Chtěl bych vám povědět něco málo o pozorování světa pod naprosto unikátním úhlem pohledu. Tímto světem, o kterém vám budu povídat, je mikro svět. Po mnoha, mnoha letech zkušeností jsem zjistil, že za naší realitou existuje kouzelný svět. A ten můžeme vidět pod mikroskopem. Něco z toho vám dnes ukážu.
So I want to talk a little bit about seeing the world from a totally unique point of view, and this world I'm going to talk about is the micro world. I've found, after doing this for many, many years, that there's a magical world behind reality. And that can be seen directly through a microscope, and I'm going to show you some of this today.
Na začátek se podíváme na něco ne až tak malého, na něco, co můžeme vidět pouhým okem, a to je včela. Takže když se podíváte na tuto včelu, je asi takhle velká, má přibližně centimetr. Ale abychom opravdu viděli detaily této včely a mohli si opravdu uvědomit, jak vypadá, musíme se podívat trochu blíž. Toto je oko včely pod mikroskopem a najednou můžeme vidět, že včely mají tisíce jednotlivých očí, která se nazývají ommatidia, a ve skutečnosti mají na očích smyslové chloupky, aby věděly, kdy jsou velmi blízko něčeho, protože nevidí prostorově..
So let's start off looking at something rather not-so-small, something that we can see with our naked eye, and that's a bee. So when you look at this bee, it's about this size here, it's about a centimeter. But to really see the details of the bee, and really appreciate what it is, you have to look a little bit closer. So that's just the eye of the bee with a microscope, and now all of a sudden you can see that the bee has thousands of individual eyes called ommatidia, and they actually have sensory hairs in their eyes so they know when they're right up close to something, because they can't see in stereo.
Pokračujme něčím menším. Tady je lidský vlas. Lidský vlas je asi to nejmenší, co může oko spatřit. Má přibližně desetinu milimetru.
As we go smaller, here is a human hair. A human hair is about the smallest thing that the eye can see. It's about a tenth of a millimeter.
Když se podíváme na něco ještě menšího, přibližně desetkrát menší je buňka. Takže 10 lidských buněk se vejde do průměru lidského vlasu.
And as we go smaller again, about ten times smaller than that, is a cell. So you could fit 10 human cells across the diameter of a human hair.
Když se podíváme na buňky, takto jsem se vlastně dostal k biologii a vědě, díváním se na živé buňky mikroskopem. Když jsem poprvé viděl živé buňky mikroskopem, byl jsem naprosto okouzlen a ohromen tím, jak vypadají. Podíváte-li se na buňku jako je tato z imunitního systému, buňky se pohybují všude kolem. Tato buňka hledá cizí objekty, bakterie, věci, které umí objevit. Dívá se okolo a když najde něco, co rozpozná jako cizí, tak to vlastně pohltí a sežere. Takže když se podíváte, ta buňka objevila tamtu malou bakterii a pohlcuje a žere ji. Když vezmeme nějaké srdeční buňky zvířete a dáme je do misky, budou tam prostě jen sedět a tlouct. To je jejich práce. Každá buňka má nějaké životní poslání a posláním těchto buněk je pohybovat krví v našem těle. Tyto další buňky jsou buňky nervové a právě teď, když pozorujeme a chápeme to, na co se díváme, náš mozek a naše nervové buňky tohle dělají právě teď. Nejsou prostě statické. Pohybují se okolo a vytvářejí nová spojení a to je to, co se děje, když se učíme.
So when we would look at cells, this is how I really got involved in biology and science is by looking at living cells in the microscope. When I first saw living cells in a microscope, I was absolutely enthralled and amazed at what they looked like. So if you look at the cell like that from the immune system, they're actually moving all over the place. This cell is looking for foreign objects, bacteria, things that it can find. And it's looking around, and when it finds something, and recognizes it being foreign, it will actually engulf it and eat it. So if you look right there, it finds that little bacterium, and it engulfs it and eats it. If you take some heart cells from an animal, and put it in a dish, they'll just sit there and beat. That's their job. Every cell has a mission in life, and these cells, the mission is to move blood around our body. These next cells are nerve cells, and right now, as we see and understand what we're looking at, our brains and our nerve cells are actually doing this right now. They're not just static. They're moving around making new connections, and that's what happens when we learn.
