Kdo je Stefan HellNarodil se v prosinci 1962 v rumunském Banátu rodině s německými kořeny. V roce 1978 s rodiči emigroval do Západního Německa. Vystudoval fyziku na heidelbergské univerzitě a od té doby se soustavně věnoval hledání způsobů, jak vylepšit rozlišení optických mikroskopů. V letech 1991 až 1993 pracoval v Evropské laboratoři pro molekulární biologii, též se sídlem v Heidelbergu. Následně působil jako hlavní výzkumný pracovník na Univerzitě v Turku ve Finsku (1993–1996), krátce také hostoval na Oxfordské univerzitě (1994). V roce 1997 mu byla nabídnuta pozice vedoucího týmu v ÚMPBC, v roce 2002 pak povýšil na funkci ředitele oddělení. Dnes je ředitelem Oddělení nanobiofotoniky v Ústavu Maxe Plancka pro biofyzikální chemii v Göttingenu (ÚMPBC). Zároveň má na starosti Oddělení optické nanoskopie v Ústavu Maxe Plancka pro lékařský výzkum v Heidelbergu. Prahu Stefan Hell v listopadu 2017 navštívil v rámci akce HISE (Honeywell Initiative for Science & Engineering) pořádané společností Honeywell. |
Pro sebevědomí má Stefan Hell celou řadu dobrých důvodů. V Rumunsku narozený fyzik a nositel Nobelovy ceny ve svém oboru pro rok 2014 dnes patří mezi nejdůležitější muže německé vědy. A během své kariéry prokázal neuvěřitelnou vytrvalost, důslednost, odolnost i skvělý instinkt.
O jeho výzkumu jsme psali podrobněji před třemi lety, kdy „nobelovku“ získal, ale krátce ho připomeňme: Hell pracuje už více než 20 let na otázce zlepšení rozlišení klasických optických mikroskopů. To se od 70. let 19. století v podstatě nijak nezlepšilo, protože už tehdy se podařilo dosáhnout hranice fyzikálních možností klasického mikroskopu, tedy maximálně 1500násobného zvětšení (je možné dosáhnout i trochu lepších hodnot, ale z různých důvodů to nemá příliš smysl).
Optické mikroskopy tedy mohly více než sto let zobrazovat předměty zhruba do velikosti cca 200 nanometrů, tedy poloviny vlnové délky viditelného světla (tzv. difrakční limit). Běžným mikroskopem si tak nemůžete prohlížet třeba viry či sledovat dostatečně podrobě procesy v buňkách. Dají se použít jiné metody, například elektronová mikroskopie, ale ty mají zase své nevýhody (byť i ty se daří částečně odstraňovat).
Difrakční limit se zdál ovšem dlouho nepřekonatelný až do samého závěru 20. století, kdy se na něj fyzikům podařilo vyzrát trikem. Zásadní podíl na tom měl právě Stefan Hell, byť nebyl jediný na světě. Ještě v 80. letech mu údajně intuice (jeho vlastní slova) našeptala, že by mělo být možné překonat difrakční limit s pomocí soustředění obrazu do jednoho místa dvěma různými objektivy.
I přes nedůvěru řady kolegů na nápadu roky a roky pracoval a na začátku 90. let slavil první úspěch s tzv. 4Pi mikroskopem. Ten byl podobný běžnému (tzv. konfokálnímu) mikroskopu, má ovšem dva stejné objektivy zaměřené proti sobě – vzorek je mezi nimi. Obrazy z nich se skládají, a ve výsledku tak mikroskopy fungují jako jeden objektiv s lepším rozlišením (má dvojnásobnou numerickou aperturu - účinnou světelnost). Rozlišení se tak dostalo až na hranici zhruba od 100 do 200 nanometrů (hloubkové a plošné rozlišení je různé), výkony stávajících optických mikroskopů tedy zlepšil zhruba dvojnásobně.
V roce 1994 přišel Hell s nápadem využít fluoreskující molekuly. Ty se v té době už v biologii nějakou dobu používaly jako „lampičky“, které se mohly přilepit na sledované předměty (třeba DNA v buňce), a tak osvětlit jejich kontury. Je možné je zapínat a vypínat lasery různých vlnových délek – jedna je rozsvítí, druhá zhasne.
