve vodě. Tyto látky mohou být buď pevné nebo tekuté. Tento rozdíl není nijak důležitý, vždyť pevná látka se může roztavit a kapalina může ztuhnout. Nicméně pevnost a tekutost byly jediným rozdílem, z něhož lidé vycházeli, když obě látky pojmenovávali. (V češtině je první z nich tukem, druhá olejem. První slovo je původu slovanského, druhé latinského.) Olej pochází ze slova oleum, jímž byl označován olivový olej a toto slovo opět pochází z řeckého výrazu elaion. (Olivový olej byl ve starověkém Středomoří velmi používaný na vaření a pro omývání těla - lidé tehdy ještě neznali mýdlo.) Pojem olej se pak přenesl na cokoliv, co je na omak olejovité. Tak například z rostlin lze získat látky, které jako by obsahovaly nejvlastnější tresť této rostliny v zhuštěné formě: růže mohou vydat malé množství kapaliny obsahující všechnu jejich vůni, podobně se dají získat kapaliny s vůní jasmínu, hřebíčku, vanilky atd. Tyto kapaliny jsou na dotek olejovité a nerozpouštějí se ve vodě. Říká se j i m esence. Známe také olejovitou kapalinu získávanou z hlubin zemského povrchu, které se říkávalo zemní olej a nyní se pro ni používá názvu ropa či nafta. Výraz „zemní olej" je překladem latinského petroleum, který je dosud používán v angličtině. (V češtině užíváme názvu petrolej pro jeden z produktů destilace ropy, používaného k svícení a čištění.) Oblast chemie, která se zabývá zpracováním složek ropy, se nazývá petrochemie. Také kyselina sírová, v níž je navíc rozpuštěn kysličník sírový, má olejovitý vzhled. Možná je olejovitá i na omak, jenže málokdo se odváží to zkusit. Někdy se jí také říká - oleum - i když si lze jen těžko představit něco méně podobného olivovému oleji!
Omega-mínus Kolem roku 1960 přesáhl počet známých elementárních částic stovku a stále přibývaly další, takže fyzikům nezbývalo než se jen divit, kolik jich existuje. Začali se ale také zajímat, zda částice nelze rozdělit do příbuzných skupin. Částice, které by byly součástí jedné skupiny, by se sice v některých vlastnostech lišily, měly by však také několik základních společných rysů. S malým množstvím příbuzných skupin částic by se rozhodně pracovalo lépe než se stále narůstajícím počtem samostatných částic. V roce 1961 americký fyzik Gell-Mann a nezávisle na něm izraelský vědec Yuval Ne'eman navrhli cestu, jak rozdělit částice do příbuzných skupin tak, že se využije jejich rozdílných vlastností. Gell-Mann sestavil částice do jakési pyramidy: v dolní řadě čtyři delta částice, nad nimi tři sigma částice, ještě výš dvě xí částice a vrchol by tvořila samostatná částice. Vlastnosti částic v pyramidě by se měnily podle pravidelného vzoru. Náboje dolní řady delta částic měly mít tyto hodnoty a pořadí: -1, 0, +la +2. Elektrické náboje tří sigma čás.tic pak měly mít hodnoty -1, 0, +1 a dvě xí částice měly nést náboj -1 a 0. Nejvýše umístěná částice logicky měla mít elektrický náboj - 1. Pyramida ovšem měla háček: nejvyšší částice byla dosud neznámá. Všechny vlastnosti,
které měla mít, se sice daly odvodit, fyziky však zarážela jedna z nich, nazývaná číslem podivnosti. Neznámá částice by totiž měla mít číslo podivnosti s neobvykle vysokou hodnotou -3. Vzhledem k tomu, že tato neznámá částice byla poslední v pyramidě, nazval ji Gell-Mann omega částicí, neboť omega je posledním písmenem řecké abecedy. A protože měla mít záporný elektrický náboj, doplnil Gell-Mann její pojmenování na omega-mínus. Fyzikové na celém světě .začali o překot hledat její stopy v bublinkových komorách. A protože znali všechny vlastnosti, které měla částice mít, věděli přesně, kde a co mají hledat. V roce 1964 se jim to podařilo.
Orbita
V roce 1906 prokázal E. E. Rutherford, že atomy mají kladně nabitá jádra, kolem nichž krouží lehké elektrony. Atomy tak vlastně připomínají nepatrné sluneční systémy, v nichž elektrony-planety obíhají kolem jádra-siunce. Podle názorů devatenáctého století by elektrony pohybující se rychle kolem jádra měly vyzařovat energii a ve spirále se přibližovat jádru - což se ovšem nedělo. V roce 1913 dánský fyzik N. Bohr usoudil, že elektrony nevyzařují energii, pokud jsou na stejné oběžné dráze. K vyzařování nebo přijímání energie dochází tehdy, když dráhu mění. Přemístí-li se na vzdálenější oběžnou dráhu, přijmou přesně určené množství energie, a naopak když se jádru přiblíží, získanou energii vyzáří. To odpovídalo i v té době nové kvantové teorii, kterou v roce 1900 publikoval německý fyzik M. Plaňek. Další zkoumání stavby atomu však ukázalo, že na elektrony nelze pohlížet pouze jako na částice. V roce 1926 zobrazil rakouský fyzik E. Schródinger elementární částice jako vlny. Elektron má tvar vlny rozprostírající se kolem jádra jako neostře ohraničený obláček. Za určitých podmínek se tento elektronový obláček soustřeďuje v jedné nebo v jiné oblasti vně jádra. V roce 1932 americký chemik L. Pauling prokázal, že tento druh vlnové mechaniky lze použít pro vysvětlení chemického chování atomů. Má-li tedy elektron charakter vlny, soustředěné tu či onde, nemůže jej člověk považovat za něco, co se pohybuje po oběžné dráze. Namísto toho musí spojovat různé elektrony v atomu s různými hladinami energie. Termín oběžná dráha či orbita však nebyl zcela zavržen, ale pouze pozměněn. Dnes fyzikové i chemici mluví o elektronových orbitálech, aby rozlišili rozdílné energetické hladiny elektronů.
Organela Když byly kolem roku 1830 objeveny v živé hmotě buňky, zdálo se, že obsahují jen stejnorodou protoplazmu. Nedokonalé mikroskopy tehdejší doby žádné podrobnosti v průsvitné buňce rozlišit nedokázaly. Pak se s vývojem techniky zdokonalily i mikroskopy a biologové přišli na to, jak jednotlivé části vnitřku buňky barevně rozlišit pomocí umělých barviv, která se vážou jen k určitým částem buňky. Ukázalo se, že ve středu buňky je jádro (latinsky nucleus - oříšek). Té části protoplazmy, která je uvnitř jádra, se říká karyoplazma (první část názvu pochází z řeckého výrazu pro ořech), zbytku protoplazmy vně jádra pak cytoplazma (z řeckého výrazu pro buňku). Karyoplazma i cytoplazma obsahují ještě menší útvary s pevným tvarem. V karyoplazmě jsou to např. chromozómy, v cytoplazmě zase mitochond-rie a ribozómy. Tyto menší útvary mají v buňce rozděleny své funkce podobně, jako jsou v organismu rozděleny životní funkce mezi jednotlivé orgány. Začalo se jim proto říkat organely, což je latinská zdrobnělina slova orgán. Větší a dokonalejší organely jako např. mitochondrie obsahují malá množství DNK, což je látka charakteristická pro jádro buňky. Některé biology to zaujalo natolik, že začali
přemýšlet, zda buňka ve své dnešní podobě není ve skutečnosti složitým spojením jednodušších, kdysi nezávislých složek. Možná, že dávno, na prahu vývoje života, existovaly samostatné živé buněčné složky, v nichž probíhaly méně složité chemické procesy než v dnešních buňkách. Později se samostatné buněčné útvary mohly spojit a vytvořit tak buňku, která je mnohem výkonnější než tyto původní složky. Dnešní organely by v takovém případě byly pozůstatky před-buněčných forem života.
Organismus Řecké slovo ergon znamená práce. Z něj Řekové odvodili slovo organon, kterým označovali každý nástroj vykonávající práci. K nám se toto slovo dostalo v podobě orgán soudy jsou vládními orgány, noviny jsou orgány politických stran, srdce, játra, plíce, kůže jsou orgány živého těla. A protože většina živých bytostí jsou spojeními orgánů pracujících pohromadě, jsou to organismy. Slovo organismus ztratilo časem svůj původní význam a začalo označovat jakoukoli živou bytost, takže virus, který se může skládat z jediné velké molekuly a který nemá orgány v běžném slova smyslu, je nazýván mikroorganismem. Kolem roku 1800 se zdálo, že je zřetelný rozdíl mezi sloučeninami obsaženými v živých tkáních nebo látkách, které živými tkáněmi byly, a chemikáliemi objevovanými v neživém světě kolem. Kromě toho chemikové nebyli schopni vytvořit v laboratoři uměle žádnou z chemických součástí živých tkání, pokud výchozí látkou nebyl zase pozůstatek živé tkáně. V roce 1807 rozdělil proto švédský chemik J. J. Berzelius všechny chemické látky do dvou skupin. Ty, které pocházely z organismů nazval organické sloučeniny, zbytek označil jako anorganické sloučeniny. V roce 1828 však německý chemik F. Wohler obrátil všechno vniveč, když připravil organickou chemickou látku, aniž použil živé či mrtvé tkáně. Nicméně Berzeliovo rozdělení zůstalo zachováno a je dodnes užitečné. Dnes však organické sloučeniny zahrnují chemické látky obsahující uhlíkové atomy, zatímco anorganické sloučeniny jsou látky, jejichž molekuly uhlíkové atomy neobsahují. Toto rozdělení má jedinou výjimku: kysličníky uhlíku a kyselinu uhličitou a její soli řadíme mezi anorganické sloučeniny. Proč je toto dělení výhodné? Uhlíkové atomy vytvářejí řetězce a to umožňuje vznik nejrozmanitějších uhlíkových sloučenin, kterých je mnohem víc než sloučenin všech ostatních prvků v celé anorganické chemii.
Paleomagnetismus Změny, ke kterým dochází v magnetickém poli Země, měří vědci asi od roku 1600. Nejde o to, že v průběhu času mění póly svou polohu, ale mění se i intenzita magnetického pole. Zdálo by se tedy, že se těžko můžeme dozvědět něco o změnách, ke kterým došlo před rokem 1600. Naštěstí však víme, že některé horniny při krystalizaci z roztaveného stavu se slabě zmagnetovaly vlivem magnetického pole Země (když samozřejmě obsahovaly feromagnetické sloučeniny železa, např. minerál magnetovec). Tato tzv. remanentní magnetizace (z latinského remaneo - zůstávám) byla zachována i v dalším geologickém vývoji Země. Tehdy už žádné změny směru nebo intenzity pole vlastnosti horniny ovlivnit nemohly. Je tedy možné určit stáří některých hornin, např. měřením radioaktivního rozpadu uranu, potom pečlivě změřit jejich remanentní mag-netizaci, a tak určit směr a intenzitu zemského mangetického pole v daném čase ve vzdálené minulosti. Tato nová oblast zkoumání nazývaná paleomagnetismus (předpona pochází z řečtiny a má význam dávno) se rozvinula až ve druhé polovině dvacátého století. Odborníci, kteří se paleomagnetismem zabývají, už např. zjistili, že přibližně jednou za milión let dochází k dlouhodobé změně polarity magnetického pole Země: severní magnetický pól se stává pólem jižním a naopak. Není to proto, že by se póly nějak pohybovaly pod povrchem Země z jedné polární oblasti do druhé, ale proto, že intenzita magnetického pole postupně klesá až
k nule a pak se na opačné straně začíná zesilovat. Během doby, kdy je magnetické pole nulové, nejsou částice kosmických paprsků a jiných druhů záření o vysoké energii z kosmu zachycovány magnetickým polem a postupně sváděny do polárních oblastí. Místo toho dopadají rovnoměrně na celý povrch Země. Jaké důsledky to může mít na všechny formy pozemského života, je nejisté. Některé vědci se domnívají, že si tak lzé vysvětlit některá údobí v dějinách Země, kdy rychle vyhynulo mnoho biologických druhů.
Paprsky alfa Objev radioaktivity, který způsobil ve vědě tak veliký převrat, se udal takto: francouzský fyzik H. Becquerel se zabýval zkoumáním toho, jak soli uranu září, čili jak „fluoreskují", jsou-li vystaveny slunečnímu svitu. Becquerela především zajímalo, zda fluorescence obsahuje paprsky X, které byly objeveny rok předtím. Vystavil proto uran slunečním paprskům a poblíž umístil dobře zabalenou fotografickou desku. Deska byla po vyvolání přesto zřetelně zakalená. Úplně náhodně vyvolal Becquerel také několik fotografických desek, které ležely - rovněž dobře zabalené - v blízkosti sloučeniny uranu v temné zásuvce. Všechny desky byly také zakalené! Zdálo se, že uran vydává neviditelné záření nezávisle na slunečním světle. A navíc bylo toto záření, podobně jako paprsky X, daleko pronikavější než obyčejné světlo. V roce 1899 si Becquerel (a nejen on) všiml, že se jedna část záření uranu dá pomocí magnetu ohýbat. Existovaly tedy přinejmenším dva odlišné druhy paprsků. Protože jejich podstata nebyla známá, usoudil Becquerel, že nejjednodušší bude nazývat je prostě paprsky A a B. Britský fyzik E. Rutherford udělal totéž, použil však prvních dvou písmen řecké abecedy - a a p a pojmenoval je paprsky alfa a paprsky beta. O rok později objevil francouzský fyzik P. Villard nové, mnohem pronikavější záření, které vydával uran. Bylo pak samozřejmě pojmenováno paprsky gama, podle třetího písmene řecké abecedy. Ve stejném roce dokázali Pierre a Marie Curieovi, že se paprsky beta skládají z proudu elektronů pohybujících se fantastickou rychlostí. V roce 1909 zjistil Rutherford, že se paprsky alfa skládají z proudů poměrně těžkých částic, z nichž každá jak nyní víme - je tvořena dvěma neutrony a dvěma protony (nazýváme je částicemi alfa). Paprsky gama nejsou tvořeny částicemi; svou podstatou se podobají paprskům X, mají však více energie a jsou proto pronikavější.
Parabola Kužel je těleso, které vypadá jako šaškovská špičatá čepice. Když si představíme kužel rozřezaný na různé způsoby, řezy kužele mohou tvořit zajímavé geometrické obrazce. Jestliže kužel rozřízneme třeba napříč tak, aby všechny body na hraně řezu byly stejně vzdálené od vrcholu kužele, bude hrana tvořit kružnici. Bude-li řez trochu šikmý, takže jedna strana bude od vrcholu dál než druhá, bude hrana tvořit elipsu. Kružnice a elipsa jsou příklady kuželoseček. V případě kuželoseček procházejí řezy kuželem zcela z jedné strany na druhou. Když si však představíme řez začínající na jedné straně kužele takovým směrem, že je rovnoběžný neboli paralelní s druhou stranou, pak může řez pokračovat donekonečna, aniž se kdy s druhou stranou setká (za předpokladu, že i kužel je nekonečný). Hrana řezu kužele vytvořená takovýmto způsobem by pak byla otevřená křivka. Na rozdíl od elipsy nebo kružnice by se bod, který by se po takové křivce dal do pohybu, nikdy nevrátil na původní místo. Řecký geometr Appolonius z Pergy (žil kolem roku 200 př. n. 1.) nazval takovou křivku parabola, ze slov para - vedle a ballein - vrhat. Je možné řezat kužel i takovým způsobem, že řez se bude od vzdálenější strany kužele vzdalovat. Takto vytvořená křivka je rovněž otevřená a Appolonius ji pojmenoval hyperbola, s použitím řeckého slova hyper - nad, za. Ostatně i v literárním názvosloví nazýváme neobyčejné zveličování hyperbolou.
Paradox hodin Speciální teorie relativity A. Einsteina z r. 1905 tvrdí, že měřeni hmotnosti a délky jakéhokoliv předmětu není absolutní, ale závislé na rychlosti předmětu vzhledem k objektu, z něhož se hmotnost i délka měří. Pohybující se předmět má ve vztahu k pozorovateli poněkud větší hmotnost a je nepatrně kratší, než tentýž předmět v klidu. Při běžných rychlostech je to změna zanedbatelná, ale při rychlostech, blížících se rychlosti světla ve vzduchoprázdnu, změny vzrůstají. Předmět, pohybující se rychlostí 260 000 kilometrů za sekundu, by byl při měření asi o polovinu kratší a měl dvakrát větší hmotu než v klidu. Jestliže by se tedy dva objekty, stejně dlouhé a stejně hmotné, minuly v rychlosti 260 000 km/s (každý vzhledem k druhému), pozorovatel na prvním objektu by pak změřil druhý předmět jako o polovinu kratší a zjistil by, že má dvojnásobnou hmotu. Stejně tak by pozorovatel na druhém objektu změřil první předmět. Kdyby se však oba objekty po skončení tohoto bleskového výletu setkaly, pozorovatelé by zjistili, že oba jsou stejně dlouhé a stejně hmotné, protože jsou vzájemně v klidu. Einstein prohlásil, že totéž platí i o čase. Čas na pohybujících se objektech plyne pomaleji než na těch, které jsou v klidovém stavu. Jestliže se tedy naše objekty pohybovaly jeden vzhledem k druhému rychlostí 260 000 km/s, musel pozorovatel na prvním shledat, že hodiny jeho kolegy na druhém objektu jdou poloviční rychlostí - a totéž zjistí opět jeho kolega o hodinách pozorovatele na prvním předmětu. Jestliže se po návratu z cest znovu setkají, bude pozorovatel z prvního předmětu očekávat, že se hodiny z druhého zpožďují - a totéž bude očekávat i ten druhý od hodin z prvního objektu. Přísná logika by to označila jako protimluv čili paradox, o kterém se dnes hovoří jako o tzv. paradoxu hodin. Vezmeme-li v úvahu vzájemné rychlosti obou předmětů, může být paradox hodin vysvětlen a dokonalost teorie relativity zůstává nedotčena.
Parsek Když pohnete při pozorování nějakého předmětu hlavou, všimnete si, že předmět se bude ve srovnání se vzdáleným obzorem zdánlivě pohybovat opačným směrem. A navíc vzdálenější předmět se pohne méně než blízký. Tento zjevný pohyb blízkých předmětů ve srovnání se vzdálenými při pohybu pozorovatele je nazýván paralaxa, což pochází z řeckých slov para - vedle a allassein - dělat jinak. Jinými slovy - pohnete-li hlavou, blízký předmět se pohne na jiné místo. Nejvýznamnějším užitím paralaxy je měření vzdálenosti hvězd. Jak se Země pohybuje kolem Slunce, zdá se, že hvězdy se pohybují v malých elipsách opačným směrem. Hvězdy jsou od nás tak daleko, že tyto elipsy jsou neobyčejně malé. Hlavní poloosa tohoto oběhu je stelární paralaxa a je vždy menší než úhlová vteřina. (Obvod oblohy je rozdělen na 360 stupňů, každý stupeň pak na 60 minut a každá minuta na 66 vteřin.) Naše nejbližší hvězda Alfa Centauri má např. paralaxu kolem tří čtvrtin vteřiny. Takováto paralaxa odpovídá vzdálenosti asi 41 000 000 000 000 kilometrů. Tak velké číslo je pro počítání poněkud nepohodlné. K měření astronomických vzdáleností se proto užívá velkých jednotek. Světlo letí rychlostí 2 999 725 km/s, tedy asi 9 450 000 000 000 kilometrů za rok; tato délka je známa jako astronomická jednotka vzdálenosti světelný rok. Alfa Centauri je tedy od nás vzdálena 4,25 světelného roku. Jiným způsobem měření velkých vzdáleností je užití délky, při níž bude mít hvězda paralaxu rovnou jedné vteřině. Tato vzdálenost je 3,26 světelného roku a nazýváme ji parsekem, což je výraz utvořený spojením prvních slabik slov paralaxa a sekunda. Parsek sice nepatří do mezinárodní soustavy jednotek, je však dovoleno tuto jednotku používat.
Penicilin Lidé i živočichové, kteří umírají následkem nemocí, jsou pohřbíváni do země a přesto zůstává půda bez choroboplodných zárodků. Bakterie a jiné mikroskopické organismy žijící v půdě choroboplodné zárodky zničí. V roce 1929 skotský lékař A. Fleming začal o tento proces projevovat soustavný zájem, zvlášť když zjistil, že kolem spor chlebové plísně zanesené do kultury choroboplodných zárodků se vytvořily oblasti, v nichž přestaly choroboplodné zárodky růst. Fleming usoudil, že plísně obsahují nějakou chemickou látku, která růst choroboplodných zárodků zastavovala. Protože odborný název plísně byl Penicillium no tatům, pojmenoval látku penicilin. V roce 1945 byl za tento objev poctěn spolu s E. B. Chainem a H. W. Floreyem Nobelovou cenou za fyziologii a lékařství. Na počátku druhé světové války začali ve Velké Británii a USA penicilin soustředěně zkoumat. Látka byla izolována, byla odhalena její chemická stavba a poté začala výroba penicilinu v širokém měřítku. Po válce pak penicilin a některé podobné látky většinou nahradily sulfonamidy; spoustu nemocí a infekcí se tak podařilo dostat pod kontrolu. Od roku 1940 získal americký mikrobiolog S. A. Waksman řadu látek zabíjejících bakterie. Z plísně Streptomyces (z řeckého streptos - zkroucený a mykes - houba) izoloval látku, kterou nazval streptomycin. V roce 1942 navrhl, aby se tyto látky nazývaly antibiotika, z řeckého anti - proti a bios - život, tj. látky působící „proti bakteriálnímu životu". S. A. Waksman získal v roce 1952 Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství. Skupina plísní Actinomyces (z řeckého aktis - paprsek, protože houby připomínají svou stavbou paprsky směřující od středu) obsahuje podobně aureomycin (z latinského aurum zlato, podle své zlaté barvy), ter-ramycin (z latinského terra - země, protože pochází z plísní, které většinou žijí v půdě) a achromycin (z řeckého achromos - bezbarvý). Tyto látky se skládají z molekul tvořených čtyřmi spojenými kruhy uhlíkových atomů a jsou dnes nazývány tetracykliny, z řeckého tettares - čtyři a kyklos - kruh.
Perihélium Staří Řekové se domnívali, že se nebeská tělesa pohybují po drahách, které jsou přesně kruhové; kruhy jsou prý dokonalé křivky a všechny nebeské děje jsou přece vždy dokonalé. V roce 1609 však německý astronom J. Kepler s konečnou platností prokázal, že se planety kolem Slunce pohybují v elipsách, nikoliv v kruzích, a že Slunce není v centru, nýbrž v jednom z ohnisek elipsy. To znamenalo, že v některých bodech své dráhy jsou planety Slunci blíž než v jiných bodech. Bod, v němž je planeta nejblíž Slunci, je perihélium, z řeckého peň - kolem a hélios - Slunce. Podobně bod, v němž je planeta nejdál od Slunce, je afélium, z řeckého apo - od. Elipsa zemského oběhu je dost blízká kruhu, takže v perihéliu je Země jen asi o 3 % své vzdálenosti blíž k Slunci než v aféliu. Podobných předpon se používá, i když jde o oběh kolem jiného tělesa, než je Slunce. Například Měsíc putuje kolem Země po elipse, přičemž Země leží v jednom z jejích ohnisek. Bod, v němž je Měsíc nejblíže k Zemi, je perigeum (z řeckého gé - Země). Bod největší vzdálenosti Země od Měsíce je pak apogeum. Je také mnoho příkladů dvou blízkých hvězd - dvojhvězd kroužících kolem společného centra přitažlivosti. Putují vždy v elipsách se středem přitažlivosti v jedné z nich; hmotnější hvězda se pohybuje vždy v menší elipse. Bod, kde se k sobě hvězdy dostanou nejblíž, nazýváme periastron (z řeckého astron - hvězda), bod největší vzdálenosti nazýváme apastron.