Když pokračujeme dál na této stupnici, toto je mikron, neboli mikrometr, a jdeme dál až sem dolů, kde je nanometr a angstrom. Jeden angstrom je roven velikosti průměru atomu vodíku. Tak moc malý opravdu je. A dnešní mikroskopy jsou schopné vidět jednotlivé atomy. Takže tohle jsou obrázky jednotlivých atomů. Každý hrbol je jeden atom. Toto je prstenec atomů kobaltu.
As you go farther down this scale here, that's a micron, or a micrometer, and we go all the way down to here to a nanometer and an angstrom. Now, an angstrom is the size of the diameter of a hydrogen atom. That's how small that is. And microscopes that we have today can actually see individual atoms. So these are some pictures of individual atoms. Each bump here is an individual atom. This is a ring of cobalt atoms.
Takže tenhle celý svět - ten nano svět, tato oblast zde se nazývá nano svět, a tento nano svět, v celém tomto mikro světě, který vidíme, je tento nano svět zabalený. a ten je zase obsažen ve světě molekul a atomů.
So this whole world, the nano world, this area in here is called the nano world, and the nano world, the whole micro world that we see, there's a nano world that is wrapped up within that, and the whole -- and that is the world of molecules and atoms.
Ale já chci mluvit o tom větším světě, o tom mikro světě.
But I want to talk about this larger world, the world of the micro world.
Pokud byste byli malým broučkem, který žije v nějaké květině, jak by ta květina vypadala, kdyby byla takhle velká? Nezdála by se taková, jakou ji vidíme my, když se na ni podíváme. Takže když se podíváte na tuhle kytku jako malý brouk, který je na jejím povrchu, takhle by ten terén vypadal. Okvětní list té květiny vypadá takto, takže ten mravenec leze přes tyhle objekty, a když se podíváte trochu blíž na tuto bliznu a tyčinku, toto je její čnělka, tak si všimnete, že ona má tyto malé útvary, které vypadají jako by byly z rosolu, kterým říkáme ostruhy. Toto jsou nektarové ostruhy. Takže pro toho mravence, který si tu leze, je to jako země Willyho Wonky. Pro ně je to jako malý Disneyland. Je to pro ně jiné, než jak to vidíme my. Tohle jsou malé kousky zrnka pylu, tady a tam, a tady -- to, co vám připadá jako jedna žlutá kulička pylu, je, když se podíváte mikroskopem, ve skutečnosti složené z tisíců malých zrníček pylu. Takže když kupříkladu vidíte létat včely okolo těchto rostlinek, jak sbírají pyl, ta pylová zrnka, která sbírají, si napěchují na svoje nohy a pak s nimi letí do úlu, a z toho je vyrobená medová plástev -- ten vosk v úlu. A také sbírají nektar, ze kterého je med, který jíme.
So if you were a little tiny bug living in a flower, what would that flower look like, if the flower was this big? It wouldn't look or feel like anything that we see when we look at a flower. So if you look at this flower here, and you're a little bug, if you're on that surface of that flower, that's what the terrain would look like. The petal of that flower looks like that, so the ant is kind of crawling over these objects, and if you look a little bit closer at this stigma and the stamen here, this is the style of that flower, and you notice that it's got these little -- these are like little jelly-like things that are what are called spurs. These are nectar spurs. So this little ant that's crawling here, it's like it's in a little Willy Wonka land. It's like a little Disneyland for them. It's not like what we see. These are little bits of individual grain of pollen there and there, and here is a -- what you see as one little yellow dot of pollen, when you look in a microscope, it's actually made of thousands of little grains of pollen. So this, for example, when you see bees flying around these little plants, and they're collecting pollen, those pollen grains that they're collecting, they pack into their legs and they take it back to the hive, and that's what makes the beehive, the wax in the beehive. And they're also collecting nectar, and that's what makes the honey that we eat.
Toto je detailní záběr, ne, tohle je vlastně normální záběr vodního hyacintu a pokud byste měli opravdu, opravdu dobrý zrak, tak byste ho viděli asi takhle. Tady je tyčinka a tady pestík. Ale podívejme se, jak ta tyčinka a pestík vypadají pod mikroskopem. Tohle je ta tyčinka. Jsou na ní tisíce malých zrnek pylu a tady je pestík, a tyhle malé útvary se nazývají trichomy. Ty dávají té květině její vůni a rostliny spolu dokonce navzájem komunikují pomocí svých vůní.