Hell navrhl, aby se snímky objektu pořizovaly v podstatě kombinací rozsvěcení a zhasínání fluoreskujících molekul ve vzorku díky nápaditě složenému laserovému paprsku (princip se nazývá STED, což je anglická zkratka pro „vyčerpání stimulovanou emisí“). Jeden z paprsků má tvar trubice a zhasíná fluorescence vybuzené druhým paprskem. Ve výsledku tedy může být při správném nastavení laseru v jednu chvíli osvětlený prostor mnohem menší než difrakční limit. Mikroskop sice zabírá podstatně víc než jen předmět zájmu, ale protože ten jediný svítí a vše ostatní je tmavé, na výsledném snímku nic jiného než právě tento zdroj světla zachycený není. Abychom byli přesní, Hell nebyl jediný, na problematice pracovali i další (a někteří z nich se cítili Nobelovým výborem neprávem opomenuti), ale důležitost jeho práce je těžké zpochybňovat.
Ukázka rozdílu v zobrazení stejného objektu pomocí klasického konfokálního mikroskopu (v levé horní polovině) a pomocí STED mikroskopie (v pravé dolní polovině). V levém dolním rohu je k vidění měřítko, přesně jeden mikrometr (čili mikron, tj. jedna miliontina metru).
Proto nepřekvapí, že jsme se během krátkého rozhovoru (Hell se publicitě do značné míry stále vyhýbá, protože se chce věnovat výzkumu) chtěli zeptat, co je k podobnému úspěchu zapotřebí. A možná trochu překvapí, že odpovědi nás nakonec dovedly až k mobilním telefonům.
Na konci přednášky jste zmínil, že když hledáte mladé lidi do týmu a ústavů, zajímá vás především jejich zápal pro věc. Já si ale dokážu těžko představit, že by někdo mohl být zapálený do mikroskopie...
Mě také nikdy nijak zvlášť nebavila. Po udělení Nobelovy ceny jsem dostal pár mikroskopů jako dárek, ale nevím co s nimi. Kdyby mě bavila mikroskopie, tak bych nedělal, co jsem dělal. Já jsem chtěl vyřešit problém, který mě bavilo řešit - který mi přišlo zábavné řešit. Takže když hledám slibné vědce, tak hledám lidi, kterým jejich práce nepřipadá těžká – byť zbytku světa možná ano. Já jsem byl také takový. Věděl jsem, co chci udělat, a přišlo mi, že to lze, byť si ostatní mysleli něco jiného.
Vám práce na STED mikroskopii nepřišla těžká?
Já jsem měl pocit, že těžké problémy řeší jiní, třeba částicoví fyzici. Mně přišlo na mé práci těžké přesvědčit ostatní, že nejsem hochštapler. Že nejsem podvodník, kterému jde jenom o krátkodobou proslulost nebo peníze. Řada kolegů měla jasno v tom, že nemůžu uspět a veřejně o tom mluvili. Mám pocit, že to často bylo z osobních důvodů. Naštěstí se také vždycky našlo dost lidí, kteří mi věřili.
Abych to ilustroval... Když jsem se vrátil (v 90. letech) z Finska do práce ve Společnosti Maxe Plancka (což je velmi zjednodušeně řečeno německá obdoba české Akademie věd, pozn. red.), potřeboval jsem peníze na provedení pokusů, které by ukázaly, že STED mikroskopie může v praxi fungovat. Tehdy jsem nevěděl, jak bohatá instituce společnost Maxe Plancka vlastně je, a tak jsem si neřekl o peníze u ní – chybělo mi asi 300 tisíc marek, ale podal jsem si grantovou žádost na ministerstvo. Jak je obvyklé, žádost posuzovala odborná komise, ve které bylo zhruba dvacet lidí, a ta ji zamítla. Její předseda dokonce k vyjádření přidal doušku, ve které uvedl, že jako přední německý odborník na mikroskopii, který tolik a tolik let pracoval jako vedoucí v tom a tom ústavu, považuje můj nápad za neuskutečnitelný. V podstatě odhalil svou totožnost a plnou vahou své autority se postavil proti udělení grantu.
Když jsem se proti rozhodnutí odvolal, dotyčný ministerský úředník mi ale přece jen dal šanci a řekl: „Dejte mi důvody, proč by to mohlo fungovat, proč se komise plete.“ Já mu je dal a on mi i přes rozhodnutí komise peníze přidělil.
Takže to byla úřední zvůle...
Přesně. Dostal jsem peníze navzdory odborným doporučením a daný experiment jsem udělal. Když mi pak Nobelův výbor uděloval cenu, citoval pak ve zdůvodnění právě tuto práci. Je to dobrý příklad toho, že ve vědě mohou rozhodovat věci jako móda, ego či, nechci říkat nepotismus, ale řekněme tradiční vztahy. Když nejste součást systému, nemusíte dostat šanci. Já jsem dostal peníze od politiků či přesněji řečeno úředníků. Jinými slovy ve financování vědy je podle mého zapotřebí obojí - jak naslouchat hlasu odborníků, tak mít možnost, jak rozdělovat peníze přímo.