Perturbace Charakteristickou vlastností davu je neuspořádanost. I když je dav v klidném pohybu, jeden člověk vždy směřuje jedním směrem, druhý opačným a jsou-li všichni členové davu v úplném klidu, vždy někdo otáčí hlavou, někdo si mne oči, někdo podupává. Latinský výraz pro dav je turba. Množství slov vyjadřujících neuspořádanost je odvozeno právě z tohoto kmene. Gravitační zákony mohou být aplikovány přesně jen v případě, kdy se týkají dvou těles. Například Země se pohybuje kolem Slunce po dráze, která by mohla být přesně určena jen za předpokladu, kdyby Země a Slunce byly jedinými objekty ve vesmíru. Avšak Zemi trochu přitahuje Měsíc, trochu Mars, Venuše ... Teoreticky řečeno ji přitahují i všechna ostatní vesmírná tělesa. Naštěstí jsou účinky všech těchto těles ve srovnání s účinky Slunce nepatrné. Oběh Země může být tedy vypočítán, aniž by byla jejich existence brána v potaz a jejich mizivé účinky je možné určit z toho, jak se Země od vypočítaného oběhu odchyluje. Tyto nepatrné vzájemné gravitační vlivy astronomických těles vytvářející vlastně určité „nepořádky" jsou nazývány perturbace. Nejpozoruhodněji se v astronomii projevily perturbace Uranu. Nebylo je totiž možné vysvětlit vlivem žádných planet, a to vedlo anglického astronoma J. C. Adamse a francouzského vědce U. J. J. Leverriera k hypotéze, podle níž měla za Uranem existovat ještě jedna vnější planeta. Pozorování pak teorii potvrdilo a v roce 1846 byl objeven Neptun.
Pesticid Všichni živočichové vzájemně bojují o potravu a tohoto boje se samozřejmě účastní i člověk. Lidé však získali velkou výhodu proti ostatním druhům, když vymysleli zemědělství. Začali na polích pěstovat rostliny, které potřebovali v mnohem větší míře, než je to obvyklé ve volné přírodě. Jiné rostliny, které na poli považovali za nevhodné, vytrhávali. Ale existence jednolitých kultur určitých rostlin sloužila také vzrůstu počtu těch živočichů, kteří se na nich přiživovali. V původním přírodním stavu množství hmyzu, živícího se na určitém ostrůvku obilnin, bylo omezeno. Když se však začaly vyskytovat tyto obilniny hektar vedle hektaru, získal hmyz obrovskou zásobu potravy a mohl se neomezeně množit. Zemědělci se pak museli bránit mračnům hmyzu, která v dobách před vznikem zemědělství neexistovala. Museli bojovat s infekcemi hub, s malými živočichy - králíky, křečky, vranami - kteří se rovněž chtěli na pěstovaných plodinách přiživovat. Když člověk začal pěstovat hospodářská zvířata, musel je bránit proti liškám, tchořům, vlkům a jiným dravcům. Všechny živé organismy - rostlinné, živočišné i mikroskopické - které s člověkem takto soutěžily, ohrožovaly jeho zásobování potravou a někdy byly dokonce nebezpečné i jeho zdraví. Krysy například se nejen přiži-vovaly na špižírnách se zrním, ale přenášely vši, které zase přenášely dýmějový mor a další choroby. V současnosti lidé vyvinuli chemikálie, které hubí škodlivé organismy, zatímco těm, jež neškodí, příliš neubližují. Jsou to třeba herbicidy (z latinského slova s významem zabiječ rostlin) k odstraňování plevelů nebo například insekticidy (prostředky proti hmyzu), fungicidy (prostředky proti houbám) atd. Nežádoucí organismy lze shrnout dohromady pod pojem pěst, což pochází z latinského výrazu pro mor. V důsledku toho nyní shrnujeme chemikálie, které zabíjejí škodlivé organismy jakéhokoli druhu pod pojem pesticidy.
Phobos Ve druhé polovině minulého století lidé věděli, že Země má jeden měsíc, Mars žádný, Jupiter čtyři a Saturn osm. Aby vznikla dokonale souvislá řada, měl by mít Mars dva měsíce - pak by číselný poměr vypadal 1:2:4:8. Astronomové nebrali tento druh kejklířství s čísly nijak vážně. Někteří lidé však ano. Tak třeba v Gulliverových cestách, satirické knize J. Swifta z roku 1726, objevili obyvatelé mytické země Laputa pomocí svých dokonalých dalekohledů dva měsíce Marsu a Swift je dokonce popsal s pozoruhodnými detaily. V roce 1877 byl Mars na své dráze v poloze blízké Zemi a americký astronom A. Halí začal systematicky zkoumat, zda vskutku nemá žádné souputníky. Metodicky, noc co noc, se věnoval svému zkoumání, dokud nebyl zcela přesvědčen, že Mars žádné měsíce nemá. Šel tedy zklamaně domů, znechucen a rozhodnut všeho nechat. Vyprávění říká, že doma ho paní Hallová poslala zpět a požádala ho, aby to zkusil ještě jednou, a on ji uposlechl. A pak se stalo, co se často stává v románech, ale málokdy ve skutečném životě: Halí něco zpozoroval. S kontrolou svého objevu však musel počkat, než přejde mračné počasí. Když přešlo, neviděl Halí jeden Marsův měsíc jako prve - viděl dva měsíce. Ba co víc - jejich malá velikost, vzdálenost od Marsu a rychlost oběhu byly velmi neobvyklé a blížily se tomu, co popisoval Swift! Zdá se, že tento spisovatel měl pro vědu jeden z nejpodnětnějších nápadů v literatuře. Pojmenovat Maršový měsíce nebylo těžké. Řekové říkali Marsu Ares a byl pro ně bohem války. Tento bůh měl dva syny, kteří se jmenovali Phobos (řecky strach) a Deimos (řecky hrůza). Halí tedy pojmenoval bližší měsíc Phobos a vzdálenější Deimos, takže Mars je na obloze vyprovázen „strachem a hrůzou" stejně jako v mytologii. Mnohem pozdější pozorování z kosmických sond ukázala, že jsou to dva nepravidelné kusy skal, rozbrázděné krátery po dopadech meteoritů. Souvislá řada měsíců jednotlivých planet se však stejně rozpadla. V roce 1898 byl objeven devátý měsíc Saturna, v roce 1901 pátý měsíc Jupitera. A dnes už známe dokonce 14 Jupiterových měsíců.
Piezoelektřina V roce 1880 objevili dva francouzští fyzikové, bratři Pierre a Paul-Jacqu-es Curieové, že jsou-li určité krystaly stlačeny, vytvoří se na nich elektrický potenciál. Curieové tento jev nazvali piezoelektřina (předpona pochází z řeckého slova znamenajícího tlačit). Ukázalo se, že jev „funguje" i naopak. Jestliže byly krystaly vystaveny vlivu elektrického potenciálu, smrštily se. Tomu se říká elektrostrikce (latinské slovo stringo znamená stahuji). Později se Pierre Curie oženil s polskou chemičkou Marií Sklodowskou, známou jako slavná paní Curieová. Ta využila manželova objevu ve svých počátečních studiích o radioaktivních látkách. Za určitých podmínek mohl uran při rozpadu vytvářet ionty, které mohly vzbuzovat velmi slabý elektrický proud. Paní Curieová tento proud měřila tak, že jej vyrovnávala elektrickým proudem v opačném směru a ten vyráběla stlačováním krystalu. Velikost tlaku nutného pro vyrovnání proudu byla dobrým měřítkem. Jestliže je krystal vystaven vlivu velmi rychle oscilujícího střídavého elektrického proudu, stěny krystalu se stejně rychle pohybují tam a zpět a vytvářejí zvukové vlny. Při dost rychlém pohybu dovnitř a ven odpovídá vlnová délka i frekvence zvukových vln ultrazvuku. A stejně tak jestliže na krystal narážejí zvukové vlny, vytvoří se v něm odpovídající proud. Piezoelektrických krystalů tedy lze používat pro přeměnu zvuku na elektrický proud a naopak. Mohou v mikrofonech zachycovat zvuk a ten pak měnit na elektrický proud, který je možno zesilovat a znovu měnit ve zvuk. Nejběžněji se pro tento účel používají krystaly křemene, o něco méně často dihydrogenofosforečnan amonný, titaničitan barnatý, Seig-
nettova sůl a jiné látky.
Pion V roce 1935 japonský fyzik H. Yukawa došel k názoru, že mohou existovat elementární částice střední velikosti (s hmotou vyšší než elektron, ale nižší než proton). Americký fyzik C. D. Anderson takovou částici o rok později objevil. Začalo se jí říkat mezon, což je odvozeno od řeckého slova s významem střední. Po nějakou dobu se zdálo, že tak byla Yukawova teorie potvrzena, ale pak se objevily určité potíže. Podle předpokladů měl být patřičný mezon asi 270krát hmotnější než elektron, Andersonova částice však byla o něco méně hmotná. Podle Yukawovy teorie také mělo docházet k okamžité interakci částice s atomovým jádrem, zatímco mezi Andersonovým me-zonem a atomovým jádrem k žádné interakci nedocházelo. V roce 1948 zkoumal na vrcholcích And anglický fyzik C. F. Powell kosmické záření, které se v atmosféře sráželo s atomy a přitom se vytvářely celé spršky částic. Powell se chtěl dostat co nejvýš a doufal, že se mu podaří zachytit některé částice kosmických paprsků dříve, než se střetnou s atomy v atmosféře. Takovým nedotčeným částicím se říká primární radiace. Při svých výzkumech získal Powell také stopy částic střední velikosti, které navíc byly hmotnější než Andersonovy mezony; přesně řečeno byly 273 krát hmotnější než elektrony. A to se téměř shodovalo s Yukawovými předpoklady. Reagovaly také silně a rychle s atomovými jádry, takže nemohlo být pochyb, že jde o částice předvídané Yukawou. Aby byly odlišeny od Andersonových mezonů, byly označeny iniciálou p (od primární radiace, kterou Powell zkoumal). Řecká forma písmene p (pí) se rychle ujala a nová částice začala být nazývána pí-mezon, krátce pion.
Pitekantropus Řecký výraz pro člověka je anthropos. Výraz se objevuje v názvu antropologie, vědy, která se zabývá lidskými druhy; opice, které nejvíce připomínají člověka, jsou antropoidi „jako lidé". Avšak nejzajímavěji bylo tohoto slova použito v souvislosti s určitými vyhynulými živočichy, kteří nebyli přímo lidmi, přitom však byli lidem bližší než dnešní lidoopi. Na základě různých druhů tohoto opočlověka, jež byly odvozeny z nalezených pozůstatků, pokusili se antropologové vystopovat pravděpodobnou cestu vývoje dnešního „pravého člověka". Jednotlivé druhy „opicích lidí" jsou zpravidla nazývány podle místa, kde byly nalezeny jejich pozůstatky: známe například Pekingského člověka, Javanského člověka, Heidelbergského člověka, Rhodézského člověka atd. Antropologové se však pokusili pojmenovat je podle rodů a druhů latinsky, jako to udělali s ostatními stvořeními, současnými i vyhynulými. Například Pekingský člověk, nejstarší z „opicích lidí", má vědecké pojmenování Sinanthropus pekinensis. Předpona sin- označuje Čínu, takže je to vlastně „čínský člověk z Pekingu". Javanský člověk, jeden z prvních předchůdců lidí, jehož pozůstatky byly nalezeny, byl v roce 1891 pojmenován Pithecanthropus erectus. Protože řecky pithekos znamená opice, je to tedy „opočlověk vzpřímený". Také skutečný člověk má své latinské pojmenování. Přísluší k rodu Homo (latinsky člověk). Primitivní druh člověka - neandertálec je nazýván Homo neanderthalensis, protože jeho kosti byly nalézány ponejvíce v údolí německé řeky Neander. My sami jsme Homo sapiens (latinsky člověk moudrý). Možná, že ve srovnání s ostatními živočichy je takové pojmenování na místě, i když se někdy zdá, že by nám mnohem více příslušelo pojmenování úplně jiné.
Planeta Dávno předtím, než se začaly psát dějiny, museli si lidé pozorující v noci oblohu všimnout, že hvězdy svá seskupení nikdy nemění. Tak třeba skupina hvězd tvořících šikmé W dodržovala tento tvar noc co noc, rok co rok, jeden běh lidského života po druhém. Byly to pro naše předky jakési stálé hvězdy - stálice. Jako celá skupina se hvězdy pohybovaly kolem určitého bodu - pólu severní oblohy. Ty, které byly od pólu vzdálenější, vycházely a zapadaly stejně jako Slunce a Měsíc. Jiné, které byly k pólu blíž, nikdy nezapadaly za obzor. Každou noc se celá sestava hvězdné oblohy nepatrně posunula. Každá hvězda vyšla o čtyři minuty dříve, o stejnou dobu dříve také zapadla. Hvězdy na západě tak postupně zmizely za obzorem, zatímco na východě se objevovaly nové. Když uběhl celý rok, byl okruh úplný a na obloze se objevila opět původní sestava. Pět nebeských těles, která vypadala jako hvězdy a byla jasná jako nejjasnější stálice, však tento pořádek nedodržovalo. Putovala po obloze zcela jinak, jednu noc byla mezi dvěma hvězdami a další noc už se posunula dál atd. Tři z těchto hvězdných objektů (byly to Mars, Jupiter a Saturn) oběhly během několika let celou oblohu, i když poněkud komplikovanou dráhou. Další dva objekty (Merkur a Venuše) se pohybovaly jen v určité vzdálenosti od Slunce. Tyto objekty tedy nebyly „stálé hvězdy", ale putovaly, toulaly se mezi hvězdami. Řecky se poutník řekne plane tes, a tak Řekové dali těmto jasným nebeským tělesům jméno, které se nám zachovalo dodnes. Ve starověku i středověku byly Slunce a Měsíc počítány mezi planety, protože se rovněž „toulaly" mezi hvězdami. Od sedmnáctého století se přijímá jako fakt, že Slunce je středem soustavy, v níž planetami jsou astronomické objekty, které kolem Slunce obíhají. Slunce tedy přestalo být planetou, zato se jí stala Země. Planetou není ani Měsíc, protože obíhá především kolem Země a teprve s ní kolem Slunce.
Plazma Obyčejně rozeznáváme tři skupenství hmoty: pevné, kapalné a plynné. V pevném skupenství jsou atomy a molekuly ve styku a zachovávají si svou polohu. V kapalinách jsou atomy či molekuly sice stále ještě ve styku, ale kloužou po sobě a posouvají se, takže neudrží stálou polohu. V plynech jsou atomy i molekuly téměř zcela uvolněné a pohybují se na sobě nezávisle. Ve všech třech skupenstvích jsou atomy - ať už samostatné nebo v molekulárních seskupeních - celé a úplné (vyjma iontových krystalů a roztoků elektrolytů). Stoupá-li teplota stále víc, začínají se atomy rozpadat, ztrácejí elektrony, které nesou záporný elektrický náboj a zůstávají z nich jen zbytky nabité kladně (kladně nabité ionty čili kationty). Když se pak plyn z větší části nebo zcela skládá z elektricky nabitých částic, liší se jeho vlastnosti v mnohém od těch, které má běžný plyn. Především může být ovládán magnetickým polem, což u obyčejného plynu není možné. Je to čtvrté skupenství hmoty - plazma. Toto pojmenování pro čtvrtý stav hmoty vymyslel americký chemik I. Langmuir někdy po roce 1930, a to dosti nevýstižně. V řečtině totiž plazma označuje něco, co má formu, pevný tvar. V devatenáctém století tak německý anatom J. S. Schulze pojmenoval kapalnou složku krve, která sice nemá vlastní tvar, ale v níž alespoň byla tělíska pevného tvaru nalezena. Tekuté bezbarvé složce se tedy říká krevní plazma, ač to smysl slova zcela převrací a Langmuir to jen umocnil, když pojmenoval plazma beztvarou hmotu z nabitých částic. Když se fyzikové snaží zvládnout jaderné slučování vodíku, musí pracovat s plyny o teplotách vysokých sto miliónů stupňů a víc. Přitom vzniká plazma, jíž je zapotřebí udržovat pohromadě pomocí magnetického pole. Fyzika plazmatu se stala v posledních letech velmi závažným vědeckým odvětvím, neboť na něm bude možná záviset
uspokojování energetických požadavků lidstva v budoucnosti.
Pleistocén Hlavní údobí dějin Země jsou rozdělena do úseků, jejichž pojmenování jsou často odvozena od míst, kde byla poprvé zkoumána vrstva horniny patřící k příslušnému časovému údobí. Například vrstva hornin příslušející k paleozoické mu (prvohornímu) údobí byla zkoumána především ve Walesu, takže prvá tři podobdobí byla pojmenována cambrijské, ordovicské a silurské (kambrium, ordovik, silur) podle Cambrie, starého latinského pojmenování Walesu, a po dvou keltských kmenech, které tam žily v předřímských dobách - Ordovicích a Silurech. Kambrium je nejstarším údobím, z něhož známe zkameněliny. A i když máme nejasné důkazy o životě v dobách ještě starších, odborníci dosud dávají všechna předchozí údobí dohromady jako prekambrijská. Paleozoické údobí se dále dělí na devon, což je název odvozený od Devonu, anglického hrabství odděleného od Walesu pouze bristolským kanálem. Poté následuje karbon. Toto údobí je pojmenováno nikoliv po místě, ale po latinském slově carbo - uhlí, protože během něj se naše dnešní uhlí vytvořilo. Následující údobí nazýváme perm, podle města Permu na Urale v Sovětském svazu. Nejsoučasnějším údobím jsou čtvrtohory - kvartér, které se dělí na starší pleistocén a mladší holocén. Přípona -cén pochází z řeckého kainos - nový, zatímco předpony jsou odvozeny od řeckých výrazů pleistos - nejvíc a holos - celý. Názvy tedy jinými slovy označují „většinu nového" a „všechno nové". A abychom byli úplní řekněme si, že mezi prvohorním a čtvrtohorním údobím leží ještě druhohory a třetihory. Druhohory neboli mezozoikum se dělí na tři podobdobí - trias, jura, křída. Třetihory neboli terciér (kenozooikum) rozdělujeme na dvě podobdobí - paleogén a neogén.
Polarizované světlo Světlo je vlnění kmitající všemi směry. Když však světelný paprsek prochází určitými průhlednými krystaly, pravidelné seskupení jejich atomů mu umožňuje vlnění jen ve dvou směrech, které jsou navzájem kolmé. Tyto dva druhy vln se při průchodu krystalem chovají rozdílně. Oba mění směr - lámou se (děj se nazývá lom světla čili refrakce; z latinského refractio - zpětné lámání), ale v různém rozsahu. Do krystalu vstupuje jeden paprsek, ale vystupují z něj dva; tento jev nazýváme dvojlom světla. Anglický vědec I. Newton znal dvojlom světla už před rokem 1700, ale domníval se, že světlo se skládá z malých částic (korpuskulí), nikoliv z vln. Když se pokoušel dvojlom vysvětlit, uvažoval, že se při něm částice rozdělují na dva typy; vytvořil tedy jakousi analogii severnímu a jižnímu pólu magnetu. V roce 1808 zkoumal dvojlom také francouzský fyzik E. L. Malus a označil každý z oddělených paprsků, o nichž předpokládal, že se skládají z jednopólového světla, za polarizované světlo. Bylo to nešťastně zvolené pojmenování, protože se brzy ukázalo, že Newtonova domněnka je chybná. Ale ujalo se. Světlo se odrazem často polarizuje a bylo tedy užitečné hledat látku, jíž by procházely paprsky polarizované jen jedním směrem. Ty, které by byly polarizované druhým směrem, by neprošly a v látce by nedocházelo k nežádoucímu ztlumení světla. Takové vlastnosti měly některé organické krystaly, které však byly příliš křehké, než aby jich bylo možno použít např. jako brýlových skel. V roce 1930 však student Harvardovy univerzity E. H. Land přišel na nápad organické krystaly vhodně zorientovat a pak je zapustit do čiré plastické hmoty. Plastická hmota je po ztvrdnutí dostatečně pevná, takže jí je možno použít dokonce i jako brýlí. Land svůj výrobek nazval obchodním jménem polaroid.
Polarografie Na samém počátku minulého století objevili Ital Volta a Němec von Humboldt první galvanický článek (podle L. Galvaniho, objevitele „živočišné elektřiny"). Voltův článek se skládá z měděné a zinkové elektrody, ponořené do zředěné kyseliny sírové. Sloužil jako zdroj elektrického proudu a napětí. Při odběru proudu z Voltová článku se zinková elektroda oxiduje na zinečnaté ionty a na měděné elektrodě se vylučuje vodík. Chemická energie této reakce se - v případě Voltová článku nedokonale - přeměňuje na elektrickou energii. Když se z článku odebírá proud delší dobu, jeho napětí klesá. Tento jev získal označení polarizace (podle pólů - konců elektrod, jimiž proud vstupuje do článku). Slovo polarizace má však několik dalších významů. Označuje se jím také vliv elektrické síly na polohu elektronů, iontů a molekul v látce, na niž tato síla působí. Velmi často se také mluví o polarizaci světla. Podstatou světla je elektromagnetické vlnění. Elektrická složka kmitá zpravidla ve všech směrech, kolmých ke směru šíření světla. Magnetická složka kmitá podobně, ale vždy kolmo ke směru kmitání elektrické složky elektromagnetické vlny. Když je světlo polarizováno, kmitá každá složka jen v jediné rovině. Během času se hledaly nové články, jež by se méně polarizovaly. Největšího úspěchu dosáhl Francouz Leclanché v druhé polovině minulého století. Jeho článek se skládá ze zinkové a uhlíkové elektrody, na něž je nali-sována směs burelu (sloučeniny jednoho atomu manganu s dvěma atomy kyslíku) a sazí. Obě elektrody jsou umístěny v roztoku salmiaku nebo jsou odděleny papírem, napojeným roztokem salmiaku (v tzv. suchém článku). Skoro všechny běžné články, které se používají v kapesních svítilnách, v tranzistorových rádiích, v různých přenosných elektrických spotřebičích, jsou Leclanchéovy články. Brzy se ukázalo, že polarizace článku je spojena s chemickými změnami elektrod a jejich okolí v důsledku průchodu elektrického proudu článkem, a že jde o stejný jev jako při elektrolýze. Pochopení polarizačních jevů při elektrolýze a při vybíjení galvanického článku bylo ztěžováno právě tím, že se povrch elektrod neustále měnil. Výsledky měření byly špatně reprodukovatelné - když se pokus opakoval, dostal se jiný výsledek. V roce 1922 objevil český vědec J. Heyrovský elektrolýzu se rtuťovou elektrodou. V tomto případě probíhá elektrolýza na povrchu kapek rtuti, která odkapává z úzké skleněné trubičky. Neustálé obnovování povrchu rtuti Heyrovskému umožnilo získat při elektrolýze výsledky, které byly dokonale reprodukovatelné. Nadto se ukázalo, že křivky závislosti proudu, který procházel elektrolyzovaným roztokem, na napětí, které při elektrolýze měnil, se výborně hodí k chemickému rozboru roztoku. Tyto křivky Heyrovský automaticky zaznamenával přístrojem který nazval polarograf (ze slova polarizace a řeckého grafó = píši). Za objev nové metody elektrolýzy, zvané polarografie, byl J. Heyrovský vyznamenán v roce 1959 Nobelovou cenou za chemii.