Here's a close-up picture, or this is actually a regular picture of a water hyacinth, and if you had really, really good vision, with your naked eye, you'd see it about that well. There's the stamen and the pistil. But look what the stamen and the pistil look like in a microscope. That's the stamen. So that's thousands of little grains of pollen there, and there's the pistil there, and these are the little things called trichomes. And that's what makes the flower give a fragrance, and plants actually communicate with one another through their fragrances.
Chci vám povědět o něčem opravdu obyčejném, a tím je písek. O písek jsem se začal zajímat před přibližně 10 lety, když jsem poprvé viděl písek z Maui, a tohle je vlastně trocha písku z Maui. Písek má asi desetinu milimetru, každé zrnko písku má přibližně desetinu milimetru. Když se ale podíváte blíž, podívejte, co tam je. Je to naprosto úžasné. Jsou tu miniaturní mušle, věci jako korály, úlomky jiných mušlí, olivín, také kousky sopky. Tady je malý kousek sopky. Také jsou tu vláknonošci. V písku existuje úžasné množství neuvěřitelných věci. A důvodem toho je, že na místě jako je tento ostrov, je velká část písku tvořena biologickým materiálem, protože útesy poskytují místo, kde všichni tito mikroskopičtí nebo makroskopičtí živočichové žijí, a když zemřou, tak se jejich schránky, jejich zuby a jejich kosti rozlámou a stanou se z nich zrnka písku, věci jako korály a podobně. Tady je kupříkladu obrázek písku z Maui. Tohle je z Lahaina. Když jdeme po pláži, tak vlastně chodíme po miliónech let biologické a geologické historie. Neuvědomujeme si to, ale vlastně je to záznam celé této ekologie. Takže tady například vidíme jehlici houbovce, dva kousky korálu, tamto je páteř ježovky. Opravdu hodně fascinujících věcí.
I want to talk about something really ordinary, just ordinary sand. I became interested in sand about 10 years ago, when I first saw sand from Maui, and in fact, this is a little bit of sand from Maui. So sand is about a tenth of a millimeter in size. Each sand grain is about a tenth of a millimeter in size. But when you look closer at this, look at what's there. It's really quite amazing. You have microshells there. You have things like coral. You have fragments of other shells. You have olivine. You have bits of a volcano. There's a little bit of a volcano there. You have tube worms. An amazing array of incredible things exist in sand. And the reason that is, is because in a place like this island, a lot of the sand is made of biological material because the reefs provide a place where all these microscopic animals or macroscopic animals grow, and when they die, their shells and their teeth and their bones break up and they make grains of sand, things like coral and so forth. So here's, for example, a picture of sand from Maui. This is from Lahaina, and when we're walking along a beach, we're actually walking along millions of years of biological and geological history. We don't realize it, but it's actually a record of that entire ecology. So here we see, for example, a sponge spicule, two bits of coral here, that's a sea urchin spine. Really some amazing stuff.
Když jsem se na tohle poprvé podíval, pomyslel jsem si, panebože, tohle je úplně jako malý poklad. Nemohl jsem tomu uvěřit a vypreparovával jsem ty malé kousky a dělal jejich fotografie. Tady vidíte, jak vypadá většina písku našeho světa. Jsou to krystaly křemene a živce. Většina pevninského písku na světě je složena z krystalků křemene a živce. Vzniká erozí žulové skály. Hory jsou obrušovány erozí a materiál odnáší voda, déšť, led a tak dále a stávají se z něj zrnka písku. Tady je další písek, který je vážně mnohem barevnější. Je to písek z okolí Velkých jezer a můžeme pozorovat, že je plný minerálů, jako je růžový granát a zelený epidot a různé další úžasné věci, a když se podíváte na písek z různých míst, tak na každé pláži, na každém místě, kde se podíváte, bude ten písek jiný. Tady je písek z Big Sur, vypadá jako malé drahokamy. V Africe jsou místa, kde se těží drahokamy. Na místech, kde řeky vnáší písek do oceánu, je to jako byste se skutečně dívali na malé drahokamy pod mikroskopem. Každé zrnko písku je jedinečné. Každá pláž je jiná. Každé zrnko je jiné. Na celém světě nejsou žádná dvě zrnka písku stejná. Každé zrnko písku odněkud přichází a někam cestuje. Je to jako momentka v čase.