Na druhou stranu věda musí být do jisté míry konzervativní právě proto, aby se omezila možnost podvodů a vyloučily nevhodné a šílené nápady, kterých se dá vymyslet nepřeberné množství.
Ano a odpor vám také pomáhá. Motivuje, abyste si všechno promyslel, uvažoval o tom, zda byste neměl trochu změnit směr a tak dále. Je to zdravé. A když je odpor výrazný a vy ho nakonec překonáte, tak vám to dodá spoustu sil.
Když už jsme mluvili o tom, co dělá člověka dobrým vědcem, jak pomáhá špičkové vzdělání na dobrých školách?
To vám nepochybně může otevřít dveře. Ale není dobré brát lidi jen z takových institucí. Mají sklony být přizpůsobivější a uvažovat jen určitým způsobem. Musíte mít na ústavu také nekonformisty. Ne jen nekonformisty, to by nefungovalo, ale je důležité mít správný mix.
A co vy? Jste nekonformní?
Ano, do jisté míry ano. Tedy, dnes už jsem ředitelem dvou výzkumných ústavů a vlastně jeden z nejvlivnějších lidí ve Společnosti Maxe Plancka (která v roce 2016 měla rozpočet 1,8 miliardy eur, pozn. red.)...
Stefan Hell po přednášce na půdě ČVUT v listopadu 2017
Tak jinak, jak vypadají nekonformní a přitom úspěšné vědecké nápady? Jak podle vás vznikají a co mají společného?
Důležité je vybrat si cíl, který je sice nápaditý a nový, ale přitom realizovatelný. Já si od mladých vědců nechávám vysvětlit, čeho chtějí dosáhnout ne proto, abych posoudil, jestli se to povede, ale aby mi vysvětlili, proč a jak si daný cíl vybrali. Oceňuji, když si vyberou něco důležitého a originálního, ale přitom si realisticky vyberou něco, čeho lze opravdu dosáhnout. Už jen podle jejich výběru dokážou odhadnout, zda jsou kreativní nebo ne. Na prohlášení „Dostanu člověka na Mars“ není nic kreativního...
Můžete dát konkrétní příklad?
(Ukáže na stůl, kde leží mobil a nahrává rozhovor.) Třeba dotyková obrazovka, abych sáhl po příkladu, který není přímo z vědy. Kreativní je poznat, že je možné během několika let vyvinout dotykovou obrazovku a že ta s sebou přinese zásadní změnu. Musíte mít instinkt, který vám napoví, že tohle může být velká změna, že to se bude lidem líbit. Jak to uměl Steve Jobs a naopak to neuměl například management Nokie.
Uvádím zrovna tenhle příklad, protože když jsem na začátku 90. let byl ve Finsku, pořídil jsem si tam první mobilní telefon - tam to byl standard, ale v Německu mobilní telefony nikdo nepoužíval. Když jsem ho po návratu poprvé vytáhl v obchodě z kapsy, tak si lidé ťukali na čelo. Takže když se mobily rozšířily do světa, Nokia zažila raketový vzestup. Pád přišel ve chvíli, kdy firma nedokázala odhadnout potenciál dotykového displeje a chytrých telefonů obecně. V té době Nokia řešila jiné věci: v Německu tehdy byl poprask kolem stěhování výroby telefonů z Německa do Rumunska, kde byly samozřejmě nižší náklady na výrobu, ale to nebylo to nejdůležitější. Důležitější bylo zachytit změnu, kterou přinesly chytré telefony. A to se Nokii nepovedlo.
Něco podobného, ale v menším, jsme udělali i my v našem oboru, když jsme s kolegy založili firmu (společnost Abberior, pozn. red.). Věděli jsme, že když budou k dispozici mikroskopy s lepším rozlišením, tak lidé nebudou chtít kupovat mikroskopy s horším rozlišením - to je přece jasné. Dnes už z nás mají velcí hráči v oboru do jisté míry obavy.
Proč jste zakládali vlastní firmu, vy jste přece s průmyslem spolupracoval úzce už předtím, že?
A vzdal jsem to, když jsem zjistil, že management nerozumí technologii. Já si myslím, že management v opravdu velkých firmách má často příliš daleko k samotným výrobkům. Nerozumí technologii a někdy na změny pak nereaguje dost rychle. Přesně to, co uměl Jobs, lidé kolem něj samozřejmě rozuměli technologii a chápali, co může znamenat. Když se vyznáte jenom v excelových tabulkách, když se řídíte jen na základě čísel, tak se přesun do Rumunska kvůli snižování nákladů zdá jako to nejlepší, co se dá udělat.