Poločas rozpadu Kolem roku 1890 se přišlo na to, že určité atomy neustále umožňují unikat částicím z jádra, a tak se mění v jiné typy atomů. Říká se tomu, že podléhají radioaktivnímu rozpadu. Kdyby všechny radioaktivní prvky měly stejnou životnost - to znamená, kdyby každý existoval do té doby, než se rozpadne, jen určitou dobu - pak by skupina shodných atomů existovala nějaký čas nezměněná a potom by se v okamžiku rozpadla se značnou ztrátou energie. To se však nestane. Namísto toho značné množství shodných radioaktivních atomů vydává neustále malá množství energie, jako kdyby se během určitého okamžiku rozpadalo vždy jen několik atomů. Některé se mohou rozpadnout dnes, jiné zítra, jiné za miliardu let. Doba, během níž se určitý atom rozpadne, je patrně zcela záležitostí náhody. Není tedy na místě mluvit o nějaké životnosti radioaktivního atomu. Může být jakákoli. Máme však jistou pravděpodobnost, že během dané doby se určitá část z velkého souboru
takových atomů rozpadne. Můžeme například přesně říci, kdy se rozpadne jedna desetina z jejich celkového počtu, i když nemůžeme označit, které atomy to budou. (Pojišťovací společnosti přece také dokáží předpovědět, kolik mužů zemře příští rok v určité oblasti, i když nemohou říci, kteří muži to budou.) Jako zvlášť účelné se ukázalo zvolit takové časové období, v němž se rozpadne polovina radioaktivních atomů daného souboru. Toto údobí je nazýváno poločasem rozpadu. Tak např. poločas rozpadu uranu 248 je 4,5 miliardy let, zatímco poločas rozpadu jeho sesterské odrůdy, uranu 235, je jen 0,7 miliardy let. Některé poločasy rozpadu jsou však značně kratší. Poločas rozpadu radia 226 je 1620 let a poločas rozpadu polonia 212 dokonce jen 0,0000003 sekundy.
Polovodič Většina běžných látek buď vede elektrický proud velmi dobře (např. kovy) nebo téměř vůbec ne (např. sklo, porcelán, síra). Prvním látkám proto říkáme vodiče, druhým pak nevodíce. Existují však také určité materiály, které jsou z tohoto hlediska kdesi uprostřed. Prvky křemík a germanium vedou proud mnohem hůř než kovy, ale mnohem lépe než třeba sklo. Tyto látky jsou polovodiče, což přesně vyjadřuje jejich vlastnosti. Polovodiče nevzbuzovaly celkem žádnou pozornost až do čtyřicátých let našeho století, kdy s nimi skupina fyziků - W. B. Shockley, J. Bardeen, W. H. Brattian - začala experimentovat. Zjistili, že křemík i germanium slouží jako polovodiče nejlépe tehdy, když jsou do nich přimísena stopová množství nečistot. Germanium i křemík mají v každém atomu čtyři vnější elektrony. Stopa arzénu se však spojí prostřednictvím svých roztroušených atomů s pátým vnějším elektronem. Ten ovšem nezapadá do uspořádané stavby atomů tvořících krystalové mřížky křemíku a germania. Pod účinkem elektrického napětí se tento vnější elektron přesunuje od jednoho atomu k druhému - a právě tímto způsobem vede elektrický proud od záporného pólu ke kladnému. Pohyblivost volného elektronu stoupá s teplotou a nikoli klesá, jak je tomu u běžných kovových vodičů. Když se ke křemíku nebo germaniu přidá stopové množství bóru, stane se něco podobného. Bór má pouze tři vnější elektrony, takže tam, kde má být čtvrtý, je mezera. Může ji zaplnit vedlejší elektron, ovšem mezera se objeví vedle - atd. Pod účinkem elektrického proudu putuje tato díra od kladného pólu k zápornému a opět vzniká polovodičový efekt.
Polymer Živé tkáně budují své obří molekuly tím, že spojují dohromady řetězy malých molekul. Občas mají obří molekuly vlastnosti, které jsou zcela odlišné od vlastností jednotek, z nichž jsou složeny. Například cukry jsou měkké a práškoví té látky, mohou se však spojit dohromady a vytvořit vláknité sloučeniny v dřevě, které mu pak dávají jeho poměrnou pevnost. Chemici se pokoušeli vytvářet látky s novými a užitečnými vlastnostmi tím, že tento proces napodobovali. Začali s jednoduchými sloučeninami a pomáhali jim spojovat se v dlouhé řetězce obřích molekul. Základní jednotkou velké molekuly je monomer, z řeckého monos - jeden a meros - část. Konečná obří molekula je polymer, z řeckého polys - mnoho. Proces spojování základních jednotek je polymerace. Nejznámější výsledky takových laboratorních polymerací jsou různé plastické hmoty. Prvním produktem polymerace je měkká pevná látka, kterou je možné utvářet do jakéhokoliv tvaru. Řecké slovo pro utváření je plassein a plastikos znamená „vhodný pro tváření, formování". Někdy mohou být plastické hmoty po vychladnutí znovu ohřátý a tvarovány podruhé nebo i mnohokrát. To jsou termoplasty. Jiné plastické hmoty po vychladnutí znovu formovat nelze. To jsou termosety. Některé známé plastické hmoty jsou pojmenovány po svých základních jednotkách monomerech. Například jedna velmi známá plastická hmota se skládá z molekul etylénu a
je tedy nazývána polyetylén. Jiným monomerem je styrén. Získával se z pryskyřic tropických a subtropických stromů z čeledi vilínovitých; pryskyřicím se říká styrax nebo storax (česky také balzám) a ze storaxu stromů rostoucích v Americe se vyrábí žvýkací guma. Plastická hmota ze styrénu se nazývá polystyrén.
Porfyrin Na pohled nejpozoruhodnějším znakem krve je její barva. Projevuje se to v názvech mnoha věcí, které s krví nemají nic společného, mají však podobnou barvu. Například nejznámější železná ruda je červenohnědá hornina, která pro svou barvu získala už ve starověku název hematit, z řeckého haima - krev. (Český název krevel má stejný původ.) Shodou okolností je také v krvi železo součástí sloučeniny, která ji dává barvu. Rudá sloučenina v krvi se skládá z bílkoviny globinu a ze sloučeniny železa a složitého kruhu uhlíkových a dusíkových atomů. Po oddělení z hemoglobinu má tento kruh stále purpurovou barvu a skupině sloučeniny s podobným kruhem se říká porfyriny, z řeckého porfyra, což je název mořského měkkýše, z něhož se získávalo purpurové barvivo. Zvláštní porfyrinovou sloučeninou nalezenou v hemoglobinu je protoporfy-rin IX. Předložka proto- pochází z řečtiny a znamená první. Zde je použita proto, že tato zvláštní odrůda porfyrinu má pro naše tělo prvořadou důležitost. Důvod pro číslo IX je spojen s krátkou historkou. Nepatrnou úpravou vnějších atomů protoporfyrinové molekuly je možné si představit patnáct sloučenin, všechny jako varianty protoporfyrinu. Každou z nich je možné označit jako rudou složku krve, touto látkou však může být jen jedna z nich. Německý fyzik a biochemik H. Fischer očísloval tyto sloučeniny od jedné do patnácti a spolu se svými studenty se dal do jejich umělé přípravy v laboratoři. Každou pak srovnával s přirozenou látkou získanou z krve. Ukázalo se, že protoporfyrin, který Fischer označil číslem IX, byl oním přírodním - a proto tedy protoporfyrin IX. V roce 1930 dostal Fischer za své práce týkající se krevních barviv Nobelovu cenu za chemii. Protoporfyrin IX existuje v krvi ve spojení ze železem a tato kombinace byla zprvu nazývána hematin. Nyní má zkrácený název hem. A tak tedy řecký výraz pro krev skončil nakonec jako název sloučeniny, která způsobuje její barvu.
Princip neurčitosti Německý fyzik M. Plaňek v roce 1900 prokázal, že energie na úrovni atomů je vydávána a přijímána v nepatrných oddělených dávkách. Každé takové dávce energie se říká kvantum (latinské slovo znamenající kolik). Toto pojmenování poprvé použil A. Einstein v roce 1905 . Jde-li o zářivou energii, pak její množství v jednom kvantu závisí na vlnové délce záření. K vypočítání energie kvanta z vlnové délky záření je nutno použít jistého velmi malého čísla, nazývaného Planckova konstanta. Jak se později ukázalo, toto číslo určuje některým jevům důležité hranice. Například se vždycky soudilo, že vědci by mohli provádět měření tak přesná, jak jen sami chtějí. Stačilo by zkonstruovat přístroje, které by byly tak dokonalé, aby byly dokonalé i jejich údaje - a neurčitosti by přestaly existovat. V roce 1927 se však proti tomuto názoru postavil německý fyzik W. Heisenberg. Měření totiž vždy zahrnuje i použití energie některého druhu (i kdyby to byla jen světelná energie potřebná pro osvětlení pozorovaného předmětu). Tato energie musí přicházet v určitých dávkách, daných Planckovou konstantou. Jestliže měřený údaj nebo energie, která mu odpovídá, jsou tak malé, že použitá dávka energie je ve srovnání s ním velká, pak celé měření bude nepřesné, neurčité - bez ohledu na to, jak pečlivě jsme je provedli nebo jak dokonalé byly měřící nástroje. (Je to jako hra na piáno v boxerských rukavicích - ani nejlepší pianista na světě by neovládl klávesy jak se patří.) Heisenberg počítal, že chceme-li měřit polohu nějakého předmětu se stále větší přesností,
pak bude současné měření jeho hybnosti (hmota krát rychlost) stále méně přesné a naopak. Neurčitost či nepřesnost jednoho měření násobená neurčitostí druhého nemůže být menší než určitý zlomek Planckovy konstanty. To je princip neurčitosti - mez stanovená samotnými přírodními zákonitostmi.
Projekt Mohole Výzkum zemětřesných vln prokázal, že ve středu Země je koule z rozžhaveného železa a niklu. Toto železoniklové jádro je obklopeno vrstvou hornin nazývanou plášť podobně, jako je žloutek ve vejci obklopen bílkem. V roce 1909 zkoumal chorvatský geolog A. Mohorovičic způsoby, jimiž se zemětřesné vlny šíří svrchními vrstvami zeměkoule. Měl-li čas, který tyto vlny potřebují k dosažení určitého místa na povrchu, odpovídat rychlosti, jíž se pohybují, nezbylo než předpokládat, že se prudce ohýbají asi třicet kilometrů pod povrchem Země. To znamená, že nerostné struktury nad touto úrovní a pod ní se musí zásadně lišit. Tomuto zlomu ve složení horních vrstev Země se na počest objevitele začalo říkat Mohoro-vičicova diskontinuita. Mohorovičičova diskontinuita odděluje zemskou kůru (vrátíme-li se k přirovnání s vejcem, je to skořápka). Skládá se opět z jiných hornin než plášť. Někteří vědci předpokládají, že zemská kůra se vytvořila až v průběhu vývoje naší planety a že tedy svrchní vrstva pláště představuje původní povrch. Pro další vývoj geologie by bylo neobyčejně užitečné prorazit zemskou kůru až k povrchu pláště. Mohorovičičova diskontinuita leží hlouběji pod povrchem souší než pod moři, kde ji může od hladiny dělit pouhých dvanáct kilometrů a značný díl z nich tvoří voda. Na určitých místech by bylo dokonce nutno vrtat jen pěti kilometry pevné zemské kůry. První projekty hlubinných vrtů, které by pronikly za hranice Mohorovi-čičovy diskontinuity a dosáhly zemského pláště, se začaly objevovat po roce 1960. Nejvíce pozornosti na sebe strhl americký projekt Mohole. Jeho možnosti geology samozřejmě vzrušovaly, projekt však byl záhy pro nesmírnou nákladnost americkou vládou zastaven.
Prostaglandin Mezi močovým měchýřem a penisem přiléhá k mužské močové trubici malá žláza, které si povšiml už starořecký anatom Hérofilos ve 3. století př. n. 1. Domníval se, že je uložena před močovým měchýřem - což je ovšem pravda pouze tehdy, když pozorujeme muže ležícího na zádech ve směru od jeho chodidel. Hérofilos ji nazval prostatai adeoidis, což znamená žláza stojící vpředu. Běžně se jí říká žláza předstojná nebo prostata. Kapalina obsahující samčí zárodečné buňky (spermie) je nazývána semen-nou tekutinou. Slovo semenná pochází z latiny (semen) a sperma také bývá někdy nazýváno semenem. Tato semenná tekutina je produkována semennými váčky, umístěnými za močovým měchýřem a zčásti ji produkuje i předstojná žláza. Na počátku třicátých let našeho století si řada vědců povšimla, že jakási látka, obsažená v semenné tekutině, uvolňuje hladké svalstvo a snižuje krevní tlak. Takové účinky obvykle mívají hormony. Protože se předpokládalo, že tento další hormon je vytvářen prostatou, pojmenoval jej švédský fyziolog von Euler v roce 1935 prostaglandin. V roce 1960 pak byl hormon skutečně izolován - bylo k tomu zapotřebí několika tun semenných váčků beranů, kterých bylo použito jako základní suroviny. Zjistilo se, že prostaglandin existuje v mnoha variantách (nejméně šest z nich se vyskytuje v lidském těle) a jeho struktura připomíná určité mastné kyseliny. Tyto varianty- jsou v nepatrných množstvích přítomné a vytvářené i jinde než v semenných váčcích, takže je lze nalézt i v ženském organismu. Prostaglandiny mnohotvárně působí na lidské tělo a ovlivňují rozmnožovací procesy, regulaci krevního tlaku, nervový systém atd. V roce 1971 se např. objevil názor, že aspirin pravděpodobně účinkuje při tišení bolestí právě prostřednictvím prostaglandinů.
Proteiny Prvním člověkem, který začal dělit stravu na tři hlavní složky, byl v roce 1827 britský chemik a fyzik W. Prout. Pojmenoval je látky cukerné, olejnaté a albuminové. Slovo cukerný pochází z řečtiny (sakcharen - cukr) a vztahuje se k různým druhům cukrů a také škrobů, které lze kyselinami přeměnit na cukry. Cukry, škroby a příbuzné sloučeniny jsou dnes zahrnovány pod společný název uhlohydráty. Toto pojmenování vzniklo před lety z chybné domněnky některých chemiků, že uhlohydrátové molekuly se skládají z řetězce uhlíkových atomů, k nimž jsou přiloženy molekuly vody (řecké hydór znamená voda). A jak se stávalo dosti často - zcela zřejmá nesprávnost nezabránila tomu, aby se pojmenování ujalo. Mnohem vhodnějším názvem jsou sacharidy. Proutovy olejnaté látky zahrnovaly oleje i tuky. Řecký výraz pro tuk je lipos, takže moderní chemie radí oleje a tuky vesměs do skupiny lipidů (starší název, s kterým se stále ještě setkáváme, je lipoidy). Třetí skupina látek v potravě obsahuje atomy dusíku, které se v jednoduchých lipidech ani v uhlohydrátech nevyskytují. Nejlepším příkladem stravy obsahující dusík byl vaječný bílek - skládá se pouze z dusíkaté složky, vody a nepatrného množství jiných látek. Tato dusíkatá látka pak byla „na počest" vaječného bílku pojmenována albumin, z latinského albus - bílý. Již první experimenty s výživou prokázaly, že látky typu albuminu jsou ze všech nejnutnější. Pes, který byl krmen jen uhlohydráty a lipidy, po měsíci takové diety zemřel. Německý biochemik G. J. Mulder navrhl v roce 1839, aby albuminové látky dostaly název proteiny, z řeckého pro-teion - na prvním místě. Jeho návrh se ujal, dodnes však některé jednoduché proteiny, včetně oněch ve vaječném bílku, nazýváme albuminy. (Česky označujeme proteiny jako bílkoviny, což je vlastně překlad termínu albuminy).
Protilátka Občané starého Říma byli svým vládám povinováni určitými dary. Mohly to být peníze nebo třeba určité služby. Někteří občané byli této povinnosti z různých důvodů zproštěni. Latinský výraz pro tyto služby či závazky je munis. Předpona in znamená v latině zápor. O osobě, která nemusela platit poplatky ani odvádět žádné služby se říkalo, že je immu-nis. Do dnešních dob se toto slovo přeneslo ve výrazu imunita. Všichni víme, že ten, kdo jednou prodělal spalničky nebo některou z mnoha dalších nemocí, už je prakticky nemůže znovu dostat. Stal se vůči této chorobě imunním. Imunitu získáváme při pokusech organismu zdolat první nápory nemoci. Tělo začíná v krvi vytvářet bílkovinné molekuly, které mají za úkol spojovat se s choroboplodnými zárodky a zneškodňovat je. Tyto molekuly se mohou případně slučovat také s jedovatými látkami vylučovanými choroboplodnými zárodky a tak neutralizovat jejich působení. Jedy produkované choroboplodnými zárodky se nazývají toxiny, podle řeckého slova toxon luk. Šípy totiž Často bývaly napouštěny jedem, jemuž Řekové říkali toxicon farmakon šípový jed. Zotavíme-li se z takových chorob, jako jsou třeba spalničky, zůstanou v naší krvi bílkoviny schopné zdolávat choroboplodné zárodky. Jako stále bdělí ochránci jsou připraveni hájit organismus před další nákazou. Tyto obranné bílkoviny nazýváme protilátkami. Choroboplodné zárodky, jejich jedovaté produkty nebo cokoliv jiného, co v těle způsobuje tvorbu protilátek nazýváme antigeny, podle řeckého kmene gen, který značí plodit.
Proton V roce 1815, na samém prvopočátku vzniku moderní atomové teorie, přišel britský chemik a fyzik W. Prout s myšlenkou, že všechny atomy jsou vybudovány z atomů vodíku. Vždyť
atomy uhlíku vážily například právě dvanáctkrát tolik co atomy vodíku, kyslíkové atomy vážily šestnáctkrát tolik - a byly tedy podle Prouta tvořeny vždy příslušným počtem atomů vodíku. Prout navrhl, aby vodík byl nazván „protyl", z řeckých slov protos - první a hýle hmota, jako základní látka, z níž bylo vybudováno vše ostatní. Čím více se naše znalosti prohlubovaly, tím více se zdálo, že Proutovy domněnky jsou mylné. Vždyť třeba atom chlóru byl 35 xli krát těžší než vodíkový atom a tehdy už si chemikové byli celkem jisti, že něco takového jako vodíkové půlatomy nemůže prostě existovat. V roce 1896 bylo objeveno, že atomy jsou tvořeny ještě menšími částicemi. Ukázalo se, že přes 99,9 % hmoty vodíkového atomu tvoří maličká částice, která je v samém středu atomu a že středy atomů těžších než vodík obsahují různý počet těchto částic. Atom chlóru se zdál 35 lh krát těžší než atom vodíku proto, že chlór tvoří dva různé typy atomů. První typ váží 35krát víc než atom vodíku, druhý 37 krát víc. A protože prvý typ byl třikrát početnější než druhý, průměrná váha pak byla 35 V2. V roce 1920 navrhl britský fyzik E. Rutherford, aby elementární částice umístěná v jádře atomu dostala název proton. Vzdal tak nechtěný hold Proutovu „protylu", který se vlastně objevil jen s novou koncovkou -on. Ta se pak stala běžnou pro všechny elementární částice.
Protoplazma Anglický fyzik Robert Hooke popsal v roce 1665 nepatrné otvory v korku jako cells buňky. Bylo to příhodné pojmenování - pocházelo z latinského slova cella znamenajícího něco jako „malý pokojík" nebo „malý uzavřený prostor". Další badatelé později za pomoci mikroskopů zjistili, že i ostatní rostlinné a živočišné tkáně se skládají z malých oddělených jednotek a i když tyto jednotky v živých tkáních nebyly prázdné, jako tomu bylo u korku, označovali je rovněž jako buňky, možné rozložit na 3 x 2 x 2 (číslo 2 je jediné sudé prvočíslo, všechna ostatní sudá čísla lze dělit dvěma, takže mají číslo dvě jako dělitele a nejsou prvočísly); číslo 15 je možné rozložit na 5 x 3; číslo 143 na 11 x 13; číslo 370 na 37 x 5 x 2 atd. Taková čísla utvořená součinem prvočinitelů jsou čísla složená, neboť jsou vlastně sestavena z menších čísel. Při trochu poetickém pohledu je možné prvočísla vidět jako ta, která byla na světě dříve, zatímco jiná čísla začala existovat potom, a to jen díky tomu, že byla sestavena z prvočísel.
Přenosová RNK Stavba různých molekul kyseliny dezoxyribonukleové (DNK) v chromozómech určuje stavbu celé rodiny enzymů produkovaných určitou buňkou. Molekuly DNK tvořené řetězy nukleotidů jsou však v jádru, zatímco enzymy, tvořené z řetězců aminokyselin, jsou v cytoplazmě. Molekuly kyseliny ribonukleové (RNK) pronikají z jádra do cytoplazmy. Určitá molekula RNK se tvoří, jako by byla otiskem struktury určité molekuly DNK. Tato informační RNK putuje do cytoplazmy, kde řídí syntézu molekuly enzymu. Z tohoto důvodu každá rozdílná kombinace tří nukleotidů (kodon) na řetězci molekuly RNK musí odpovídat určité aminokyselině. Ale jak k samotné syntéze dochází? V roce 1955 objevil americký biochemik M. B. Hoagland malé molekuly RNK (mnohem menší než informační RNK) rozpuštěné v buněčné tekutině cytoplazmy. Objevuje se jich řada různých druhů a každá z nich má na jednom konci řetězce určitou kombinaci tří nukleotidů, která odpovídá určitému kodonu informační RNK. Na druhém konci této malé molekuly RNK může být uchycena aminokyselina, ale jen určitého druhu. Tři určité nukleotidy na jednom konci malé RNK patří vždy k jedné určité aminokyselině. To znamená, že když je celá série těchto malých molekul přichycena k řetězci informační RNK, je povaha a uspořádání těchto molekul určována povahou a uspořádáním kodonů na řetězci informační RNK; a povaha i uspořádání aminokyselin na druhém konci molekul malých RNK je tím rovněž určena a tak se utvoří určitá molekula enzymu.
Protože tyto malé molekuly přenášejí informace z informační RNK k enzymu, byly pojmenovány přenosová (transferová) RNK.
Pulsar V šedesátých letech tohoto století si astronomové všimli, že radiové vlny z určitých hvězdných zdrojů mění svou intenzitu. V některých případech to byly změny tak rychlé, jako by šlo spíše o jednotlivé záblesky radiových vln. Aby záblesky bylo možno blíže zkoumat, byly zkonstruovány speciální radioteleskopy. S jedním z těchto radioteleskopů začal v roce 1964 pracovat i anglický astronom A. Hewish (vyznamenaný v roce 1974 Nobelovou cenou). Sotva zahájil pozorování, objevil v jednom místě oblohy velice krátké a pravidelné záblesky radiových vln. Každý výboj trval jen 1/30 sekundy a po 1 a 1/3 sekundy se opakoval. Záblesky byly tak pravidelné, že jejich přesnost bylo možno změřit na stamilióntiny sekundy. Mezi jednotlivými záblesky uplynulo vždy přesně 1,33730109 sekundy. Hewish začal hledat další podobné zdroje záblesků radiových vln a v únoru 1968 mohl oznámit, že nalezl celkem čtyři. Do pátrání se zapojili i někteří další astronomové, takže během dalších dvou let bylo objeveno skoro čtyřicet zdrojů radiových záblesků. Zpočátku neměli astronomové nejmenší potuchy, co by mohlo být jejich příčinou. Protože se však záblesky objevovaly v jakýchsi pulsech, nazvali jev pulsujícími hvězdami a spojením prvních čtyř a posledních dvou písmen anglického sousloví pulsating stár (pulsující hvězda) vznikla zkratka pulsar, která se ujala. Astronomové se ovšem pokoušeli v místech, kde byly pulsary určeny, také něco zahlédnout a zjistit, zda pulsující hvězdy vyzařují i viditelné světlo. Jeden pulsar byl objeven také v Krabí mlhovině. Pulsoval mnohem rychleji než ostatní a to vedlo astronomy k domněnce, že by mohl být nejmladší a nejjasnější. Astronomové se na něj zaměřili a v lednu 1969 skutečně zjistili, že jedna nevýrazná hvězda v Krabí mlhovině zvyšuje a snižuje intenzitu svého svitu v přesně stejných časových intervalech, v jakých přicházejí z téhož místa radiové pulsy. Byl to první objevený optický pulsar.