So when I first looked at this, I was -- I thought, gee, this is like a little treasure trove here. I couldn't believe it, and I'd go around dissecting the little bits out and making photographs of them. Here's what most of the sand in our world looks like. These are quartz crystals and feldspar, so most sand in the world on the mainland is made of quartz crystal and feldspar. It's the erosion of granite rock. So mountains are built up, and they erode away by water and rain and ice and so forth, and they become grains of sand. There's some sand that's really much more colorful. These are sand from near the Great Lakes, and you can see that it's filled with minerals like pink garnet and green epidote, all kinds of amazing stuff, and if you look at different sands from different places, every single beach, every single place you look at sand, it's different. Here's from Big Sur, like they're little jewels. There are places in Africa where they do the mining of jewels, and you go to the sand where the rivers have the sand go down to the ocean, and it's like literally looking at tiny jewels through the microscope. So every grain of sand is unique. Every beach is different. Every single grain is different. There are no two grains of sand alike in the world. Every grain of sand is coming somewhere and going somewhere. They're like a snapshot in time.
A písek není jenom na Zemi, písek je všudypřítomný v celém vesmíru. Dokonce i meziplanetární prostor je plný písku a ten písek se spojil, a tak vznikly naše planety a Měsíc. Můžeme ho vidět v mikrometeoritech. Tohle je pár mikrometeoritů, které mi dala armáda, oni je získávají ze studen na Jižním pólu. Vypadají docela úžasně. Toto jsou ty malé částice, které vytváří svět, ve kterém žijeme -- planety a Měsíc.
Now sand is not only on Earth, but sand is ubiquitous throughout the universe. In fact, outer space is filled with sand, and that sand comes together to make our planets and the Moon. And you can see those in micrometeorites. This is some micrometeorites that the Army gave me, and they get these out of the drinking wells in the South Pole. And they're quite amazing-looking, and these are the tiny constituents that make up the world that we live in -- the planets and the Moon.
A NASA chtěla, abych udělal snímky písku z Měsíce, takže mi poslali písek ze všech různých přistání misí Apollo, které se odehrály před 40 lety. Tak jsem začal fotit svými 3D mikroskopy. Toto je můj první vyfocený snímek. Bylo to svým způsobem ohromující. Říkal jsem si, že to trochu vypadá jako Měsíc, což je docela zajímavé. Mé mikroskopy fungují tak, že normálně v mikroskopu vidíte najednou velmi málo, takže musíte ten mikroskop přeostřovat, a stále fotit a pak mám takový počítačový program, který všechny ty snímky dá dohromady a spojí je v jeden obrázek, abyste viděli, jak to skutečně vypadá, a to dělám ve 3D. Takže tohle, co vidíte, je z pohledu levého oka. Tohle je z pohledu pravého oka. Levé oko, pravé oko.
So NASA wanted me to take some pictures of Moon sand, so they sent me sand from all the different landings of the Apollo missions that happened 40 years ago. And I started taking pictures with my three-dimensional microscopes. This was the first picture I took. It was kind of amazing. I thought it looked kind of a little bit like the Moon, which is sort of interesting. Now, the way my microscopes work is, normally in a microscope you can see very little at one time, so what you have to do is you have to refocus the microscope, keep taking pictures, and then I have a computer program that puts all those pictures together into one picture so you can see actually what it looks like, and I do that in 3D. So there, you can see, is a left-eye view. There's a right-eye view. So sort of left-eye view, right-eye view.
