Student World

Pokud se hovoří o využití počítačů v chemii, genetice či jiném odvětví přírodních věd, mohou se tím myslet zcela odlišné věci. Předně, zařízení používaná v laboratořích (kolony, spektrofotometry…) dnes běžně spolupracují s počítači (grafický výstup na monitor či tiskárnu, automatické statistické vyhodnocení často ve formě výpočtu konstant charakterizujících příslušnou křivku) nebo jsou jimi přímo řízena.
Běžné je také propojení s dalšími procesy. Použité programy mohou v případě, že naměřené hodnoty budou určitého typu, volat další aplikace vyřadit zařízení z provozu, přepnout ho do jiného modu, poslat zprávu na pager…
Existuje také řada programů, které slouží jako víceméně jednoduché pomůcky. Může se jednat o databáze obsahující vlastnosti prvků a některých sloučenin, periodické tabulky… Řadu podobných aplikací si lze ostatně vyzkoušet i na Internetu.
Skutečně revoluční je však nasazení počítačů teprve ve chvíli, kdy umožňuje různou míru abstrakce od vlastního experimentu a jeho simulaci. I zde může virtualita dosahovat různých stupňů. Možná si ještě někdo vzpomene na "skládačky" používané před přibližně 10 lety při gymnazijní výuce organické chemie. Kulička představující atom měla v sobě tolik otvorů, kolikavazný byl příslušný prvek. Mohli jste tedy sestavit pouze molekulu vyhovující určitým omezením (odvozeným ze skutečnosti). Navíc, charakter vazeb vám do jisté míry přímo ukazoval vlastnosti nové molekuly (možnosti rotace v různých rovinách, připojení dalších skupin apod.).
Je dobré si uvědomit, že i člověk dokáže z chemického vzorce odhadnout celou řadu vlastností neznámé látky. Stejně tak můžete odhadovat výsledek určité chemické reakce či přiřazovat určité vlastnosti organizmu jednotlivým genům. Celá symbolika rovnic a vzorců je již jakýmsi abstraktním modelem.
Při počítačové simulaci se však ještě v mnohem větší míře uplatní kvantitativní kritérium. Výsledky jsou spíše počítány než odhadovány na základě zkušenosti (tedy, počítač víceméně nepracuje s molekulami, ale spíše s rovnicemi, které charakterizují jejich chování).
Počítačová simulace může určit výsledek reakce bez toho, abychom ji v praxi prováděli. Může nám říct celou řadu věcí o vlastnostech nových, nikdy v praxi nesyntetizovaných molekul. I když pomineme nutnost ověření takové predikce, stále zůstává skutečností, že v praxi je mnohdy třeba počítačovou předpověď kombinovat se skutečně provedeným pokusem. Výsledkem simulace je např. více možností (jako následek matematického řešení) nebo zjištění, že pokus můžeme s odpovídající výpovědní hodnotou provést podstatně jednodušeji (příklad: potřebujeme zjistit rychlost koroze nějakého materiálu, která bude řádově v letech. Počítačovou simulací např. zjistíme, že pokud reakci provedeme za určitých laboratorních podmínek, budou na sebe obě hodnoty určitým způsobem převoditelné).
Pomíjím spíše filozofické otázky typu nakolik je náhrada skutečnosti modelem vůbec vhodnou metodou vědecké práce. V praxi však přinášejí simulační metody dobré výsledky. Je dobré si také uvědomit, že "skutečně" prováděné vědecké experimenty dnes narážejí na řadu problémů ekonomického či ideologického charakteru.
Pokrok v oblasti výpočetních výkonů počítačů, vzrůstající množství již existujících dat a rozšiřující se nabídka specializovaného softwaru umožňuje, podle mého názoru, být v tomto ohledu optimisty.

autor Pavel Houser