Pyrit Dokud lidé neznali zápalky, bylo jedním ze způsobů získávání ohně křesání železa o kámen. Výsledné tření zahřívalo kov na teplotu žáru (čemuž pomáhalo chemické slučování železa a kyslíku), zatímco tvrdost kamene odtrhovala nepatrné kousky zahřátého kovu, které vyrážely jako jiskry. A jestliže jiskry dopadaly do suchého ztrouchnivělého dřeva troudu, pak mohl se štěstím vzniknout oheň. Ostatně téhož principu používáme ještě stále u zapalovačů. Jako prostředek k získávání ohně nemohl ovšem sloužit každý kámen. Nepřekvapuje proto, že kámen, který takové vlastnosti měl, jim vděčí i za své pojmenování: tento minerál nazýváme pyrit (čili kyz železný). V řečtině pyrités znamená ohňový, pyr znamená oheň. Pyrit je sloučenina jednoho atomu železa a dvou atomů síry a má žlutavý kovový odstín. Termínu pyrit se používá i pro jiné kovové sloučeniny síry, známe například měďnaté pyrity (chalkopyrity) či cínové pyrity (stannity). Železné pyrity jsou však nejpopulárnější. Proč? Jejich žlutavý kovový nádech zmátl množství nezkušených zlatokopů, kteří v době zlaté horečky pádili na zlatá pole do Kalifornie a na Aljašku. Najít zlato nebylo jednoduché, ale železné pyrity se zlatavým leskem se nacházely snadno - a tak mnoho nešťastných amatérů sbíralo pytle pyritu a vyměřovalo pak na místě svůj kutací pozemek. Starousedlíkům jich nebylo nijak líto, což vyjadřuje v oněch krajích název železného pyritu: bláznovo zlato. Minerály mohou zamotat hlavu dokonce i odborníkům a některé z nich také díky tomu získaly své názvy. Známe například kámen pojmenovaný apatit, z řeckého apate - podvod, klam, protože se snadno zamění s jinými horninami. Mimochodem kosti a zuby jsou
tvořeny látkou příbuznou apatitu. Není tedy zajímavé, že falešné zuby, které nás mají oklamat, to málokdy svedou?
Quark V roce 1961 vytvořil americký fyzik M. Gell-Mann systém řazení elementárních částic do skupin a značně tak zjednodušil houstnoucí džungli částic, které po druhé světové válce fyzikové objevili. To však Gell-Mannovi nestačilo a hledal další, ještě jednodušší systém. Bylo by možné představit si velmi malý počet částic jednodušších než protony, neutrony a jiné běžné elementární částice? A mohly by se z různých kombinací těchto malých částic složit všechny ty, které známe? Jestliže by se to podařilo, mohli by fyzikové mnohem hlouběji porozumět podstatě hmoty. Gell-Mann přišel se třemi možnými částicemi (a třemi odpovídajícími anti-částicemi), které byly do jisté míry neobvyklé, neboť nesly pouze zlomkový elektrický náboj. Všechny známé náboje do té doby odpovídaly elektronu ( - 1) nebo protonu ( +1) anebo to byly jejich celistvé násobky. Na druhé straně jedna z Gell-Mannem navrhovaných částic měla náboj +2/3 a další dvě - 1/3. (Odpovídající antičástice měly náboj - 2/3 a + 1/3.) Proton pak měl být sestaven ze dvou +73 částic a jedné - 73 částice, což sečteno dává +1, zatímco neutron by se mohl skládat z jedné +2/3 částice a dvou -1/3, částic, což se rovná nulovému náboji. Když hledal pro své částice názvy, sáhl Gell-Mann do poslední knihy J. Joyce Finnegan's Wake, díla, které obsahuje spoustu nepřeložitelných a překvapivých slovních hříček a zvláštních a neobvyklých slovních tvarů. Jedna z vět začínala slovy Three quarks for Musther Mark, což možná mělo znít Three quarts for Mister Mark a dalo by se zhruba přeložit „tři malá piva pro pana Marka". Vzhledem k tomu, že chceme-li vytvořit jakoukoli ze známých elementárních částic, je třeba sáhnout po třech Gell-Mannových částicích, mělo jeho rozhodnutí pojmenovat je quarky jisté opodstatnění. A toto pozoruhodné pojmenování se ujalo. Kdo ví, jak by se tvářil J. Joyce, který zemřel čtvrt století předtím v roce 1941, kdyby se dozvěděl, že jedno z jeho slov vstoupilo i do vědeckého slovníku...
Radar Zvukové vlny se ve vhodných podmínkách odrážejí od horských svahů či podobných překážek. Zvuk se ve vzduchu pohybuje rychlostí asi třetiny kilometru za sekundu, takže obvykle uběhne zřetelný časový úsek mezi tím, než zvuk urazí cestu ke svahu a zpět. Je-li například překážka vzdálena 330 metrů, uplyne dvousekundový interval mezi zvukem a jeho odrazem (jemuž říkáme ozvěna či echo). V podstatě můžeme určením času mezi zvukem a ozvěnou odhadnout také vzdálenost onoho svahu. Přibližně totéž je možné provést kteroukoli formou záření; pokud může být vyzářeno, má schopnost odrazu a lze je poté znovu zachytit. Můžeme například vyslat paprsek světla ke vzdálenému zrcadlu, zachytit jej v okamžiku návratu a určit pak vzdálenost zrcadla. Musíme však počítat s tím, že světlo se pohybuje rychlostí skoro 300 000 km/s a urazí tedy za pouhou tisícinu sekundy vzdálenost 149 km. Během druhé světové války dokázali Angličané tohoto dávno známého principu prakticky využít. Namísto světla použili krátké rádiové vlny, které mohly proniknout mraky, mlhou a jinými překážkami, jimiž obyčejné světlo neprošlo. Rádiové vlny se sice pohybují rychlostí světla, existovaly však už elektronické přístroje, které byly s to určit interval mezi vyzářením a návratem. Použitím tohoto principu „rádiové ozvěny" byli Angličané schopni zjišťovat německá bombardovací letadla už během jejich cesty nad Londýn, dlouho předtím, než dorazila k cíli. Udivení Němci se pravidelně setkávali s připraveným britským letectvem. Byla to tedy vlastně ozvěna rádiových vln, která pomohla vyhrát bitvu o Anglii!
Přístroj byl později nazván radar, jeho název vznikl jako zkratka anglických slov „Rádio Detecting and Ranging".
Radioaktivita Latinsky se paprsek kola nazývá rádius. Téhož slova užívá mnoho jazyků dodnes i pro označení úsečky spojující střed kružnice s každým jejím bodem - tedy pro označení poloměru kružnice. V latině má rádius ještě několik dalších významů, kromě jiného označuje také paprsek, snad proto, že zdroj světla připomíná střed kola a paprsky jeho loukotě. Světlo je příkladem záření (jemuž se v moderní době říká též radiace), existují ovšem i jiné druhy záření, které lidské smysly nevnímají. Například v roce 1894 byla jedna skupina záření (nezjistitelná našimi smysly a s mnohem menší energií než světlo) použita italským vynálezcem G. Marconim a krátce nato ruským fyzikem A. S. Popovem k přenosu kódovaných zpráv. V té době byl běžným přístrojem k přenosu zpráv telegraf používající drátů. Marconiho přístroj místo toho využíval záření, takže se pak mluvilo o bezdrátovém telegrafu nebo radiotelegrafu. Oba názvy však byly příliš dlouhé a proto se začalo jednoduše říkat rádio. V roce 1896 se zjistilo, že uran vydává nový typ záření s mnohem vyšší energií, než má světlo. Francouzský vědec H. A. Becquerel a Pierre Curie a jeho manželka Polka Marie Curie-Sklodowska navrhli v roce 1898, aby jev byl nazván radioaktivita. Manželé pak ještě týž rok objevili prvek, který vyzařoval mnohem silněji než samotný uran. Pojmenovali jej radium. A v roce 1900 německý fyzik F. E. Dorn objevil plyn, z něhož se při rozpadu uvolňovalo radium a který je dnes nazýván radon. Řecký výraz pro paprsek je aktis a také tohoto výrazu se začalo v souvislosti se zářením používat. Když totiž francouzský chemik A. Debierne objevil v roce 1899 nový radioaktivní prvek, nazval jej aktinium a když potom německý fyzik O. Hahn a rakouská fyzická L. Meitnerová objevili další prvek, který se rozpadal a měnil na aktinium, nazvali jej protaktinium.
Radioaktivní spad Když v roce 1945 vybuchly první jaderné pumy, udivily svět neobyčejnými účinky výbuchu a velikostí požáru. Vzhledem k ničivým účinkům pak byly srovnány s tisíci tun neboli kilotunami klasické trhaviny trinitroto-luenu (TNT), případně přirovnání dosáhlo miliónů tun - megatun. Pak se ukázalo, že ne všechny účinky jaderných pum lze srovnávat se sebevětším výbuchem klasické trhaviny; tyto účinky byly přitom mnohem nebezpečnější než ničivá síla výbuchu nebo žár. Výbuch atomové pumy je způsoben náhlým rozbitím neboli štěpením obrovského množství atomů uranu. Uvolňuje se při něm nejen energie, způsobující výbuch a žár, ale vytvářejí se také štěpné produkty uranových atomů, z nichž některé jsou vysoce radioaktivní. Tyto štěpné produkty jsou při výbuchu vyneseny vzhůru v mraku tvaru obrovské houby a vítr je roznese do všech stran, takže časem pomalu padají zpátky na zem. Říkáme tomu radioaktivní spad. Je-li jaderná puma malá a vybuchne na zemském povrchu, zachytí se produkty štěpení na částečkách hlíny a poměrně rychle se snesou ve zhruba stokilometrovém okruhu kolem místa výbuchu. Velké pumy, zvláště když explodují ve vzduchu, však rozhodí štěpné produkty až vysoko do stratosféry. V takovém případě mohou být rozváty kolem Země a poznenáhlu se snášet dolů celé roky. Jaderné pumy tak mohou zamořit atmosféru, oceány, celý povrch Země. Především z této příčiny by světová nukleární válka zničila všechny a nemohla přinést vítězství nikomu. Tento zákeřný a jedovatý odpad byl také důvodem, pro který se v roce 1963 dohodl Sovětský svaz se Spojenými státy a Velkou Británií na zákazu zkoušek
jaderných zbraní na povrchu Země, v ovzduší a v kosmickém prostoru.
Relativita I když teď třeba sedíte, nejste v opravdovém klidu. Otáčíte se kolem zemské osy, Země se s vámi otáčí kolem Slunce, to se pohybuje vzhledem k středu galaxie a také samotná galaxie se pohybuje nějakým směrem. V 19. století se však fyzikové domnívali, že vesmír je vyplněn čímsi, co nazývali éterem a o čem si mysleli, že se nepohybuje. Snažili se proto určit pohyb Země v éteru, aby zjistili, co je to vlastně „skutečný pohyb". V roce 1887 to americký fyzik A. A. Michelson vyzkoušel velmi rafinovaným pokusem, který by se určitě musel povést, kdyby nějaký „éter" existoval. Ale nepovedl se! V roce 1905 šestadvacetiletý úředník patentového úřadu ve Švýcarsku A. Einstein vypracoval teorii, která počítala s tím, že žádný éter není a že nic ve vesmíru není nehybného. „Klid" či „pohyb" samy o sobě prostě neexistují a závisejí jen na srovnání jednoho předmětu s druhým. Pohyb Měsíce může ve vztahu k Zemi vypadat jako elipsa, jinak bude vypadat, jestliže bude měřen vzhledem k Slunci a bude zcela nulový, bude-li měřen jen a jen ve vztahu čili relaci sám k sobě. Slovo relace, relativní pochází z latiny, re značí zpět, dozadu a latus značí nesený; je-li pohyb relativní, můžeme jej měřit jen „přenesením zpět" na jiné pozorované těleso a pak oba pohyby srovnat. Pohybuje se však Měsíc doopravdy? Jestliže ano, jak? Einstein trval na tom, že to nelze říci. Z předpokladu, že existuje pouze relativní pohyb a z další závažné domněnky, že rychlost světla ve vzduchoprázdnu je vždy stejná, vytvořil Einstein nový obraz vesmíru, kterým vysvětlil mnohé z toho, co starý systém nedokázal. Protože Einstein vyšel při svém výkladu z relativity pohybu, mluví se o jeho systému jako o teorii relativity.
Rentgenové paprsky V šedesátých letech minulého století byly poprvé vytvořeny ve vzducho-prázdných trubicích proudy elektronů. Po třicet let byli fyzikové fascinováni těmito katodovými paprsky (říkalo se jim tak proto, že vyletovaly z katody), aniž jim opravdu rozuměli. V tomto období ostatně vypadaly leckteré objevy mnohem tajemněji právě proto, že jim nikdo nerozuměl. V roce 1895 si německý fyzik Wilhelm K. Roentgen všiml, že určité chemicky impregnované papíry v jeho laboratoři zazáří pokaždé, kdy uvede katodovou trubici do chodu - dokonce i když mezi trubicí a papírem byla lepenka. Jeho katodová trubice zamlžovala také fotografické desky, i když byly chráněny obalem. Roentgen usoudil, že uvnitř katodové trubice se tvoří druh záření, které prochází sklem, lepenkou, papírem. Neměl ponětí, jaké záření by to mohlo být a nazval je proto paprsky X; pojmenování se hodilo k tajemství obklopujícímu katodové paprsky, protože X je písmeno užívané obvykle matematiky k označení neznámého. Dnes víme, že katodové paprsky jsou proudy elektronů a víme také, že paprsky X jsou velmi podobné obyčejnému světlu, nesou však mnohem větší energii. Po svém objeviteli dostaly název rentgenové paprsky, v některých zemích se ovšem častěji užívá původního názvu. Podobně dvojí pojmenování má i jiný typ záření, jež se podobá světlu, je však mnohem slabší - tzv. rádiové vlny. Slovo rádio je obecný termín latinského původu, jímž je možné označit vlastně veškeré záření. Pro rádiové vlny existuje i původní pojmenování Hertzovy vlny, podle objevitele, německého fyzika Heinricha Hertze, ujalo se zde však druhé pojmenování nemající vlastně význam - a rádiové vlny se staly všeobecně srozumitelným termínem.
Rezonanční částice Poté, co v devadesátých letech minulého století byla objevena radioaktivita, se také ukázalo, že některé typy radioaktivních atomů existují jen velmi krátce a hned se rozpadají. Takové polonium 212 se rozpadne během méně než jedné milióntiny sekundy poté, co vznikne. Rychlost rozpadu je možné změřit energií, kterou částice vyzáří (čím větší je energie, tím rychlejší je rozpad). Také elementární částice se mohou rozpadat. Například mion (mezon mí) se rozpadá během dvou milióntin sekundy, pion dokonce během dvou stomilióntin sekundy a některé hyperony i během méně než miliardtiny sekundy. Tyto neobyčejně krátké časové úseky lze měřit vzdáleností, kterou částice urazí v bublinkové komoře, než se rozpadne. Například urazí-li od okamžiku vzniku tři centimetry a pak se opět rozpadne, a přitom se pohybuje rychlostí blízkou rychlosti světla, pak jí překonání této vzdálenosti trvá asi jednu desetimiliardtinu sekundy. Avšak ' jedna desetimiliardtina sekundy je v poměrech atomu dlouhá doba. Kolem roku 1950 to vypadalo, že se piony a protony účastní neobyčejně pohotově reakcí s atomovým jádrem při určité energii, ne však při jiné. Jestliže nějaký děj probíhá pouze při určitých energiích a při jiných vůbec ne, označuje se to jako rezonance; je to analogie s rezonancí zvukové vlny (z latiny - znít znovu). Kolem roku 1960 došel americký fyzik L. W. Alvarez k závěru, že během rezonance se tvoří určité elementární částice, které se opět rozpadají během několika kvadrilióntin sekundy. Během tak nepostřehnutelné doby by mohly částice i při rychlosti světla urazit jen vzdálenost méně než mikroskopickou. Existenci těchto rezonančních částic bylo tedy možné prokázat pouze nepřímo, je to však důkaz zcela přesvědčivý a jejich existence je uznána.
Robot Po celé věky snil člověk o tom, jak vyrobit mechanického tvora, který by plnil všechny uložené úkoly, aniž by se unavil nebo vzbouřil. Už v řecké mytologii můžeme nalézt bronzového muže, ochraňujícího břehy Kréty nebo zlaté dívky, pomocnice božského kováře Hefaista. I středověk měl své legendy o sestrojení mechanického člověka. Nebo si vzpomeňme na čtyři staletí starou legendu o Golemovi pražského rabína Lówa. O možném umělém tvorovi se začalo znovu víc mluvit po roce 1818, kdy byl vydán román Mary Shelleyové (manželky básníka Percy B. Shelleyho) Frankenstein, příběh studenta medicíny, který ze zbytků mrtvol sestavil živé tělo. Oživená stvůra Frankensteina nakonec zabije. V roce 1920, pár let po první světové válce, v níž letadla i jedovaté plyny dokázaly, jak vražedná může věda také být, se objevila mnohem promyšlenější verze téhož problému. Český dramatik a spisovatel Karel Čapek napsal hru, v níž vědec sestrojí umělého člověka a jeho synovec inženýr začne umělé lidi průmyslově vyrábět, aby nahradili lidskou práci. Nakonec se tito umělí tvorové lidem vymknou z rukou a lidstvo zničí. Čapek svého vědce pojmenoval Rossum (původ jména je v češtině na bíled-ni) a průmyslovou organizaci umělé lidi vyrábějící R. U. R.; stejně se jmenuje i Čapkova divadelní hra. Je to zkratka slov Rossunťs Universal Robots, přičemž robot je český novotvar příbuzný se slovem pracovník. (Původem tu byl starší slovanský výraz robota, od něhož je odovozen např. i slovenský robotník, ruský rabočij atd.) Hra si získala oblibu na celém světě, takže slovo robot se stalo součástí mnoha jazyků jako označení mechanického tvora, jehož účelem je napodobovat činnost člověka a nahrazovat lidskou práci. Zatím se roboti stále uplatňují pouze ve vědeckofantastické literatuře. Nutno ovšem přiznat, že v průběhu posledních let se projevuje snaha autorů zbavit je pověsti nevyhnutelných nepřátel lidstva a položit důraz na bezpečnostní zařízení, jimiž musí roboti být vybaveni. A vědci se zatím pokoušejí sestrojit alespoň jednoduchého robota.
Rtuť Starověk znal sedm kovů: zlato, stříbro, měď, železo, cín, olovo a rtuť. Ten poslední byl bezesporu ze všech nejzajímavější. Jediný z nich byl tekutý a byla to věru těžká kapalina jen zlato bylo těžší. Řekové nazývali rtuť hydrargyros, tekuté stříbro, z hydor - voda a argyros - stříbro. Toto pojmenování se uchovává dosud v chemické značce rtuti - Hg. Že byla rtuť považována za zvláštní formu stříbra, se traduje také v některých jazycích. Na rozdíl od obyčejného stříbra, které existovalo v kusech, se tekutá rtuť pohybuje a chvěje a jestliže se rozlije, rozletí se na tisíce malých stříbrných kapek. Je v ní něco „živého", proto ji třeba Angličané nazývají quicksilver - živé stříbro. Středověcí alchymisté halili všechno, co věděli, do mystického tajného jazyka. Fascinoval je fakt, že vedle sedmi známých kovů znají i sedm planet. Domnívali se, že oba počty mají magickou souvislost a proto je spojili. O zlatu mluvili jako o Slunci, stříbro nazývali Luna. Byly to nejdražší kovy a měly proto jména po nejprominentnějších „planetách". Měď, třetí nejdražší kov, nazývali Venuší, která byla další v pořadí významnosti. Železo bylo přirozeně Marsem, protože se užívalo k výrobě zbraní, zatímco těžké a fádní olovo odpovídalo pomalu se pohybujícímu Saturnu. Cín byl Jupiterem, patrně jen proto, že zbýval. Rtuť totiž nemohla být spojována s žádnou jinou planetou než Merkurem - rtuť byla nejživější z kovů a Merkur byl na obloze nejrychleji obíhající planetou.
Rudý posuv Rakouský fyzik Ch. J. Doppler (působil také na pražské technice) prokázal v roce 1842, že když nějaký zdroj vydává tón o určité výšce a přibližuje se k pozorovateli, jeví se zvuk vyšší, než kdyby se zdroj nehýbal. Přibližující se zdroj totiž zvukové vlny jakoby stlačuje k sobě a tím je činí kratší. Naopak, když se zdroj vzdaluje, zvukové vlny se roztahují a výška tónu klesá. Tento Doppleruv efekt platí pro všechny vlnové jevy, tedy i pro světlo. Jestliže se k nám světelný zdroj blíží, vlny, které vyzařuje, se stěsnávají k sobě a stávají se kratšími. Kdybychom se podívali na spektrum, v němž je světlo rozděleno podle vlnových délek, viděli bychom, že všechny vlnové délky se posouvají směrem ke konci spektra s krátkými vlnovými délkami. Tento konec patří světlu, jež se barevně jeví jako fialové, takže Dopplerův efekt u přibližujícího se světelného zdroje byl pojmenován fialový posuv. Když se světelný zdroj vzdaluje, vlnové délky se prodlužují a posouvají opačným směrem, kde na konci viditelného spektra je červené světlo. V tomto případě tedy jde o rudý posuv. Fialový a rudý posuv lze snadno pozorovat, když spektrum obsahuje tmavé čáry, příslušející vlnovým délkám světla, jež bylo něčím pohlceno. Také tyto spektrální čáry se posouvají, a protože známe jejich správnou polohu, můžeme přesně změřit i velikost posuvu. Kolem roku 1920 přišel americký astronom E. P. Hubble na myšlenku, že všechny daleké galaxie se od nás stále víc vzdalují. Přesněji řečeno - čím vzdálenější je galaxie, tím rychleji se vzdaluje a tím větší je její rudý posuv. Měření rudého posuvu se tak stalo rázem důležitým způsobem zjišťování základních údajů o vesmíru jako celku. A právě díky nečekaně velkému rudému posuvu objevili astronomové záhadné kvasary.
Řetězová reakce Chemické reakce neprobíhají tak jednoduše, jak by se mohlo zdát podle chemických rovnic, které popisují jen výchozí látky a produkty reakce. Dokonce reakce poměrně složitých organických látek jsou ve skutečnosti často mnohem jednodušší než zdánlivě prosté reakce prvků. Když mísíme plynný chlór a plynný vodík (oba jsou přítomny jako
dvouatomové molekuly) v temné místnosti, neprobíhá žádná reakce. Když směs osvětlíme, rychle se sloučí (někdy za výbuchu) a vznikne chlorovodík, sloučenina jednoho atomu chlóru a jednoho atomu vodíku. Jak ukázal německý chemik W. Nernst, účinkem světla se rozštěpilo docela malé množství molekul chlóru na chlórové atomy, které jsou velmi reaktivní. Každý z nich reaguje s molekulou vodíku, přičemž se vytvoří chlorovodík a reaktivní atom vodíku. Ten zas rychle reaguje s molekulou chlóru za vzniku chlorovodíku a atomu chlóru a historie se opakuje. Vytvoří se tak celý řetěz reakcí, čili řetězová reakce, která se ukončí tehdy, kdy spolu reagují dva atomy vodíku nebo dva atomy chlóru. Sovětský chemik N. N. Semjonov (nositel Nobelovy ceny za chemii) objevil řetězové reakce, při nichž jedna reaktivní částice vytváří dvě nebo více reaktivních částic, které zahajují nové reakční řetězy. Tento rozvětvený řetěz je podstatou některých výbušných reakcí jako např. hoření vodíku v kyslíku, k němuž dochází při školním pokusu s třaskavým plynem (směsí kyslíku a vodíku). Se řetězem reakcí se setkáváme i v jaderné fyzice. Na základě dřívějších pokusů německých badatelů O. Hahna a F. Strassmanna ukázal dánský fyzik N. Bohr, že atom izotopu uranu 235XJ (tvořící jen 0,7 % přírodního uranu) se po příjmu jednoho neutronu rozštěpí na atom barya a atom kryptonu a uvolní se tři neutrony a veliké množství tepla. Každý z uvolněných neutronů za vhodných podmínek může rozštěpit další atom uranu. V atomové bombě má tato řetězová reakce výbušný průběh, ale v jaderném reaktoru jsou takové podmínky, že reakce je „zkrocena", probíhá stálou rychlostí a tepla lze použít k výrobě elektrické energie.