Tady je něco zajímavého. Vypadá to velmi odlišně, než jakýkoli písek na Zemi, co jsem kdy viděl, a to jsem už viděl opravdu hodně písku na Zemi, to mi věřte. (Smích) Podívejte na tu díru uprostřed. Tu díru způsobil mikrometeorit, který narazil do Měsíce. Měsíc nemá atmosféru, takže mikrometeority přicházejí neustále, a celý povrch Měsíce je teď pokryt prachem, protože byl 4 miliardy let bombardován mikrometeority, a když takový mikrometeorit přiletí rychlostí 30 000 - 95 000 kilometrů za hodinu, tak se okamžitě po kontaktu vypaří. A tady můžete vidět, že to -- že se to více méně vypařilo, a ten materiál drží tuhle malou skupinu zrnek písku pohromadě. Tohle je jedno malé zrnko písku, celá tato věc. A to se jmenuje kruhové shluknutí. Hodně zrnek písku na Měsíci vypadá takhle a to na Zemi nikdy nenajdete. Většina písku na Měsíci, hlavně -- určitě víte, že když se podíváte na Měsíc, tak na něm jsou tmavé oblasti a světlé oblasti. Ty tmavé jsou proudy lávy. Jsou to čedičové proudy lávy, a takhle vypadá tento písek, velmi podobný písku, který můžeme vidět v Haleakala. Další písek - když přiletí ty mikrometeority a vypaří se, tak vytvoří takové fontány, mikroskopické fontány, které stoupají -- chtěl jsem říct "do vzduchu", ale tam žádný vzduch není -- stoupají nahoru a vytvoří tyto mikroskopické skleněné korálky, které ztvrdnou, a ve chvíli, kdy dopadnou zpátky dolů na povrch Měsíce, mají tyhle nádherné barevné zesklovatělé kuličky. A ty jsou ve skutečnosti mikroskopické, takže potřebujete mikroskop, abyste je viděli.
Now something's interesting here. This looks very different than any sand on Earth that I've ever seen, and I've seen a lot of sand on Earth, believe me. (Laughter) Look at this hole in the middle. That hole was caused by a micrometeorite hitting the Moon. Now, the Moon has no atmosphere, so micrometeorites come in continuously, and the whole surface of the Moon is covered with powder now, because for four billion years it's been bombarded by micrometeorites, and when micrometeorites come in at about 20 to 60,000 miles an hour, they vaporize on contact. And you can see here that that is -- that's sort of vaporized, and that material is holding this little clump of little sand grains together. This is a very small grain of sand, this whole thing. And that's called a ring agglutinate. And many of the grains of sand on the Moon look like that, and you'd never find that on Earth. Most of the sand on the Moon, especially -- and you know when you look at the Moon, there's the dark areas and the light areas. The dark areas are lava flows. They're basaltic lava flows, and that's what this sand looks like, very similar to the sand that you would see in Haleakala. Other sands, when these micrometeorites come in, they vaporize and they make these fountains, these microscopic fountains that go up into the -- I was going to say "up into the air," but there is no air -- goes sort of up, and these microscopic glass beads are formed instantly, and they harden, and by the time they fall down back to the surface of the Moon, they have these beautiful colored glass spherules. And these are actually microscopic; you need a microscope to see these.
Tohle je zrnko písku z Měsíce, a můžeme pozorovat, že celá krystalová struktura tam stále je. Tohle zrnko písku je pravděpodobně zhruba tří a půl až čtyř miliardy let staré a nikdy nebylo přemístěno erozí tak, jako se to děje s pískem na Zemi, kde je přenášen vodou, gravitací, větrem a tak dále. Jediné, co můžeme vidět, je malé narušení tady dole, to je od Slunce, které má solární bouře, a to je tedy eroze solární radiací.
Now here's a grain of sand that is from the Moon, and you can see that the entire crystal structure is still there. This grain of sand is probably about three and a half or four billion years old, and it's never eroded away like the way we have sand on Earth erodes away because of water and tumbling, air, and so forth. All you can see is a little bit of erosion down here by the Sun, has these solar storms, and that's erosion by solar radiation.
Takže to, co jsem se vám tu dnes snažil říct je, že i tak obyčejné věci, jako je zrnko písku, mohou být vskutku pozoruhodné, když se podíváte zblízka, a když se podíváte z jiného a nového úhlu pohledu. Myslím si, že to nejlépe podal William Blake, když řekl: "V písečném zrnku vidět svět a nebe v luční květině, Do dlaně vzít nekonečno a věčnost prožít v hodině." Děkuji vám. (Potlesk)
So what I've been trying to tell you today is things even as ordinary as a grain of sand can be truly extraordinary if you look closely and if you look from a different and a new point of view. I think that this was best put by William Blake when he said, "To see a world in a grain of sand and a heaven in a wild flower, hold infinity in the palm of your hand, and eternity in an hour." Thank you. (Applause)