Scintilační počítač Když byly v devadesátých letech minulého století objeveny částice radioaktivního záření, neznali ještě fyzikové metody, jak je studovat. Vzhledem k tomu, že jde o částice zcela nepatrné a velmi rychle se pohybující, zdálo se nepravděpodobné, že budeme někdy účinky jednotlivých částic schopni poznat. Ale jak se ukázalo, bylo to překvapivě jednoduché. V roce 1908 E. Rutherford a jeho německý asistent H. Geiger postavili těmto částicím do cesty clonu ze sloučeniny zvané sirník zinečnatý. Kdykoli přiletěla nějaká částice ke cloně, narazila na některý atom a energie tohoto nárazu se přeměnila v drobný záblesk světla neboli scintilaci - z latinského scintilla - jiskra. Počítáním těchto jisker pod zvětšovacím sklem se daly získat důležité informace. Byla to však nesmírně nudná a obtížná práce. Když byla později sestrojena mlžná a pak bublinková komora, která jednotlivé částice zjišťovala a zaznamenávala i jejich dráhy, přestalo se v mnoha případech scintilační metody používat. Ne však ve všech; kolem roku 1940 britští i němečtí fyzikové začali používat elektronická zařízení, kterými scintilaci zesilovali až na úroveň, kdy světelný impuls mohl spustit počítací mechanismus. Takovýmto způsobem se scintilace počítaly automaticky a přístroj byl proto pojmenován scintilační počítač. Tyto počítače mají své zvláštní použití, především proto, že rozeznávají typy částic, které v mlžných a bublinkových komorách, pracujících dobře jen co se týče částic elektricky nabitých, můžeme zjišťovat jen s obtížemi nebo vůbec ne. Jsou tedy velmi užitečné například při zachycování fotonů paprsků gama, které elektrický náboj nenesou. Scintilační počítače také nesmírně rychle reagují. Dokáží zachytit světelné záblesky trvající jen několik miliardtin sekundy a lze jich tedy používat při studiu velmi rychle probíhajících jevů.
Setrvačnost Staří Řekové si hluboce cenili talentu, duševního i tělesného. Osoba bez schopnosti dělat něco dobře, bez znalosti nějakého umění nebo dovednosti, nebyla pro Řeky dokonalým člověkem. Pozdější civilizace dědily jen málo z tohoto postoje. Jeho pozůstatek se však stále ještě projevuje ve slově inertní, jež pochází z latinského in- značící ne a ars - umění,
zákony pohybu, na nichž byla postavena celá moderní mechanika. První zákon zní: Každé těleso setrvává v klidovém stavu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud není donuceno vnější silou tento stav změnit. To znamená, že cihla položená na prkno by na něm mohla ležet navěky, pokud by ji někdo nepostrčil nebo nepřitáhl. Ponechána sama sobě nepohnula by se nikdy. Patří tedy nečinnost, setrvačnost (inercie) hmoty mezi základní vlastnosti přírody. Z tohoto důvodu se také Newtonovu prvnímu zákonu říká princip setrvačnosti, inercie. Zákon ovšem rovněž tvrdí, že když se bude cihla pohybovat vesmírem, bude se pohybovat nepřetržitě, navždy, pokud ji něco nezastaví. To se ale příliš „inertní" nezdá, i když ve skutečnosti tomu tak je. Nezapomeňme, že inertní znamená také „vzdorující změně". Můžeme se na to tedy podívat i takto: cihla se sice dala do pohybu, ale je teď příliš líná, než aby se zastavila nebo dokonce změnila směr pohybu, pokud by ji k tomu nedonutila nějaká vnější síla - třeba odpor prostředí nebo gravitace.
Schmidtova komora Od roku 1609, kdy italský vědec G. Galilei poprvé použil ke zkoumání noční oblohy dalekohled, užívají astronomové stále dokonalejší nástroje. Dnes již mají k dispozici dalekohledy se zrcadly o průměru 5 až 6 metrů, jimiž je možné pozorovat vesmírné objekty vzdálené milióny světelných let. Zrcadla těchto obrovských dalekohledů mají tvar paraboloidu (jako zrcadla odrážející záři žárovky v automobilových reflektorech). Pouze takový tvar povrchu totiž přesně soustřeďuje světlo nepatrných vzdálených hvězd a poskytuje ostrý obraz. Avšak čím je dalekohled větší a dokonalejší, tím menší část oblohy jím lze zaměřit. Lidskému oku to nevadí, může tak jako tak najednou zahlédnout jen určitou oblast. Od poloviny devatenáctého století však astronomové stále častěji využívají fotografie a fotografovat malé úseky oblohy a skládat je dohromady je poněkud únavné. Když ale někdo zkoušel vyfotografovat velký úsek oblohy, ukazovalo se, že objekty na snímku jsou tím zkreslenější, čím dál od středu parabolického zrcadla světlo dopadá. Když ovšem se místo parabolického použilo kulové zrcadlo, nedávaly hvězdy dokonale ostrý obraz nikde, nezáleželo však vůbec na tom, kam světlo dopadá. Fotografie totiž byla všude stejně neostrá. V roce 1930 navrhl německý astronom B. Schmidt korekční čočky, které by měly místo před kulovým zrcadlem. Tento Schmidtův dalekohled pak mohl pořizovat snímky velkých částí oblohy. Od té doby se těchto přístrojů používá vlastně pouze k fotografování oblohy, takže se jim říká Schmidtovy komory. Největší, která je dnes v provozu, má zrcadlo o průměru 135 cm a pracuje od roku 1960 v NDR.
Skleníkový efekt Když je venku zima, můžeme pěstovat rostliny ve sklenících. Vděčíme za to vlastnostem skla: krátké vlny viditelného světla propouští, ne však delší vlnění infračerveného záření. Sluneční světlo narazí na sklo, za nímž jsou rostliny a projde jím. Uvnitř je jeho energie absorbována a znovu vyzářena ve formě infračerveného záření. Protože to se však jen zčásti dostane mimo skleník, začíná zvyšovat teplotu uvnitř. Tento jev nazýváme skleníkový efekt. V atmosféře propouštějí kyslík a dusík viditelné i infračervené záření, zatímco kysličník uhličitý a vodní páry propouštějí pouze viditelné světlo. Sluneční světlo tedy proniká atmosférou k zemskému povrchu velmi snadno, infračervené záření, které vyzařuje naše planeta v noci však může jen velmi těžko unikat. Povrch Země je tudíž teplejší, než by byl, kdyby atmosféra neobsahovala kysličník uhličitý a vodní páry. Na rozdíl od Země má planeta Venuše vysokou a hustou atmosféru tvořenou převážně
kysličníkem uhličitým. Skleníkový efekt se tu tedy projevuje velmi účinně a teplota povrchu planety dosahuje až 400 °C. Tento údaj byl zjištěn podle emise radiových vln v roce 1956 a potvrzen v roce 1962, kdy těsně kolem Venuše prolétla kosmická sonda Mariner II. Skleníkový efekt může sehrát velmi důležitou roli i na Zemi. Spalování obrovských množství topných olejů a uhlí, rostoucí jednak po roce 1900 a mnohokrát ještě po roce 1940, pomalu zvyšuje množství kysličníku uhličitého ve vzduchu. Avšak i nevelké zvýšení jeho obsahu může způsobit na Zemi vzestup teploty k bodu, kdy se na pólech rozpustí věčný led a hladina oceánů se zvedne tak, že zaplaví celé milióny čtverečných kilometrů pevniny.
Skotofobin Je paměť zastoupena v mozku zvláštními molekulami? A co je z obecného hlediska učení? To jsou důležité otázky. Jestliže si mozek pamatuje a učí se tím, že reorganizuje své vnitřní spoje a vytváří zvláštní dráhy, pak tedy to, čemu se učíme a co si pamatujeme, je platné jen pro každý určitý mozek a nikdy to nelze fyzicky přenášet na jiné jedince. Jestliže však jsou v tomto procesu zúčastněny zvláštní molekuly, pak by mohla být paměť přenosná. Experimenty z počátku šedesátých let našeho století prokázaly, že velice primitivního živočicha - červa ploštěnku - lze naučit tak jednoduchou věc, jako je reagovat na světlo. Když pak byli „vyučení" červi rozsekáni a posloužili za potravu netrénovaným jedincům, přenesla se schopnost reakce na světlo i na ně, nebo si ji mnohem snáze osvojili. Nějaká molekula z nacvičených červů se patrně vřadila do netrénovaného organismu - a pro oba to znamenalo totéž. V roce 1965 dánský fyziolog E. Fjerdingstad zjistil, že dokáže totéž s živočichem mnohem vyšším - s krysou. Učil krysy putovat za světlem a pak vstřikoval mozkovou hmotu naučených krys krysám netrénovaným. Zjistil, že ty se pak učí reagovat na světlo mnohem snadněji než netrénované krysy, kterým žádné injekce nevstříkl. Americký psycholog G. Ungar šel ještě dál. V roce 1970 vystavil krysy elektrickému šoku ve tmě, takže v nich vyvinul silný strach z temnoty. Mozkový výtažeK, který pak vstřikoval nešokovaným krysám, způsobil, že se rovněž bály tmy. Z několika kilogramů mozků zvířat trénovaných na strach ze tmy nakonec získal nepatrné množství látky, která může způsobovat i nedotčenému živočichovi strach ze tmy. Nazval látku skotofo-bin výraz má původ v řečtině a znamená strach ze tmy. Je to jednoduchá sloučenina tvořená řetězem devíti aminokyselin a dokáže vyvolat strach ze tmy nejen u krys, ale také - jak bylo dokázáno - u zlatých rybek. Zdá se být pravděpodobné, že tato jednoduchá molekula je zatím největším krokem ke skutečné molekule paměti.
Slabá interakce V roce 1935 japonský fyzik H. Yukawa vyslovil hypotézu, která odpovídá na otázku, jak drží pohromadě atomové jádro, složené z neutronů a protonů. Sloupem jeho teorie je jaderná interakce, vzájemné přitahování elementárních částic. Potvrdilo se, že je to nejsilnější známá síla, víc než stokrát silnější než interakce elektromagnetická a kvadriliónkrát silnější než gravitační síla. Jaderná interakce je tak silná, že jsou-li dvt částice dost blízko, aby k ní mohlo dojít, musí se výsledek dostavit v nepředstavitelně krátkém časovém okamžiku. Octne-li se například pion v blízkosti atomového jádra, následuje reakce v průběhu deseti kvadriliontin sekundy. Mohlo by se zdát, že každá elementární částice, účastnící se jaderné interakce, se musí rozpadnout v tomto kratičkém časovém okamžiku. Pro tento předpoklad jsou i závažné teoretické důvody - a přece k tomu vždy nedojde. Pion se například ve skutečnosti rozpadá až po několika miliardtinách sekundy. Zdá se to sice neméně krátká doba, avšak pion je tak
vlastně víc než stobiliónkrát déle „naživu", než se předpokládá. Neutron dokonce může existovat deset minut i déle, aniž se rozpadne. Zjevně tu tedy musí existovat ještě další druh interakce, jíž se účastní elementární částice, mnohem slabší než ta, kterou objevil Yukawa. Už v roce 1934 vypracoval italský fyzik E. Fermi teorii předpokládající tuto slabou interakci; interakci předpokládané Yukawou se oproti tomu začalo říkat silná interakce. Slabá interakce je mnohem méně silná než elektromagnetická síla, ale pořád ještě biliónkrát silnější než interakce gravitační. Některé elementární částice, jako elektron a neutrino se účastní pouze slabých interakcí a proto větší část běžných radioaktivních rozpadů probíhá tak pomalu.
Sluneční vítr Anglický astronom R. C. Carrington si při pozorování slunečních skvrn všiml v roce 1859 náhlého zjasněni slunečního povrchu. Téměř okamžitě poté byly na Zemi zaznamenány "nepravidelnosti a výchylky v chování magnetické střelky a objevila se neobyčejně jasná polární záře. Později astronomové zjistili, že na Slunci dochází k pravidelným silným erupcím (výronům) žhavé hmoty, jejíž teplota je vyšší než teplota jiných částí slunečního povrchu. Těmto erupcím, k nimž obvykle dochází v blízkosti slunečních skvrn, se říká protuberance (z latiny; tubes - hrb, hr-bol). Povrch Slunce se neustále pohybuje a zvláště protuberance vyvrhují hmotu do výše tisíce kilometrů. Část sluneční hmoty dokonce uniká i obrovské gravitaci. Do vesmíru tak uniká značné množství elementárních částic a Slunce je neustále obklopováno hmotou, která se od něj vzdaluje rychlostí několika stovek kilometrů za hodinu všemi směry. Každou sekundu uniká z povrchu Slunce do vesmíru zhruba milión tun hmoty! Tento neustálý únik hmoty byl nazván slunečním větrem. Magnetické siločáry Země zachycují tyto částice, které se stávají součástí magnetosféry. Síla slunečního větru se projevuje na tvaru magnetosféry: na straně obrácené k Slunci má kulový zaoblený tvar, na straně vzdálenější od Slunce je protažená jako slza. Sluneční vítr je i příčinou toho, že magnetosféra je ostře ohraničena tzv. magnetopauzou. Směřuje-li protuberance přímo k Zemi, sluneční vítr směrem k nám zesílí. Magnetosféru zaplaví neobyčejně vysoké množství nabitých částic, které v polárních oblastech vstoupí do horních vrstev atmosféry a vytvoří tak jasnou polární záři, popletou všechny kompasy a ruší rozhlasový i televizní příjem. Říká se tomu magnetická bouře.
Slunovrat Zemská osa není k rovině otáčení kolmá. Je nakloněná asi o 23,5° a jak Země obíhá kolem Slunce, tento sklon si zachovává. V důsledku toho směřuje osa Země nejdříve k Slunci, poté od něj. To se rok co rok opakuje. Lidem na Zemi se proto zdá, jako by polední slunce stoupalo na nebi den po dni až do určitého bodu výš a výš, a potom se den po dni noří stále níž, dokud nedosáhne nejnižšího bodu své dráhy. Primitivní člověk sledoval pochopitelně klesání slunce s obavami - jak slunce klesalo, přicházela zima a život se stával obtížnějším. Přirozeně neměl jistotu, že slunce začne znovu stoupat. V den, kdy slunce přestalo klesat a znovu se dalo na vzestupnou pouť, začínala radost i oslavy. Dochází k tomu 21. prosince. To je zimní slunovrat. K letnímu slunovratu dochází 21. června: Slunce se po dosažení nejvyššího bodu opět hrouží níž. (Všimněme si zde pojmenování - zatímco zimní slunovrat skutečně označuje „navracející se slunce", v létě je užito téhož pojmu a přece se neděje totéž. Zimní slunovrat opravdu znamenal v životě našich předků větší událost). Jedenadvacátého prosince je Slunce v zenitu 23,5° na jih od rovníku. Tato zeměpisná šířka
je obratníkem Kozorožce, protože Slunce je v té době v souhvězdí Kozorožce. Jedenadvacátého června je naopak Slunce v zenitu 23,5° na sever od rovníku. To je obratník Raka, protože Slunce je v té době v souhvězdí Raka. Oblast mezi oběma obratníky je obvykle nazývána tropy či tropickou oblastí, z řeckého trepein - obracet (protože tady se Slunce na své pouti vždy vrací). Když polední slunce postupuje z míst nad obratníkem Kozorožce do míst nad obratníkem Raka, musí v polovině cesty přejít přes rovník. Nad rovníkem je 21. března a v tomto čase jsou dny i noci na celém světě stejně dlouhé. To je jarní rovnodennost. Zajímavé je, že latinský výraz je equi-nox, tedy doslova „rovnonocnost" a patrně jen nelibozvučný tvar překladu je důvodem, proč jsme pojmenovali rovnodennost po svém. Polední slunce přechází rovník samozřejmě i na své cestě od obratníku Raka k obratníku Kozorožce. Je to 22. září, kdy nastává podzimní rovnodennost. Tvar Země je v oblasti rovníku nepatrně vypouklý a přitažlivost Slunce a Měsíce působí na tuto vypouklinu silněji. Zemská osa se proto poněkud vychyluje, takže severní a jižní pól opíší jednou za 26 tisíc let úplný kruh. Z povrchu naší planety to pak vypadá, jako by se pomalu otáčela nebeská klenba. Každý rok proto vidíme Slunce v okamžiku jarní rovnodennosti v trochu jiném bodě oblohy, poněkud na východ od místa, kde bylo před rokem. Tento tzv. jarní bod tak postupuje stále na východ. Otáčení zemské osy s oběžnou dobou 26 tisíc let se nazývá precese.
Sonar Netopýři si dokážou vyhledat cestu i ve tmě tak, že vydávají vysoký pískot, který se od překážek odráží jako ozvěna. Tím, že sledují směr, odkud ozvěna přichází a časový rozdíl mezi ní a písknutím, poznávají netopýři, kde a jak daleko je překážka, a mohou se jí vyhnout. Je to takzvaná echolokace (z řeckého echo - ozvěna a latinského location umístění). Dalo se předpokládat, že se lidé pokusí vyvinout zařízení, jež by dokázalo tohoto principu využít. Stačilo jen získat zdroj zvuků o dostatečně vysokém tónu. Čím vyšší tón je (zvlášť pokud jde o ultrazvuk, tj. zvuk příliš vysoký, než aby ho lidské ucho zaslechlo), tím lépe lze rozeznat směr, kterým proniká a tím snáze se odráží zpět. V roce 1880 francouzský fyzik P. Curie a jeho bratr Paul-Jacques objevili metodu, jak tyto zvuky o vysokém tónu vytvářet. Na počátku dvacátého století byl jejich systém už dost dokonalý, aby jím bylo možno vytvářet zvukové vlny daleko v ultrazvukové oblasti. Během první světové války pak francouzský fyzik P. Langevin použil odrazu ultrazvukových vln k vyhledávání ponorek. (Ponorky jsou lehce zranitelná plavidla, která lze snadno vyřadit z boje - ovšem jen tehdy, když se ví, kde jsou. Nebezpečnými je činí hlavně to, že jsou skryté.) Předpokládejme, že povrchové plavidlo vysílá ultrazvukové vlny. Ty se sice odrážejí od mořského dna a třeba i od táhnoucích rybích hejn, ale také od ponorek - přičemž odraz ponorky lze celkem snadno rozeznat a tak zjistit směr i vzdálenost, kde se skrývá. První světová válka skončila dřív, než Langevin dovedl své zařízení k dokonalosti. V průběhu druhé světové války však už přístroje k echolokaci běžně pracovaly. Systém byl nazván anglicky sound navigation ranging, což zhruba znamená zvukové určování polohy a vzdálenosti. Protože se běžně používalo zkratkovitého pojmenování, mluví se od té doby jednoduše o systému sonar.
Spánek REM Spánek je pro člověka nezbytností a jeho nedostatek zabíjí dříve než nedostatek potravy. Ale proč vlastně spíme? Důvodem rozhodně nemůže být jen odpočinek, protože v takovém případě by klidně stačilo lehnout si do postele a zůstat vzhůru - což přece spánek nenahradí. A naopak spánek míváme často plný neklidu, kroutíme se a házíme sebou v
posteli, takže si odpočineme jen málo - a přece to svůj účel splní. Když někoho nutíme zůstat vzhůru, nejsou těžce postiženy žádné funkce jeho organismu, vyjma mozkových. Prodlužované bdění ovlivňuje koordinaci různých částí nervového systému, přichází nápor halucinací a dalších symptomů duševního rozrušení. Spánek tedy musí mozek nějak ovlivňovat a odpočinek za bdělého stavu tu nepomůže. A co sny? Někteří lidé si myslí, že sny mají nějakou fyzickou důležitost a o bezesném spánku se někdy mluví jen jako o částečném odpočinku. Bezesnost však většinou znamená nikoli to, že by člověk neměl sny, ale že si je prostě nepamatuje. Americký fyziolog W. Dement, který se v roce 1952 zabýval experimentováním se spánkem, si všiml, že jeho určité časové úseky jsou naplněny rychlými pohyby očí, které někdy trvaly celé minuty. Nazval tento stav spánkem s rychlými pohyby očí - anglicky rapid-eye-movement sleep. Časem se začalo po celém světě používat v odborné terminologii zkratky REM (česky spánek REM). V těchto časových úsecích, které z celkového času spánku zabírají zhruba jednu čtvrtinu, stoupá dýchání, srdeční tep i krevní tlak až na úroveň bdění. Když během nich Dement probudil spící, tvrdili mu, že je probudil uprostřed snu. A navíc, opakovalo-li se probouzení uprostřed těchto časových úseků pravidelně, začali účastníci experimentů trpět úzkostnými stavy a v příštích nocích se jim úseky spánku REM znásobovaly, jako by se organismus snažil nahradit ztracené snění. Není to tedy jen hluboký spánek, co mozek potřebuje, má-li se zotavit z únavy a námahy předchozího dne. Je to také spánek REM, v němž sny jakýmsi způsobem ovlivňují správné funkce našeho nervového systému.
Supratekutost Hélium je jednou z nejzajímavějších látek ve vesmíru: zcela netečný plyn, který nereaguje s žádnou jinou látkou, lehčí než všechny plyny vyjma vodík. V plynném stavu zůstává při teplotách nižších než všechny ostatní známé plyny a zkapalní až při teplotě 4,2 stupňů nad absolutní nulou (4,2 °K). Tekuté hélium je však ještě pozoruhodnější. Netuhne dokonce ani při nejnižších dosažených teplotách, jen několik tisícin stupně nad absolutní nulou - pokud ovšem není pod tlakem. Tekuté hélium také neobvykle dobře vede teplo. Schopnost vést teplo je u různých látek různá, např. kovy vedou teplo lépe než nekovy a měď je vede lépe než kterýkoli jiný známý kov. V roce 1935 však holandský fyzik W. H. Keesom a jeho sestra A. P. Keesomová zjistili, že při teplotách pod 2,2 °K vede tekuté hélium teplo rychlostí zvuku. Žádná z pozemských látek nevede teplo takovou rychlostí. Příčinu tohoto jevu odhalil sovětský fyzik P. L. Kapica. Tekuté hélium teče se zcela bezpříkladnou snadností a přenáší přitom teplo z jednoho místa na druhé přinejmenším dvěstěkrát rychleji, než je rychlost přenosu tepla v mědi. Všechny plyny a kapaliny mají schopnost téci (jsou proto souhrnně nazývány tekutiny), a míra tekutosti je omezena vzájemným třením molekul - viskozitou. Tekuté hélium však, jak-se zdá, takřka žádnou viskozitu nemá, je tedy nejen tekuté, ale dokonce supratekuté. Supratekutost také umožňuje kapalnému héliu pronikat otvory, které jsou příliš malé, než aby jimi pronikly plyny. Některé materiály tedy mohou být plynotěsné, při určitých teplotách však ne „héliotěsné". Vlastnosti hélia při teplotě nižší než 2,2 °K jsou tak pozoruhodné, že je nazýváno héliem II, aby bylo odlišeno od obyčejného hélia I o vyšší teplotě.
Supravodivost Elektrický proud prochází kovovým drátem, ne však sklem, sírou, gumou a mnoha a mnoha dalšími látkami. Kovy prostě vedou elektrický proud z jednoho místa na druhé, jsou elektrickými vodiči. Schopnost vést elektrický proud nazýváme vodivostí. Vodivost není nikdy dokonalá. Každý kov klade toku elektrického proudu určitý odpor.
Tento odpor, projevující se podobně jako tření, mění část proudu v teplo. Kdyby nebyl k dispozici zdroj neustále proud doplňující, téměř okamžitě by veškerý elektrický proud zanikl a všechna energie by se proměnila v teplo. To platí i o drátech ze stříbra, ačkoliv stříbro má ze všech běžných látek nejvyšší vodivost a tedy i nejnižší odpor. Odpor kovového vodiče vzniká tím, že kmitající atomy kovu překážejí průchodu proudu. Stoupá-li teplota, kmitají atomy mnohem intenzivněji a stoupá i odpor. Naopak, když teplota klesá, snižuje se i odpor. Během devatenáctého století se vědcům dařilo dosahovat stále nižších teplot. Holandský fyzik H. K. Onnes dokonce v roce 1908 dosáhl teploty jen o 4,2 °C vyšší než je absolutní nula (4,2 °K) a zkapalnil hélium, poslední látku, dosud odporující tomu, aby se stala kapalinou. Onnes použil tekutého hélia, aby mohl měřit elektrický odpor kovů při velmi nízkých teplotách. Předpokládal sice, že bude dost nízký, ale když začal zkoumat rtuť, zjistil k svému překvapení, že při teplotě 4,12 °K - tedy 4,12 stupňů nad absolutní nulou - klesl odpor na nulu. Této vlastnosti se říká supravodivost. Ukázalo se, že supravodivé jsou i jiné látky a v roce 1968 získali vědci slitinu tří kovů, která si supravodivost udržuje i při rekordně vysoké teplotě 21 °K, což je -252 °C.
Synchrotron Po roce 1930 začali fyzikové hledat cesty, jak urychlit protony, deuterony, alfa částice a později i těžší ionty a tak jim udělovat vyšší energie, aby jimi mohli ostřelovat a rozbíjet atomová jádra. Nejúspěšnější urychlovač zkonstruoval americký fyzik E. O. Lawrence v roce 1931: částice se v něm roztáčely v kruhu pod vlivem magnetického pole a proto bylo zařízení pojmenováno cyklotron. Čím větších a silnějších magnetů použijeme, tím větší energii můžeme udělovat. Přístroj však pracuje spolehlivě jen tehdy, když se hmota částic nemění. Pohybují-li se ovšem částice rychleji, jejich hmota odpovídající mírou vzrůstá (jejich chování předpověděl ve své speciální teorii relativity A. Einstein) a to snižuje výkon cyklotronu a omezuje energii, která jím může být udělována. V roce 1945 sovětský fyzik V. I. Veksler a americký fyzik E. M. McMillan vypracovali nezávisle na sobě metodu, jak měnit magnetické pole tak, aby odpovídalo nárůstu hmoty. Obě hodnoty tedy byly synchronizovány a výkonnost urychlovače zůstávala stále vysoká. Pozměněný cyklotron pro urychlování protonů byl nazván synchrocyklotron. Částice krouží v cyklotronu v rozšiřující se spirále a nakonec vystřelují mimo působnost magnetu. Jestliže je však udržíme pevně v kruhu, mohou obíhat víckrát, a tak dosahovat ještě vyšších energií. Anglický fyzik M. L. E. Oliphant vypracoval v roce 1947 návrh takového zařízení a o pět let později byl v Brookhavenské národní laboratoři na Long Islandu v USA zbudován první přístroj, využívající synchronizovaného růstu síly pole, ale už ne spirálového pohybu částic jako v cyklotronu. Zařízení bylo pojmenováno jednoduše synchrotron (v SSSR se používá termínu synchrofázotron).
Štěpení Do roku 1939 znali vědci pouze nukleární reakce, které byly součástí menších změn v atomovém jádru. Šlo buď o změnu v uspořádání částic nebo o ztrátu jedné, někdy až čtyř z nich. Jádro při takové změně ztrácelo nanejvýš kolem 1 - 1,5 % své hmoty. Časem fyzikové považovali tento typ reakce za dostatečně prozkoumaný a nic překvapivého už zde neočekávali. V roce 1934 však italský fyzik E. Fermi ostřeloval uran neutrony a získal výsledky, které nedávaly smysl. Pokusil se je vysvětlovat nejrůznějšími předpoklady, neměl však úspěch. A neměli jej ani ostatní, kteří pokus opakovali.
V roce 1938 pak němečtí fyzikové O. Hahn a E. Strassman s konečnou platností usoudili, že prostě musí věřit získaným výsledkům. Podle nich bylo do ostřelovaného uranu přimíseno baryum, i když je atom barya mnohem lehčí než atom uranu a oba vědci neuměli nijak vysvětlit, jak se tam ocitl. Ještě téhož roku rakouská fyzická L. Meitnerová, žijící v exilu v USA, nabídla vysvětlení: neutron zasáhl jádro atomu uranu a rozbil je ve dvě téměř shodné části; jednou z nich je baryum. Byla to neslýchané odvážná teorie a vzbudila proto hotovou senzaci. Fyzikové na celém světě a zejména v Americe se rychle dali do jejího ověřování. Brzy se ukázalo, že má Meitnerová pravdu, atom uranu se skutečně rozbíjel na dvě části! Nová jaderná reakce pak byla anglicky nazvána fission, z latinského findere - rozštípnout, štípat (český název pro reakci je štěpení, štěpná reakce). Jádro skutečně nebylo na dvě části rozděleno, nýbrž doslova rozštěpeno. Při štěpení vzniká několikanásobně více energie než při běžných jaderných reakcích. Kromě toho se během štěpení uvolňují neutrony, jež mohou vyvolat rozštěpení dalších atomů. Každé štěpení atomu tedy způsobuje další a další štěpení, která na sebe navazují jako články řetězu. Proto se také hovoří o řetězové reakci. Řetězová reakce je předstupněm toho typu jaderné reakce, která - byla-li jednou počata pokračuje vlastní silou. První takové samovolné štěpení jader atomů provedl E. Fermi.
Tantal V řecké mytologii byl Tantalos králem Lydie. Jednou velmi urazil bohy a byl proto odsouzen k těžkému trestu. Stál v Hádů po krk ve vodě a když ho žízeň dohnala k tomu, aby se sehnul a napil, voda zaklokotala a odtekla. Jen centimetry nad jeho hlavou se houpaly větve obtížené ovocem a když po nich z hladu sáhl, odklonily se z jeho dosahu. Jméno i příběh se zachovaly ve rčení „Tantalova muka". Jméno se však objevilo také v chemii jako jméno prvku. V roce 1802 objevil švédský chemik A. G. Eckeberg prvek, který později dostal číslo 73. Po řadu let se pak diskutovalo o tom, zda jde skutečně o nový a samostatný prvek - a je-li tomu tak, jak jej pojmenovat. V roce 1814 rozhodl švédský chemik J. J. Berzelius, který byl tehdy největší autoritou mezi chemiky, že jde skutečně o nový prvek a vyslovil se ve prospěch pojmenování tantalum čili tantal. Pojmenování zdůvodňoval neobyčejnou vlastností prvku: jako kov vzdoroval účinkům kyselin a dokonce i účinku lučavky královské! Jinými slovy - ačkoliv byl ponořen do kyseliny, nebyl jí ani v nejmenším porušen, stejně jako se nepodařilo Tantalovi vypít něco z vody, do které ho ponořili. Někteří lidé ovšem namítali, že tantal dostal své jméno proto, že Eckeberg podstoupil při jeho hledání „Tantalova muka". Není to správné zdůvodnění, existuje však řada jiných prvků, které by mohly svědčit o stejných potížích objevitelů. Tak třeba švédský chemik C. G. Mosander objevil prvek, který nazval lan-than, z řeckého lanthanein - skrývat se, protože jej velmi dlouho nemohli izolovat. Lanthan je první ze vzácných zemin a proto celá tato skupina prvků dostala pojmenování lanthanidy. Jiný z těchto prvků objevil v roce 1886 francouzský chemik Lecoq de Boisbaudran a pojmenoval jej dysprosium, z řeckého dysprositos - neproniknutelný.
Teflon Atomy uhlíku mají mimořádnou vlastnost - spojují se do dlouhých přímých i větvených řetězců a do složitých soustav kruhů. A takto spojené mohou vázat další atomy, zvláště vodíkové, které jsou ze všech nejmenší a neruší řetězovou nebo kruhovou strukturu uhlíkové kostry. Proto existují stovky uhlovodíků, přírodních i umělých, a mohou jich existovat další nespočetné milióny. Jediným prvkem, jehož atomy jsou dostatečně malé, aby podobným způsobem vodík
nahradily, je fluor. S fluorem se však zachází tak nesnadno, že tyto Huorouhlíky zůstávaly vlastně až do nedávné doby neznámé. Prvním a nejjednodušším příkladem byl fluorid uhličitý (CF4), složený z atomu uhlíku a čtyř atomů fluoru. Byl vyroben až roku 1926. Během druhé světové války se v souvislosti s rozvojem jaderného výzkumu začalo používat fluoridu uranového (hexafluoridu uranu) UF„. V následujících letech se chemikové pustili do intenzivního výzkumu fluorouhlíků. Atomy fluoru, jak se ukázalo, se jiných atomů drží tak pevně, že je od nich skoro nelze oddělit. Proto se fluorouhlíky neúčastní chemických reakcí a jsou mnohem netečnější než uhlovodíky. Dokonce k ostatním látkám nelnou ani ve fyzikálním smyslu. Jedním z fluorouhlíků je i tetrailuoretylen (CF, = CF2). Molekuly této látky lze přinutit, aby vytvořily dlouhý řetěz uhlíkových atomů, v němž se ke každému uhlíku vážou dva atomy fluoru. Přesné pojmenování řetězu by znělo polytetrafluoretylen (předpona póly pochází z řečtiny - mnoho). Chemikové, kteří látku připravili, ji však pojmenovali teflon, určitě nejen proto, že je to název kratší - je také prodejnější. Tenký povlak teflonu na vaší pánvi je odolný vůči teplu a jídlo se k němu nepřipeče. Pánve pokryté teflonem se také snadněji myjí a při smažení nevyžadují téměř žádný tuk. Kromě kuchyně má ovšem teflon řadu použití v technice jako hmota, odolávající silným kyselinám i zásadám, oxidaci i teplu.
Technecium Do roku 1925 byly objeveny téměř všechny prvky periodické tabulky. Chyběly pouze čtyři. Dvě z těchto čtyř „děr" v tabulce byly těžké radioaktivní prvky a předpokládalo se, že budou vzácné a těžko k nalezení. Další dva prvky chyběly v pozicích 43 a 61; byly obklopeny pevnými prvky a zdálo se, že by nemělo být příliš nesnadné je najít. Chemici se tedy soustředili na jejich hledání. Objevovala se řada zpráv, že byl zjištěn jeden či druhý. Například v roce 1925 ohlásili tři němečtí chemici objevení prvku 43. Pojmenovali jej masurium po Mazursku, oblasti ve východním Prusku (která po válce patří Polsku). Patnáct let pak zaznamenávala periodická tabulka pivku masurium - i když s otazníkem. Rok poté ohlásili chemici z americké univerzity v Illinois a z italské univerzity ve Florencii objevení prvku 61. První skupina jej označila jako illini-um, druhá jako florentin m, každá samozřejmě podle své mateřské univerzity. Kolem pojmenování se vyskytla řada půtek, později se ovšem ukázalo, že se kdekdo mýlil. Prvky 43 a 61 jsou radioaktivní a na Zemi v přirozené formě neexistují. Mohou však vzniknout jadernou reakcí, kterou lidstvo zná od roku 1919. V roce 1936 americký fyzik E. Lawrence ostřeloval prvek molybden částicemi radioaktivního záření a další zkoumání pak prokázalo, že se vytvořila malá množství prvku 43. Prvek byl pak příhodně pojmenován techneci-um, z řeckého technetos - umělý, protože byl z prvků připraven uměle jako první. V roce 1945 byl prvek 61 nalezen mezi zlomky z uranového štěpení americkými chemiky v Oak Ridge. Byl pojmenován promethium, podle řeckého poloboha Prométhea, který lidstvu přinesl z Olympu oheň.
Teorie her Hra v běžném slova smyslu je umělou činností, jejímž cílem je člověka pobavit. Vrozená lidská soutěživost ovšem způsobuje, že radost ze hry vzniká tehdy, když můžeme postavit proti sobě na jedné straně svou vlastní obratnost a štěstí proti štěstí a obratnosti soupere - a samozřejmě vyhrát. Podstatou hry může být pouhá náhoda (jako při házení mincí) nebo naopak absolutní schopnosti hráče (jako v šachu). Někdy se uplatňuje spojení obou, například v některých karetních hrách - pokru, mariáši, bridži. Ve většině sportů je zase nejdůležitější tělesná zdatnost. A dokonce ani takové hry, které hrajeme sami se sebou, jako třeba pasiáns, nejsou
bez protivníka. Je jím tu náhoda (náhodnost patří k povaze vesmíru), s níž padá karta. Hry se známými a vymezenými pravidly, které se hrají s přesně stanoveným počtem kamenů, ve vymezeném prostoru a určeném čase, je možno podrobit matematické analýze a vyhledat optimální strategii, tedy kroky zajišťující největší naději na výhru. Abychom dosáhli nejlepšího výsledku, musíme předpokládat, že rovněž protivník používá optimální strategie. (Je ovšem jinak obratný, má jiné schopnosti nebo se liší prostě jen tím, že je na tahu až po nás.) Co platí pro obyčejnou hru, je možné vztahovat i na vážné životní otázky. V tomto smyslu je například obchod hrou mezi konkurenčními výrobci a zákazníkem, nebo vědecký výzkum hrou mezi vědci a vesmírem. Matematik maďarského původu J. von Neumann aplikoval matematickou analýzu na vývoj schémat optimální strategie v těchto mnohem vážnějších hrách. Založil ji na základech odvozených od her tak jednoduchých, jako jsou hry s mincemi. Tak vznikla jemná matematická metoda nazývaná teorie her. Neumann společně s ekonomem O. Morgensternem napsali v roce 1944 knihu Teorie her a ekonomické chování a ta, spolu s vývojem počítačové techniky, pomohla teorii her získat po druhé světové válce široké použití.
Termodynamika Účinnost parního stroje, který byl vyvinut a v praxi použit v osmnáctém století, byla nevelká. Jen malá část paliva spotřebovaného na ohřátí vody a vytvoření páry se v něm přemění na užitečnou práci. A tak je pochopitelné, že zájem vědců o to, jak se teplo přenáší z jednoho místa na druhé a jak se mění v práci, vzrůstal. Na svět přišlo nové odvětví vědy termodynamika (pojmenování je odvozeno z řeckých slov - pohyb tepla). Vše, co je možno přeměnit v práci, bylo shrnuto pod pojem energie. Patří sem teplo, světlo, zvuk, pohyb atd. Ve čtyřicátých letech minulého století tři různí fyzikové - Angličan J. P. Joule a Němci J. R. von Mayer s H. L. F. von Helmholtzem došli k závěru, že když se všechny formy energie sečtou, je tento součet v každém uzavřeném systému neměnný: energii je sice možno měnit z jednoho druhu na jiný, není ji však možno tvořit z ničeho nebo zcela zničit. Tento fakt nazýváme zákonem o zachování energie, jemuž se také někdy říká první věta termodynamická, a je to možná nejzákladnější ze zákonů, jejichž platnost v celém vesmíru zatím vědci objevili. Neexistuje případ, který by byl z tohoto zákona výjimkou. Určité pochyby se ovšem jednou projevily. Kolem roku 1890 byla objevena radioaktivita a záhy po tomto objevu se zdálo, že velká množství energie se vytvářejí v nitru atomů z ničeho. V roce 1905 však A. Einstein prokázal, že látka je svým způsobem ekvivalentní energii a že velká množství energie vyzařovaná radioaktivitou jsou vyrovnávána nepatrným úbytkem hmotnosti.
Termonukleární reakce První praktické využití energie získané z nukleární reakce je spojeno se štěpením velkého atomového jádra. Vědci však uvažovali také o možnosti získávat energii spojováním malých atomových jader, dokonce dlouho před tím, než pomýšleli na rozbíjení velkých. Věděli například, že spojení čtyř vodíkových jader v jedno jádro hélia by uvolnilo obrovské množství energie. Tento proces je nazýván jaderná fúze (spojování, splynutí), z latinského fundere - tavit se. Potíž při dosahování jaderné fúze byla v tom, že se „do cesty pletly" elektrony z vodíkových atomů. Vodíková jádra prostě nebylo možné přinutit, aby se k sobě přiblížila a mohlo dojít k splynutí. Pak přišla na svět atomová puma. Vytvářela teplotu kolem sta miliónů stupňů a to bylo za určitých okolností dost, aby to „odlouplo" elektrony a srazilo vodíková jádra natolik, že se
spojila. Výsledkem byl mnohem silnější výbuch. Nový typ zbraně byl „atomovou pumou" stejně jako stará bomba - či spíše stejně málo, protože v podstatě jsou obě jadernými bombami. Abychom je však rozlišili, byla nová bomba, která spojuje vodíkové atomy, nazvána vodíkovou bombou či H-bombou. Nejlogičtější je ovšem dělení, které nazývá vodíkovou bombu termonukleární bombou a „obyčejnou" atomovou bombu označuje jako nukleární bombu. Běžné jaderné reakce, včetně štěpení, jsou v laboratoři vyvolávány bombardováním atomových jader různými částicemi, jako jsou protony, neutrony, alfa částice atd. Slučování vodíku (či obecně řečeno jaderná fúze) je však vyvoláváno pouhým teplem. Řecky se teplo řekne thermé, je tedy jaderné splývání termonukleární reakcí. Proto se také říká termonukleární (či termojaderné) zbraně.
Terpen Na pobřeží Středozemního moře roste malý strom, který Řekové nazývali terebinthinos. Když z tohoto stromu odřízneme kůru, vyřine se z něj žlutá lepkavá kapalina, která tuhne chvíli poté, co je vystavena vlivu vzduchu. Látce se říká terpentýn, což je více méně zkomolené slovo „terebinthinos". Dnes se této pryskyřici říká chijský terpentýn, protože původně se sbírala na ostrově Chios v Egejském moři. Mnohem důležitějšími zdroji terpen-týnu jsou však nyní některé druhy jehličnatých stromů, zejména borovic a jedlí. Zahříváme-li surový terpentýn s vařící vodou, část jej těká s vodní parou. Jestliže tuto část zachytíme a ochladíme, získáme čistý terpentýn ve formě olejovité kapaliny; to, co zbývá, je žlutohnědá křehká látka nazývaná kalafuna. Terpentýn se skládá z množství organických látek. Každá z jejich molekul obsahuje deset atomů uhlíku uspořádaných takovým způsobem, že mohou být rozděleny do dvou pětiuhlíkových částí, které sestávají ze čtyř atomů v řadě a pátého atomu připojeného ke druhému uhlíku. Takové desetiuhlíkové sloučeniny se nazývají terpeny. Pětiuhlíková jednotka, z níž je vlastně terpen zbudován, byla nazvána izop-ren, a to v roce 1860 chemikem C. G. Williamsem. Předpony izo- se často užívá při označování uhlíkových řetězců, které mají ke druhému atomu ve své řadě připojen uhlíkový atom, kmen -přen nemá sám o sobě žádný význam.
Thiofen Benzen získáváme obvykle z nafty nebo z kamenouhelného dehtu. Pokud však při tomto postupu nepodnikneme zvláštní opatření, vzniknou spolu s benzenem i malá množství dalších látek. Benzenová molekula je totiž tvořena šesti uhlíkovými atomy v kruhu, zatímco molekula nejdůležitější příměsi benzenu je vytvořena kruhem čtyř uhlíkových atomů a jedním atomem síry. Atom síry zde zjevně zabírá prostor dvou atomů uhlíku, takže molekuly benzenu i jeho příměsi jsou si podobné a někdy i podobně reagují. Chceme-li například izolovat jednu, izolujeme přitom i druhou. Chemici o tom dlouho nevěděli. Pro testování přítomnosti benzenu v kapalině přidávali trochu koncentrované kyseliny sírové a krystal látky nazývané isatin. Vznikla nádherná modrá barva, která se neobjevila, pokud nebyl v kapalině přítomen benzen - mínili tehdy odborníci. Jediné co netušili bylo, že příčinou zbarvení není benzen, ale jeho příměsi. Také německý chemik D. Meyer byl zvyklý předvádět barevnou reakci svým studentům. Jednoho dne roku 1883 mu jeho asistent dodal benzen připravený novou cestou - z chemicky čisté kyseliny benzoové. V novém vzorku byl ovšem pouze benzen bez příměsí. Přirozeně, že se test nepovedl. Snadno si představíme důstojného profesora, který zmateně zírá na zkumavku a beznadějně jí potřásá, zatímco celá posluchárna marně přemáhá smích! Meyer to ovšem nenechal jen tak. Rozebíral zvláštní příhodu a neustal, dokud nezjistil viníka - příměs benzenu i její stavbu.
Dvojče benzenu bylo pojmenováno thiofen. Prvá část slova - thio - označuje v chemických názvech přítomnost síry a pochází z řeckého theion - síra, z ímco fen má původ ve feno, jednom ze starých pojmenování benzenu. Thiofen tedy znamená „sírobenzen" - a to je přiléhavé jméno.
Tiros První umělé družice Země především dokazovaly, že je vůbec možné vzlétnout do vesmíru. Po nich následovaly družice, které nesly přístroje zkonstruované ke zkoumání svrchní atmosféry a vesmíru těsně za jejími hranicemi. Nedlouho poté začali lidé používat družic i ke zkoumání Země samotné. Protože žijeme přímo na zemském povrchu, můžeme zahlédnout jen jeho malou část, dokonce i tehdy, když se dostaneme tak vysoko, jak je to jen pomocí balónu či letadla možné. Abychom například pochopili systém proudění vzduchu jako celek, museli bychom provést měření v mnoha stanovených časech a na mnoha stanovištích a uvést výsledky do vzájemného souladu. Taková měření se dosud soustavně provádějí jen v některých částech světa a nad velkými prostorami moří i pevnin zřídkakdy nebo vůbec ne. Právě to je jednou z obtíží při dlouhodobém předpovídání počasí. Ale co kdyby kolem Země kroužila družice a neustále fotografovala pokrývku z mraků? Její informace bychom mohli mít po ruce během několika minut a přitom by šlo o údaje, které nelze získat žádnou jinou cestou. Taková družice byla vypuštěna na oběžnou dráhu 1. dubna 1960 a byla vybavena dvěma televizními kamerami a zařízením pro záznam snímků a jejich vyslání na Zemi na povel. Družice vypuštěná v USA byla nazvána Television and Infrared Observation Satelite I - česky první družice pro televizní a infračervené snímkování. Začala pak být označována zkratkou TIROS I. TIROS I byl velice úspěšný. Stejně tomu bylo i s dalšími družicemi tohoto typu; získaly a vyslaly na Zemi tisíce snímků oblak. Lidé tak mohli zpozorovat hurikány už v okamžiku, kdy sotva vznikaly a sledovat je pak po celou dobu trvání. Začínali rozumět rozsáhlým změnám pokrývky mraků během ročních dob. Zkrátka ukázalo se jasně, že program vysílání družic do vesmíru není v žádném případě jen okázalou akcí, ale především důležitou a praktickou záležitostí rozvoje naší planety.
Transdukce V první třetině dvacátého století začali někteří biochemici usilovně zkoumat chromozómy v buněčných jádrech. Jiní biochemici se neméně náruživě zabývali objekty mnohem menšími než jsou buňky - viry, které jsou velké zhruba asi jako chromozómy. Zdálo se, že viry nerostou a nemnozí se normálním způsobem; jak se však dostanou do nitra buňky, začínají se množit velmi zdatně. Pak vědci zjistili, že chromozómy i viry obsahují jako klíčovou složku nuk-leovou kyselinu a začali uvažovat o tom, zda tedy viry nejsou jakýmisi samostatnými chromozómy. Chromozóm je tvořen řetězcem genů, které jsou schopny řídit tvorbu určitých bílkovinových molekul a využívají k tomu složitého chemického mechanismu buňky. Dostane-li se do buňky virus, ovládne ji tím, že využije mechanismu buňky k vytvoření bílkovin nezbytných pro své vlastní účely. Je to jakýsi druh vnitrobuněčného parazitismu. Viry mohou být na mechanismus buňky napojeny tak těsně, že se do jisté míry stanou její stálou součástí. Jeden či víc virových genů se může proto nastálo spojit s geny v chromozómu buňky, dělit se, když se dělí zbytek chromozómů a přecházet do dceřinných buněk. Tím se často vysvětluje schopnost některých virů působit na hostitelův organismus trvale, i když k samotné nákaze došlo jen jedinkrát. Jestliže se virus připojí k chromozómu a vytvoří stálou změnu v charakteristice buňky takovou, která se přenáší z generaci na generaci - hovoříme o transdukci (z latiny - vést napříč). Možná, že jednou budou biochemici umět použít virů k tomu, aby umístili do
buněčného jádra gen, který mu chybí. To je jedna z možných technik, které se patrně budou používat ke změně a modifikaci mechanismu dědičnosti u lidí - čili ke genetickému inženýrství budoucnosti.
Transurany Německý chemik M. H. Klaproth objevil v roce 1789 nový prvek, který pojmenoval podle planety Uran, známé tehdy jen osm let. V průběhu první poloviny devatenáctého století byly určeny relativní hmotnosti (atomové váhy) různých prvků včetně uranu. Zjistilo se, že právě uran má ze všech prvků nejhmotnější atomy a toto prvenství si udržel i v následujících desetiletích, kdy byla objevena celá řada dalších prvků. Atomová váha uranu (238) dominovala prakticky až do roku 1940. Když anglický fyzik H. G. - J. Moseley vypracoval metodu určování elektrického náboje v atomovém jádře (tzv. atomové číslo), ukázalo se, že nejvyšší je má opět uran (92). Takže před polovinou dvacátého století si byli vědci zcela jisti, že atomy uranu jsou nejsložitější, které se na Zemi vyskytují přirozeně. Jestliže kdy na Zemi byly ještě složitější atomy, byly asi natolik radioaktivní, že se rozpadly dávno před objevením člověka. (Uran je rovněž radioaktivní, ale rozpadá se velmi pomalu.) Nebylo by však možné vytvořit tyto složité atomy v laboratoři? V roce 1934 ostřeloval italský fyzik E. Fermi atomy uranu neutrony a předpokládal, že získá prvek s atomovým číslem 93. Na krátký čas se dokonce domníval, že uspěl a nazval svůj nový prvek uran X. Ve skutečnosti však způsobil jen to, že se atom uranu rozpadl (došlo k uranovému štěpení). Na nějakou dobu to všechny badatele dokonce popletlo. Když se pak Fermi věnoval zkoumání uranového štěpení, pokračovali v pokusech získat prvek 93 dva američtí fyzikové E. M. McMillan a R. H. Abelson. V roce 1940 se jim to podařilo a pojmenovali jej neptunium podle Neptuna, planety za Uranem. Neptunium je první z transuranů, jak nazýváme prvky s vyšším atomovým číslem než má uran. Od té doby jich bylo v laboratořích připraveno dalších třináct, takže dnes pokračují až k číslu 105.
Tranzistor Dobrá funkce elektronických přístrojů je podmíněna přesným a citlivým ovládáním elektrických proudů, které je třeba zapínat, vypínat, zesilovat i měnit během nepatrných zlomků sekundy. Prvním přístrojem, který to umožňoval, byla vzduchoprázdna skleněná baňka s elektrodami, které se říká elektronová lampa nebo jednoduše elektronka. Uvnitř této baňky je žhavé vlákno, které vysílá do vzduchoprázdného prostoru mezi elektrodami proud elektronů. Lehké elektrony lze poměrně rychle a snadno ovládat. Zároveň však mají určité nevýhody - jsou příliš rozměrné a křehké a trvá jim jistou dobu, než se zahřejí, takže jejich uvedení do chodu je pomalé. K obratu došlo ve čtyřicátých letech našeho století, kdy americký fyzik W. Shockley se svými spolupracovníky začal zkoumat vlastnosti polovodičů a možnosti jejich využití. Polovodiče se vyskytují ve dvou obměnách - v jednom případě vedou elektrický proud elektrony (říkáme jim polovodiče typu n), ve druhém je při vedení proudu přenášen kladný náboj, tzv. díra či vakance (těm se říká polovodiče typu p). V roce 1948 Shockley zjistil, že obě možnosti lze spojit tak, aby bylo možno procházející proud ovládat stejně snadno a pohodlně, jako proud elektronů ve vzduchoprázdnu. Proud elektronů v polovodiči ovšem nepostupuje prostředím téměř bez odporu, jako je tomu ve vzduchoprázdnu, ale musí určitý odpor překonat. J. R. Pierce, který pracoval pro stejnou firmu jako skupina Shockleyova, navrhl, aby nové zařízení k ovládání toku elektronů ve svém názvu neslo právě tento fakt „přenášení proti odporu". Anglicky se to lapidárně vyjádří slovy transfer across resistor. Novému elektronickému zařízení se
začalo říkat tranzistor. Tranzistory začaly záhy nahrazovat elektronky. Umožnilo to vyrábět radiopřijímače i ostatní elektronické přístroje nejen podstatně menší, ale především odolnější. Navíc nové přístroje, vybavené tranzistory, začínají pracovat okamžitě po zapojení - není totiž nutné zahřívat žádné vlákno. Tranzistory však nenahradily elektronky jen v radiopřijímačích a vysílačkách. Jsou jimi osazeny také počítače, které díky tomu nesmírně snížily své rozměry.
Tvorba párů Podle speciální teorie relativity vypracované A. Einsteinem jsou hmotnost a energie jen různými formami téže podstaty a jedna může být přeměněna v druhou. Hmotnost je ovšem neobyčejně koncentrovanou formou a její nepatrný kousek je možné přeměnit v obrovské množství energie, jako je tomu např. v atomové pumě. Obrácený pochod - přeměna energie v hmotnost - vyžaduje soustředění velkého množství energie do nepatrného prostoru. I pak je výsledkem pouze nepatrná částečka hmoty. Navíc lze hmotnost z energie vytvořit jen tehdy, jsou-li zachovány její některé vlastnosti. Například nelze jen tak z ničeho stvořit elektrický náboj. Chceme-li vytvořit z energie elektron s jeho záporným elektrickým nábojem, musíme vytvořit také druhou částici s odpovídajícím kladným nábojem. Kladný a záporný náboj však jsou dohromady nulové a o vytvoření nějakého elektrického náboje tedy nelze mluvit. Za určitých podmínek je možné přeměnit vysoce energetický foton z paprsků gama na dvojici elektron -pozitron. Je to tzv. tvorba párů, poprvé pozorována v roce 1933 britským fyzikem P. M. S. B. Blackettem. Tvorba párů je nejjasnějším praktickým příkladem přeměny energie v hmotnost. Pozitron pod vlivem magnetického pole uhýbá jedním směrem, elektron opačným. Jakmile se pozitron setká s nějakým elektronem (a náš vesmír je jich plný), spojí se s ním a hmota obou částic se opět mění v energii. Nazýváme to vzájemnou anihilací. Občas elektron s pozitronem při svém bleskovém setkání kolem sebe zakrouží (trvá to méně než milióntinu sekundy); teprve potom dochází k anihilaci. Tomuto spojení kroužících částic se říká pozitronium.
Ultracentrifuga Většina bílkovinových molekul má zhruba tisíckrát až miliónkrát větší hmotu než atom vodíku. Běžné metody určování molekulové váhy ovšem v takových rozměrech dost často selhávají. Navíc jsou molekuly bílkovin tak velké, že ani neustálý pohyb vodních molekul, které je v roztocích obklopují, je nedokáže udržet v rovnoměrných vzdálenostech. Vlivem přitažlivosti Země pak velké molekuly bílkovin z roztoku vypadávají a usazují se - tím rychleji, čím jsou větší. A právě z rychlosti jejich usazování lze určit jejich molekulovou váhu. Látky, které se z roztoku usadí, nazýváme sediment (z latiny - usazování). Míra usazování bílkovin je proto nazývána rychlostí sedimentace. Aby se však bílkoviny mohly usazovat měřitelnou rychlostí, musela by přitažlivost působit větší silou, než působí. Splnit tuto podmínku je sice nemožné, můžeme však gravitaci určitým způsobem napodobit - a působit při tom většími silami. Otáčíme-li rychle nějakou nádobou, je její obsah vytlačován od středu otáčení. Způsobuje to odstředivá síla a přístroji, který ji vyvolává se říká odstředivka. (Někdy se v odborné literatuře setkáváme s latinskými názvy centrifugální efekt a centrifuga.) V roce 1923 vyvinul švédský chemik T. Svedberg ultracentrifugu (nad-odstředivku), která se otáčí tak rychle, že její odstředivá síla přinutí i velké bílkovinové molekuly, aby se pohybovaly k okrajům vodního roztoku. Tak určíme rychlost sedimentace a s její pomocí i
molekulovou váhu bílkovin. Dnes existují ultracentrifugy, které se otáčejí rychlostí 75 000 otáček za minutu. Vytvářejí odstředivou sílu 400 000 krát silnější, než je přitažlivost Země.
Umělý déšť Oblaka jsou vlastně nahromaděné vodní kapičky a drobné ledové krystaly. Někdy se tyto kapičky a krystaly spojují do shluků dost velkých, aby spadly jako déšť nebo sníh. Příliš malé částečky však nepřekonají odpor vzduchu, zůstanou v mracích a vodní srážky se nedostaví. Je-li velké sucho a objeví se takové mraky, které svůj náklad vláhy neshodí, vzbuzuje to v lidech všelijaké pocity. Snad proto začali uvažovat, jak těmto mrakům k dešti pomoci. Jedním ze způsobů, jak povzbudit tvoření dostatečně velkých shluků kapiček, je poskytnout mrakům nějaký druh zárodků, kolem nichž by se mohly vytvořit větší kapky. Takovými zárodky mohou být drobné částečky prachu nebo krystaly různých chemikálií či elektricky nabité Částice. Ve čtyřicátých letech našeho století zahájil americký fyzik V. J. Schaefer pokusy s vodní parou, kterou uzavíral do nádrže, udržoval na nízké teplotě a snažil se tak ve své laboratoři vytvořit stejné podmínky, jako jsou v oblacích. V červnu 1946, když přišla nečekaně vedra, nemohl udržet v laboratoři dost nízkou teplotu a přidal tedy do nádrže trochu pevného kysličníku uhličitého (suchý led), aby snížil teplotu. Vodní pára se v okamžiku srazila do velkých ledových krystalů a v nádrži se rozpoutala sněhová bouře v malém. Co kdyby se týž experiment dal uskutečnit ve velkém měřítku? Dne 13. listopadu 1946 vylétl Schaefer v letadle nad úroveň mraků a jeden z nich posypal třemi kilogramy suchého ledu. Spustil tak první umělý déšť, který kdy člověk v historii vyvolal. Každá částečka suchého ledu tu byla vlastně jakýmsi zárodkem, kolem něhož se vytvářel shluk kapek. To, co Schaefer udělal, bylo pak nazváno očkováním mraků. Schaeferův spolupracovník B. Vonnegut použil zanedlouho ke stejnému účelu drobounké krystaly jodidu stříbrného. Tyto zárodky byly ještě účinnější než suchý led a navíc je bylo možno vystřelovat do mraků přímo ze země. Od počátku padesátých let se očkování mraků používalo poměrně často při pokusech přerušit sucho nebo zlikvidovat ničivé cyklony, dokud se ještě nedostanou do nebezpečného stádia.
Úniková rychlost Vyhodíme-li nějaký předmět do vzduchu, gravitační síla ho zpomaluje, až ho nakonec zastaví. Pak začne předmět padat k Zemi. Když vyhodíme předmět větší silou, pohybuje se vzhůru rychleji a gravitace jej zastavuje déle. Předmět - než začne padat - vyletí výš. Čím větší silou ho vymrštíme, tím vyššího bodu dosáhne. Působení přitažlivosti ovšem slábne tak, jak se předmět pohybuje dál a dál od středu Země. Předmět vymrštěný vzhůru takovou silou, že dosáhne výšky mnoha kilometrů, se v horních fázích letu setká s velmi zeslabeným gravitačním účinkem. Jeho zpomalování je v těchto výškách mnohem povlovnější a předmět pak dosahuje větší výšky, než by se dalo prostou úvahou předpokládat. Představme si, že dokážeme vymrštit nějaké těleso vzhůru takovou silou, že během doby, v níž ztratí polovinu své rychlosti, se dostane do prostoru, kde je zemská přitažlivost jen poloviční oproti povrchu Země. V okamžiku, kdy se rychlost sníží na čtvrtinu, je na čtvrtinu snížena i přitažlivost Země. Za těchto podmínek by se dané těleso pohybovalo stále výš, stále pomaleji, ale slábnoucí přitažlivost by jej nikdy nemohla zcela zastavit. Těleso by se nikdy nevrátilo na Zemi, ale uniklo by do vesmíru. Nejmenší počáteční rychlost, s níž je takovou představu možné uskutečnit, je nazývána únikovou rychlostí. Na Zemi je to 11,2 km/s. Na hmotnějších planetách, jako je třeba Jupiter, je úniková rychlost vyšší a na méně hmotných planetách, jako je Merkur, zase nižší. Únikové rychlosti, kterou
definoval v osmdesátých letech sedmnáctého století I. Newton, bylo poprvé dosaženo v roce 1959, kdy Sovětský svaz vypustil první umělé těleso do vesmíru tak rychle, že podél Měsíce zmizelo hluboko ve vesmíru.
Uran V roce 1781 britský astronom německého původu W. Herschel objevil novou planetu a způsobil tak ve vědeckém světě neobyčejnou senzaci. Byl to první zaznamenaný objev planety v historii. Abychom byli přesní - od objevu dalekohledu v prvých letech 17. století byly objeveny čtyři měsíce Jupiterovy a čtyři oběžnice Saturna; nový Herschelův objev byl však skutečnou planetou obíhající Slunce ve vzdálenosti dvakrát větší než dosud nejvzdálenější známá planeta Saturn. Nová planeta, v pořadí sedmá, byla pojmenována po řeckém bohu oblohy Uranoví, který byl podle řecké mytologie otcem Krona (podle římského pojmenování Saturna, šesté planety) a dědem Dia (podle Římanů Jupitera, páté planety). V roce 1789 pak německý chemik M. H. Klaproth pracoval s těžkou černou rudou nazývanou smolinec. Prokázal v ní stopy nového, dosud neznámého kovu. Staromódním zvykem středověkých alchymistů bylo nazývat kovy jmény nebeských těles - zlato Sluncem, stříbro Měsícem, měď Venuší, železo Marsem atd. Teď se vyskytl nový kov a nová planeta a Klaproth tedy pojmenoval kov podle planety - uranium. O jedno a půl století později zazněla ozvěna tohoto příběhu. V roce 1940 američtí vědci z Kalifornské univerzity vytvořili pomocí nukleární reakce dva nové prvky. Předtím byl uran s atomovým číslem 92 nejsložitějším známým prvkem, dva nové prvky s atomovými čísly 93 a 94 však byly ještě složitější. Byly tedy pojmenovány názvy planet obíhajících až za Uranem (a objevených až po Herschelovi). Prvek 93 byl nazván neptunium po planetě Neptun (osmá planeta a římský bůh moře) a prvek 94 dostal jméno plutonium, podle Pluta (devátá planeta a řecký bůh podsvětí).
Van Allenovy pásy Dne 4. října 1957 počal vypuštěním sovětského Sputniku I, první umělé družice Země, kosmický věk lidstva. A necelého čtvrt roku poté následoval Explorer I, vypuštěný Spojenými státy. Samozřejmě, že jediným účelem družic nebylo pouze vyletět na oběžnou dráhu a prokázat sílu raketových motorů. Obě družice nesly přístroje určené k řadě měření, např. k počítání částic kosmického záření i dalších energií nabitých částic v oblastech, jimiž družice prolétaly. Jak americká družice Explorer I stoupala výš a výš, zaznamenávala také stoupající počet nabitých částic - ale pak náhle zmlkla a už se neozvala. V březnu 1958 byl tedy vypuštěn Explorer III s mnohem odolnějším počítačem - i ten však stihl stejný osud. Amerického fyzika J. A. Van Allena, který měl tuto část výzkumu na starosti, napadlo, v čem je asi potíž: ne v tom, že by se od určité hranice přestaly nabité částice vyskytovat, ale že jich tam je naopak příliš mnoho. Počítače částic se zřejmě zahltily a nemohly pracovat. Když byl 26. července 1958 vypuštěn Explorer IV, nesl počítač s olověným krytem, jímž procházel jen malý podíl částic (asi jako když si člověk chrání oči černými brýlemi proti slunci). Výsledky byly nezvratné: množství částic o vysoké energii bylo značné, mnohem větší, než si kdo představoval. Částice o vysokých energiích zjevně pocházejí především ze Slunce a jsou zachycovány magnetickým polem Země, takže tvoří vně atmosféry široký pás kolem zeměkoule. (Kdyby dopadaly na povrch Země, zničily by veškerý život.) Při bližším zkoumání se ukázalo, že jde o dva nebo tři pásy obklopující Zemi. Byly nazvány Van Allenovy pásy. Později se této oblasti začalo říkat magnetosféra, především proto, aby se pojmenování přiřadilo k názvům ostatních obalů Země.
Veněra Měsíc je nám ze všech větších nebeských těles nejblíž; je vzdálen necelých 400 000 kilometrů. Je proto samozřejmé, že výpravy člověka do vesmíru směřovaly především k němu. V červenci roku 1969 se konečně lidem podařilo na Měsíci přistát a od té doby tam podnikli ještě několik úspěšných výprav. Dalšími Zemi nejbližšími tělesy jsou planety Venuše a Mars. Venuše se může Zemi přiblížit až na asi 40 miliónů kilometrů, Mars přibližně na 57 miliónů kilometrů. Mars se zdá být z obou planet méně nehostinný, takže asi bude cílem dalšího vesmírného letu s lidskou posádkou. K oběma planetám však už byla vyslána řada automatických meziplanetárních stanic. Sovětští vědci byli nespokojeni s tím, že tyto sondy vždy pouze prolétly v těsné blízkosti Venuše. Zkonstruovali proto nový typ meziplanetární stanice, která je schopna měkce přistát na povrchu planety a přenášet pak na Zemi informace. Meziplanetární stanice postavené pro tento účel byly všechny pojmenovány podle ruského jména planety Veněra (latinské jméno bohyně lásky a planety je Venus, druhý pád VeneHs - odtud ruské Veněra). Hned první sondy očíslované Veněra IV, V a VI byly dostatečně přesně zaměřeny a prolétly atmosférou planety. Pouzdro s přístroji začalo na padácích klesat k povrchu, atmosférické podmínky Venuše však jsou tak neobvyklé, že způsobily havárii přístrojů a ty se odmlčely dříve, než sestoupily do výšky dvaceti kilometrů nad povrch planety. Dne 15. prosince 1970 uspěla konečně Veněra VII úplně - měkce přistála na Venuši. Bylo to první přistání člověkem vyslaného vesmírného tělesa jinde než na Měsíci. Údaje zjištěné Veněrou VII ukázaly, že teplota na povrchu Venuše v místě přistání stanice je 474°C, tedy o sto stupňů vyšší, než vyžaduje olovo k tomu, aby se roztavilo. Atmosférický tlak je kolem 9 atmosfér, asi devětkrát větší než na Zemi. A protože atmosféra Venuše je složena téměř bezezbytku z kysličníku uhličitého zdá se, že jde o zcela nehostinhou planetu. O pět let později, v říjnu 1975, měkce přistály na Venuši další dvě stanice - Veněra VIII a IX, které dokonce vyslaly panoramatické snímky povrchu planety. Fotografie přinesly vědcům velké překvapení. Povrch planety netvoří, jak se domnívali, pouze písčité masy, ale také balvanová pole - a jak se zdálo podle hran balvanů, nepříliš stará. Předpokladům se vymykaly i světelné podmínky - byly neobyčejně dobré, atmosféra jako by byla čirá a hustými mraky, které obklopují Venuši, zřejmě proniká mnohem víc světla, než jsme si představovali. Jak se zdá, přichystá nám tato nejbližší planeta ještě dost překvapení.
Vodík Britský chemik H. Cavendish byl v roce 1766 první, kdo systematicky zkoumal plyn získaný tak, že na železné piliny se nechala působit kyselina. Protože plyn se vždy po zahřátí vzňal, nazval jej Cavendish „hořlavým vzduchem z kovů". Pro staré chemiky bylo však mnohem pozoruhodnější to, že plyn za sebou po shoření nechával tekutou látku. Brzy se prokázalo, že je to čistá voda. Chemici samozřejmě nikdy nezapomněli, že po mnoho staletí převládala představa starých Řeků, podle níž byla veškerá hmota vytvořena z rozdílných poměrů čtyř základních prvků - ohně, vzduchu, vody a země. Ačkoliv tato představa byla už překonaná, síla této tradice zůstávala i kolem roku 1750. A náhle zde byl případ, kdy „vzduch" reagoval po zahřátí s obyčejným vzduchem, stal se ohněm a přeměnil se ve vodu. Z jednoho „prvku" se tak prostřednictvím druhého stal třetím „prvkem". Francouzský chemik A.-L. Lavoisier o pár let později tuto zdánlivě úžasnou vlastnost „hořlavého vzduchu" ještě zdůraznil, když mu dal pojmenování připomínající transmutaci přeměnu. Nazval jej totiž hydrogen, z řeckého hydor - voda a genes - vytvořený. Hydrogen je tedy něco, z čeho je tvořena voda. Některé národy, které nečerpaly vědecké výrazy z řečtiny a latiny tolik jako Francouzi či Angličané, pojmenovávaly nový „vzduch" přímo výrazy svých jazyků. Tak Češi a Slováci
jej nazývají vodík, Němci Wasserstoff. I tato jména jsou důkazem toho, jaký význam byl přisuzován podivné přeměně. Dnes ovšem získal vodík novou důležitost díky jiné přeměně, jíž může procházet - přeměně v hélium. Tato přeměna vydává zatím pouze ničivou sílu jako vodíková bomba, v budoucnu však bude jistě zdrojem nekonečného množství energie využívané pro mírové účely.
Volt Názvy jednotek elektřiny jsou jakousi síní slávy průkopníků na poli výzkumu elektřiny. V roce 1800 například italský vědec A. Volta získal elektřinu tím, že na sebe naskládal kotouče stříbra a zinku střídavě s papíry nasáklými slanou vodou. Byl to tzv. Voltův sloup (neboli „baterie elektrických článků" a tedy jednoduše baterie). Elektromotorická síla narůstala s počtem článků v baterii a je na Voltovu počest měřena ve voltech. Intezita elektrického proudu (je to množství elektřiny pobyhující se příčným průřezem vodiče každou sekundu) se vyjadřuje v ampérech, a to na počest A. M. Ampéra, francouzského fyzika, který od roku 1820 zkoumal vztahy elektřiny a magnetismu. Množství elektrického náboje (případně proudu pohybujícího se vodičem za časové údobí) se měří v coulombech. Název jednotky navždy připomíná francouzského fyzika Ch. A. Coulomba, který od roku 1785 zkoumal způsob, jímž se elektrické náboje vzájemně přitahují a odpuzují. V roce 1827 se ucházel o doktorát německý fyzik G. S. Ohm stručným pojednáním, v němž odvodil Ohmův zákon. Tento zákon říká, že probíhá-li vodičem elektrický proud, elektrické napětí dělené intenzitou elektrického proudu dává veličinu, která vyjadřuje odpor vodiče. Ve své době nezanechalo pojednání žádný dojem, Ohm doktorát nedostal a s pocitem trpkosti se vzdal své profesury v Kolíně nad Rýnem. Dnes je však jednotka elektrického odporu nazývána na jeho počest ohm. A co víc - jednotka elektrické vodivosti kteréhokoliv vodiče bývala označována v mho, což je pouze ohm napsaný pozpátku. V současné době však bylo rozhodnuto měřit vodivost v siemensech, a to na počest německého elektrotechnika a vynálezce W. von Siemense.
Vulkanizace Když Kryštof Kolumbus přistál u břehů Ameriky, našel domorodce se skákajícími míči z jakési pružné látky. Nic podobného nebylo v Evropě známé. Domorodci získávali hmotu na míče z mléčné kapaliny, která vytékala z určitých stromů, jestliže byla naříznuta jejich kůra. Látku nazývali kahuču, což v jejich jazyce znamenalo „plačící dřevo". Francouzi později nazývali pružnou látku caoutchouc, Španělé cauch - tedy podle původního indiánského názvu. Také v češtině říkáme kaučuk; druhý termín guma je arabského původu. Angličané byli méně romantičtí. Jejich chemik J. Priestley si totiž všiml, že látka dokáže otírat stopy po tužce (anglicky to rub) a nazval ji tedy rubber otírač. Název se ujal. Při využití kaučuku se objevovala jedna potíž: za chladného počasí se stával tuhým a křehkým, za tepla byl měkký a lepkavý. Jedním z těch, kteří chtěli tento nedostatek napravit, byl Američan Ch. Goodyear. Povedlo se mu to náhodou. V roce 1839 smísil gumu se sírou a část směsi mu náhodně upadla na horká kamna. Rychle ji odstranil (představte si, jak musela páchnout) a když to udělal, měl v ruce najednou kus kaučuku, který byl pružný i v chladnu a nelepkavý i v horku. Goodyear nazval gumu a síru úspěšně spojené díky ohni vu lkán i zo váným kaučukem, podle Vulkána, římského boha ohně. Úspěšné a všestranné využití kaučuku v následujících desetiletích umožnil právě tento objev - Goodyear však strávil život bojem o patentová práva a zemřel po krk v dluzích.
Výkon Do poloviny 18. století vykonávaly práci svaly lidí či zvířat nebo takové přírodní síly jako vítr či voda. Poté se lidé pokoušeli využít síly vytvářené vařící se vodou a jejím rozpínáním při přeměně v páru. První použitelný parní stroj sestrojil skotský vynálezce J. Watt v roce 1765. Wattův parní stroj byl poprvé využit při pumpování vody z dolů. Dříve to dělali lidé nebo koně. Nakolik bylo v dole sucho, záviselo na tom, jak rychle dokázali odstraňovat vodu, jinými slovy na rychlosti, jakou bylo možné provádět práci zdvíhání vody. Rychlost, s níž se práce vykonává, se nazývá výkon. Watt změřil výkon, který je schopen vydat kůň. Pomocí provazu a kladky zjistil, že určitý kůň je schopen zdvihnout váhu 150 liber (tedy 68,04 kg) do výše 221 stop (tedy 67,36 m) během jedné minuty. Výkon se tedy měří násobením váhy výškou, do které byla hmota zdvižena a dělením tohoto součinu časem. Watt nazval změřený výkon koně horše poiuer (do češtiny" se nesprávně překládal jako „koňská síla" místo „koňský výkon"). Měřením síly (či vlastně výkonu) automobilového nebo leteckého motoru v koňských silách jsme se vlastně stále vracívali do doby, kdy Watt byl zvědav, kolik koní jeho parní stroj dokáže nahradit. Při měření elektřiny se proto výkon proudu začal měřit ve wattech, právě na počest J. Watta. Hodnotu výkonu elektrického proudu získáme násobením jeho napětí (volty) a intenzity (ampéry), takže žárovka o proudu půl ampéru a pod napětím 120 voltů má výkon 60 wattů. Mimochodem - jedna koňská síla byla rovna 735,5 wattu, tedy zhruba třem čtvrtinám kilowattu. Nyní se watt používá jako jednotka pro měření všech druhů výkonu.
Výměnné síly Brzy po roce 1930 vědci zjistili, že atomové jádro tvoří kladně nabité protony a nenabité neutrony. Kladné elektrické náboje protonů se vzájemně odpuzují značnou silou, zvláště jsou-li stěstnány v nepatrném prostoru atomového jádra. Co tedy udržuje jádro pohromadě? Německý fyzik W. Heisenberg usoudil v roce 1932, že soudržnost atomového jádra mohou způsobovat velmi rychlé změny elektrického náboje mezi protonem a neutronem (jinými slovy se podle této teorie protony mění rychle na neutrony a naopak). Takové výměny mohou dokázat, že částice drží pohromadě i přes vzájemné odpuzování elektrických nábojů a přitom jim zároveň zabraňují, aby se k sobě příliš přiblížily. Tento stav si můžeme připodobnit, když si představíme dva hochy, kteří si házejí s míčem. Aby hra byla zajímavá, nesmějí být moc blízko - házení i chytání míče by postrádalo potřebné napětí - nesmějí však být ani příliš daleko; pak by k sobě míč nedohodili. Každý, kdo by z dálky pozoroval tuto dvojici chlapců a neviděl přitom malý míček, viděl by jen, jak se pohybují vpřed i vzad a přitom mezi sebou dodržují zhruba stejnou vzdálenost. Heisenberg použil pro tento stav název výměnná síla, protože vypadala jako přitažlivá síla, jež je výsledkem výměny nábojů. Později se však ukázalo, že ani tato teorie soudržnost atomového jádra nevysvětluje dostatečně. V roce 1935 zavedl japonský fyzik H. Yukawa do fyziky mezon. Teprve za předpokladu výměny této částice se podařilo objevit dostatečný zdroj síly k tomu, aby udržel atomové jádro pohromadě. Je docela možné, že i další síly, které působí ve zdánlivě prázdném prostoru, lze vysvětlovat neustálou výměnou částic. Elektromagnetické pole tak můžeme vykládat vyzařováním a pohlcováním fotonů, gravitační síly vyzařováním a pohlcováním gravitonů, slabé jaderné síly vyzařováním a pohlcováním W-bosonů.
Whiskery Složky krystalů - atomy, ionty nebo molekuly - jsou uspořádány pravidelně a právě tato uspořádanost je příčinou silné soudržnosti, která by se nikdy neprojevila, kdyby nebyly spojeny tak pravidelně. Když však vědci počítali, jak pevné by krystaly měly díky uspořádané stavbě být, vždy se ukázalo, že jsou ve skutečnosti mnohem méně pevné, než by se dalo očekávat. Poté, co vědci začali zkoumat podrobnosti struktury krystalů tzv. difrakcí rentgenových paprsků, zjistili, že jejich uspořádanost není nikdy zcela dokonalá. Vždy v nich existují malé neuspořádané oblasti, kde buď chybí či přebývá atom nebo kdy řady atomů neběží přesně vedle sebe či se v mírném úhlu kříží. Když se na krystal zatlačí, některý z těchto bodů povolí mnohem dříve, než kdyby tlak působil na uspořádané části. A když v těchto kritických bodech vznikne sebenepatrnější puklina, rychle se rozšíří. Kdyby bylo možné vytvořit krystal bez těchto nedokonalostí, mohl by být pevnější než běžné krystaly téhož typu. Krystal, jehož vlastnosti se blíží tomuto ideálnímu stavu, nazýváme monokrystal (řecké monos - jediný). Už dlouho bylo známo, že když se krystaly za určitých dalších podmínek pomalu tvoří z roztavené látky, objevují se na nich teninké vlasové výběžky. Říká se jim whiskers anglicky vousy, protože právě tak vypadají. V padesátých letech našeho století začali vědci tyto whiskery studovat a zjistili, že jsou to dokonalé monokrystaly, mnohem pevnější než běžné krystaly téže velikosti. Zjistilo se, že například uhlíkové whiskery kladou velký odpor proti přetržení (tzv. pevnost v tahu) - patnáctkrát až sedmdesátkrát větší než běžná ocel. V roce 1968 sovětští vědci vyrobili obyčejný velmi malý krystal wolframu bez nepravidelností. Unese náklad osmkrát větší než stejně velký kus oceli.
Xerografie Od doby, kdy bylo před pěti tisíci lety vynalezeno písmo, lámou si lidé hlavy tím, že se snaží vymyslet nejjednodušší způsob, jak napsaný text rozmnožovat. Téměř po celou dobu existence písma však měli jedinou možnost - s velkým úsilím text opsat. Vytvořit kopii tak bylo téměř stejně obtížné jako vytvořit originál. Pak byl vynalezen tisk, který umožňuje získat jakýkoli počet kopií; musíme mít tiskařský lis, spoustu tiskařských liter a musíme s nimi také umět zacházet. Práce s rozmnožovacími stroji, které přinesla pozdější doba, je sice jednodušší, neobejdeme se však bez tekutých barev, počet kopií je omezený a dost často se přitom ušpiníme. Uhlový papír je sice suchý a připravuje kopie současně s psaním originálu, ale jen několik najednou. A co kdybychom použili namísto inkoustu uhlový prach a nechali působit elektrostatické síly? Dejme tomu, že plocha bílého papíru je elektricky nabita. Náboj může přitáhnout kteroukoli drobounkou částečku uhlového prachu kolem a celá plocha papíru se tak může pokrýt tenkou vrstvou uhlového prachu. Jestliže však na papír dopadne světelné záření, může o svůj elektrický náboj přijít. Ale předpokládejme, že světlo prochází jiným papírem, na němž je něco napsáno a teprve potom dopadá na list s elektrickým nábojem. Všude, vyjma oblastí, kde písmo tvoří stín, se náboj ztrácí; uhlový prach tedy přilne jen na místa, která zakrýval stín. Pak list zahřejeme, takže prášek obsahující lepkavou příměs přilne pevně k papíru. Získali jsme kopii prvního listu - a stejně rychle lze udělat ještě mnoho dalších. Tomuto procesu se říká xerografie; pojmenování pochází z řečtiny a znamená suché psaní. Neboť při tomto procesu skutečně nic mokrého nepoužíváme. V roce 1960 americký vynálezce Ch. Carlson vypracoval metodu, která dovoluje užívat xerografie téměř všude. Pro kancelářský provoz to znamenalo hotovou revoluci. Nejznámější systém, založený na tomto principu, nese obchodní název Xerox a je nabíledni proč.
Ytrium Předchůdci dnešních chemiků užívali pojmenování „země" pro všechny látky, které se nerozpouštěly ve vodě a dokázaly vzdorovat ohni. Pět nejznámějších druhů „země" byly křemen, hliník, vápno, magnesie (kysličník horečnatý) a kysličník železitý. Dohromady tvoří asi 90 % zemské kůry, takže pojmenování „země" je docela na místě. Připravit roztok z vápna či magnesie je možné tím, že obě zeminy vystavíme účinku vody; takové roztoky pak mají alkalické vlastnosti. Vápno a magnesie byly proto nazvány alkalické zeminy. Když byly později objeveny vápník a hořčík, prvky vyskytující se v těchto zeminách, dostaly spolu s dalšími příbuznými prvky pojmenování prvky alkalických zemin. V roce 1794 finský mineralog J. Gadolin zkoumal nový černý nerost, který byl objeven před sedmi lety v lomu u malé švédské vesničky Ytterby. Gadolin usoudil, že nerost obsahuje nový druh „země" a ohlásil to. Nová zemina pak byla pojmenována po vesničce Ytterby a dostala název ytt-rie. (Později byla přejmenována na gadolinit.) Zanedlouho bylo objeveno, že v gadolinitu se vyskytuje řada dalších „zemí", stejně jako v nerostech, které se gadolinitu podobaly. Aby byly odlišeny od běžných „zemí", dostaly název vzácné zeminy; nové prvky, které v nich byly později objeveny se nazývají prvky vzácných zemin. Do roku 1843 rozdělil švédský mineralog C. G. Mosander gadolinit na tři různé zeminy a jejich názvy odvodil od jména vesničky Ytterby - yttrie, erbie, terbie. Když potom v roce 1878 švýcarský chemik J. Ch. de Marig-nac objevil v erbii dalšími zeminu, pojmenoval ji v duchu předchozích názvů ytterbie. Později byl v každé z těchto zemin objeven nový kovový prvek - ytrium, erbium, terbium a ytterbium. Bezvýznamná švédská vesnička se tak stala čtyřnásobně slavnou.
Zákryt Hvězdy jsou od nás tak daleko, že se zdá, jako by si své vzájemné polohy udržovaly rok za rokem. Slunce, Měsíc a planety naopak vypadají, jako by se vzhledem k hvězdám pohybovaly. Proto se občas stává, že třeba Měsíc prochází před některou z hvězd či planet, a ta pak po nějakou dobu zůstane Měsícem zakryta. Zákryt způsobený Měsícem je pro astronomy ze všech nejužitečnější. V okamžiku zakrytí je totiž přesně známa poloha Měsíce na obloze, takže je možno zákrytu využít k vypočítání měsíčního oběhu, a to s pozoruhodnou přesností. Náhlé zmizení zakrývané hvězdy je také jedním z důkazů, že na Měsíci není atmosféra. Kdyby tam totiž nějaká byla, hvězda by nejprve při průchodu atmosférou slábla a pak by teprve přišel zákryt. Nejdůležitější využití astronomického zákrytu však souvisí s planetou Jupiter. Čtyři velké měsíce Jupitera při svém obíhání planety procházejí i za ní a jsou tedy nějakou dobu zakryty. V roce 1676 dánský astronom O. Roemer tyto zákryty měřil a objevil pozoruhodný fakt: když se Země na své cestě kolem Slunce od Jupitera vzdaluje, doba zákrytu se zpožďuje, dochází k ní později, než by mělo; když se Země k Jupiteru přibližuje, pozorujeme opačný jev - k zákrytům dochází za stále kratší dobu. Roemer ze svého pozorování usoudil, že světlu trvá určitou dobu, než k nám vesmírem dorazí. Vzdálenost mezi Jupiterem a Zemí se mění v rozmezí asi 320 000 000 km a uplyne 16 sekund, než světlo tuto vzdálenost urazí. Bylo třeba ještě padesáti dalších let, než Roemerova práce začala někoho zajímat. Dnes je rychlost světla jedním ze základních kamenů fyziky.
Zelená revoluce První populační exploze v dějinách lidstva, o které víme, proběhla asi před deseti tisíci lety spolu s prvním rozvojem zemědělství. Člověk poprvé začal pěstovat rostliny a určitý kus země tak najednou mohl uživit víc lidí, než v dobách, kdy naši předkové byli odkázáni na pouhé sbírání plodů či lov zvěře. Od té doby počet obyvatel světa neustále narůstá a zemědělství se rozrůstá nejen na stále větší plochy, ale výnosy v průběhu času začalo zvyšovat i používání hnojiv, ochranných chemických prostředků hubících škůdce, užití strojů atd. Zlepšit zemědělské výnosy ovšem lze i tak, že se pěstitelé soustředí na ty odrůdy určitých plodin, které rostou rychleji než ostatní nebo které jsou odolnější vůči chladu i nákazám. Touto cestou se dal americký vědec N. E. Borlaug, když byl v roce 1944 vyslán do Mexika s úkolem zkoumat možnosti zvýšení produkce pšenice. Borlaug vyšlechtil novou odrůdu trpasličí pšenice tak, že křížil domácí druhy s japonskými. Nové odrůdy, které získal, jsou vysoce výnosné a navíc odolné proti nákazám - takže díky jim se do roku 1960 mexická produkce pšenice zvýšila desetkrát. Mexiko dokonce mohlo začít pšenici vyvážet! Poté se Borlaug pustil do šlechtění takových druhů pšenice a rýže, které nesly dobré výnosy v podmínkách Středního východu. Výsledkům tohoto snažení se začalo říkat zelená revoluce - země se při ní zelenala hustším a zdravějším porostem rostlin, okamžité nebezpečí hladomorů se snižovalo. Borlaug sám však vždy zdůrazňoval, že ani růst zdrojů potravin by nesplnil svůj účel, kdyby lidstvo nadále nekontrolované rostlo. Nebezpečí hladomorů by se totiž mohlo ještě jednou vrátit - a v mnohem krutější podobě než dnes.
Zlomky Každé dítě se začíná učit matematice tak, že se nejprve seznamuje s celými čísly: 1, 2, 3 atd. Stejně na tom bylo i lidstvo. Krok za krokem lidé ovládali čísla a střetávali se přitom s neočekávanými problémy, které jim ukázaly, že existují i jiná než běžná čísla. Například čtyři se skládá z dvakrát dvou, šest z dvakrát tří. Jinými slovy 4/2 (čtyři děleno dvěma) je 2 a 6/2 (šest děleno dvěma) jsou 3. Ale kolikrát jsou dvě obsaženy v pěti? Samozřejmě víc než dvakrát, ale méně než třikrát. Takovým způsobem byli lidé přinuceni uvažovat o číslech ležících mezi celými čísly. Množství 5/2 (pět děleno dvěma) může být jen dva a půl, což je jedna jednotka plus jedna jednotka plus půl jednotky. Polovinu jednotky lze logicky vyjádřit 1/2 (jedna dělena dvěma). Protože číslo 1/2 je jednotkou rozdělenou či rozlomenou na dvě stejné části, je - a všechna čísla jemu podobná - nazýváno zlomkem. Používáme-li zlomků, můžeme určovat čísla v různých velikostech mezi celými čísly. Střed mezi nulou a jedničkou je samozřejmě jedna polovina, střed mezi 1/2 a 0 je 1/4 zatímco střed mezi 1/2 a 1 jsou 3/4. Stejně je možné určit 1 /3, 2/3 atd. Totéž lze provést mezi 5 a 6, kde můžeme mít 5 1/2, 5 1/4, 5 3/4, 5 1/3 atd. Taková čísla, která vyplňují prostor mezi celými čísly, získáváme srovnáváním dvou celých čísel. Číslovku „dvě třetiny" získáme srovnáním 2 a 3. Celé číslo 2 je dvěma třetinami tří, takže 2/3 znamená „dvě třetiny". Číslo jako by bylo porovnáním nebo poměrem dvou celých čísel. Latinské slovo ratio značí účet, důvod nebo poměr. Proto každé číslo, které můžeme vyjádřit poměrem dvou celých čísel, nazýváme racionální číslo. Taková čísla zahrnují celá čísla stejně jako běžné zlomky, protože například 5 může být zapsáno také poměrem 5/1 nebo l0/2.
Zónová rafinace Při moderní výrobě tranzistorů už malé množství atomů nečistoty může uvolnit nebo naopak absorbovat elektrony, takže rozvrátí jejich přesně vyvážený pohyb, na němž vlastnosti tranzistoru závisí. Množství nečistoty je tedy třeba často snížit na několik atomů z miliardy. Tradičním způsobem, jak zbavit látky příměsi, je rozpustit ji a pak ji nechat projít nějakým chemickým pochodem, který způsobí, že látka či příměs, nikoli však obě, z roztoku vykrystalizuje. To se dělá několikrát za sebou a při každém kroku je potřebná látka čistší. Frakční krystaliza-ce, jak se této metodě říká, je ovšem poněkud zdlouhavá. Mnohem jednodušší způsob vznikl, když se zjistilo, že nečistoty v látce se snadněji rozpouštějí v roztaveném materiálu než v pevném nebo naopak. Představme si tedy kovovou tyč, kterou v určitém místě zahřejeme přesně k bodu tání. Ohřívané místo pak bude putovat podél tyče - ingotu, takže putuje i roztavená oblast. V žádném místě však nezůstane kov roztaven tak dlouho, aby mohl kapat. Jak se roztavená oblast pohybuje po tyči, sbírá nečistoty, které se právě v ní - neboť je roztavená - rozpouštějí snadněji. Když tavení projde ingotem až na druhý konec, jsou tady soustředěny i příměsi. Následuje další postupující tavení a potom další, přičemž pokaždé jsou příměsi „splachovány s sebou" a tlačeny na konec. Jestliže jsou ovšem nečistoty rozpustnější v pevné fázi, tavená oblast je zanechává za sebou, takže se nakonec soustředí na druhém konci. V obou případech se znečištěný konec tyče odsekne a zbytek ingotu se vyznačuje dokonalou čistotou. Výhodou procesu zónové rafinace (pásmového čištění) je to, že k ingotu se nepřidává žádná chemikálie, která by jej mohla znečistit.
Zpětná vazba Na některé důmyslné schopnosti našeho těla jsme tak zvyklí, že si je ani neuvědomujeme. Sáhněte po tužce, která leží před vámi! Vaše ruka k ní neomylně zamíří, uchopí ji a zvedne. A přitom i tento děj je vlastně složitý. Když se ruka pohybuje směrem k tužce, musí se její pohyb včas zpomalit, aby v okamžiku dotyku prstů již stála. Prsty se musí ještě před dotykem začít svírat, aby ve chvíli dotyku zbýval už jen nepatrný pohyb a ruka mohla tužku začít zdvíhat. Provést takový úkon znamená neustále ruku i tužku sledovat a provádět opravy dráhy. Když se zdá, že pohyb ruky je příliš pomalý, musí se zrychlit, jestliže se naopak ruka pohybuje rychle, musí se zpomalit. Stá-čí-li se příliš na jednu stranu, musí být navedena na vyžadovanou dráhu. To vše se přitom děje automaticky, přesně a rychle, takže o tom nemáte ani potuchy; naopak ve vás vzniká dojem, že děláte jeden a navíc velmi jednoduchý pohyb. A teď se podívejte, kde tužka leží, zapamatujte si její polohu, zavřete oči a sáhněte po ní znovu! Je dost pravděpodobné, že budete trochu tápat. Někteří lidé s poškozením mozku dokonce nejsou schopni dělat nezbytné opravy, a když zdvíhají tužku, dělají neuspořádané pohyby a opravy dráhy přehánějí nebo nedotahují. Za normálních podmínek je poloha tužky i pohybující se ruky předávána zrakem zpět do mozkového centra, které ruku ovládá. To, co umožňuje hladký průběh děje, je zpětná vazba. Princip zpětné vazby známe rovněž ze světa mechaniky. Například termostat pracuje spolehlivě, neboť neustále měří skutečnou teplotu systému, který tepelně reguluje, a odchylkami od ní je sám regulován.
Zvukový ráz Letadlo při svém pohybu vzduchem musí vytlačit ze své dráhy vzduchové molekuly. Jde to snadno, protože molekuly vzduchu se pohybují tak rychle, že narazí-li na povrch letadla, odskočí téměř vždy rychleji, než by je letadlo mohlo dostihnout. Zvuk se ve vzduchu šíří rychlostí, která závisí na rychlosti přirozeného pohybu molekul. To znamená, že pohybuje-li se letadlo rychlostí menší než zvuk, mohou molekuly vzduchu odskakovat stranou. (Rychlost zvuku je asi 1200 km/h. Nižší rychlosti jsou subsonické čili podzvukové, vyšší rychlosti pak supersonické čili nadzvukové.) Když letadlo dosáhne rychlosti zvuku, pohybuje se stejně rychle jako okolní vzduchové molekuly a ty pak už nemohou uniknout stranou. Před letadlem se pak shromažďuje stále víc molekul a vzniká oblast vysokého tlaku. Dříve s tím konstruktéři nepočítali a letadla proto nebyla stavěna tak, aby tento vysoký tlak vydržela - soudilo se jednoduše, že rychlost zvuku je horní hranicí rychlosti letadel. Dne 14. října 1947 však americký pilot Ch. E. Yeager poprvé letěl na zvlášť zkonstruovaném stroji rychleji než zvuk. Jestliže tedy letadlo překoná rychlost zvuku či zvukovou bariéru a letí nadzvukovou rychlostí, nechává oblasti vysokého tlaku za sebou, když pak zpomaluje, postupuje tato oblast před něj. Obvykle se takto zhuštěný vzduch rozptýlí do okolí, jestliže však letadlo letí nízko nad zemí a jeho trup je poněkud skloněn dolů, pak oblast vysokého tlaku pokračuje jako obrovská zvuková vlna v pohybu dolů a dřív, než se rozplyne, zasáhne zemský povrch. Jde o zvukový ráz, který se projevuje jako hlasitá rána. Vibrace vzduchu zatřesou domy, mohou rozbít okna a způsobit i další škody. Zvukový ráz byl také jednou z hlavním námitek proti konstruování obřích nadzvukových strojů zamýšlených k dopravním účelům.
