Chiara Gavioli: Matematika je jazyk přesnosti a nezávislosti

Co vás přivedlo k matematice? Byla to od začátku jasná volba?

Ano, v podstatě to byla velmi přímá cesta. Bakalářské, magisterské i doktorské studium jsem absolvovala v matematice. Už během střední školy jsem měla výbornou učitelku matematiky, která mě výrazně ovlivnila. Myslím, že to je poměrně častý příběh. Kvalitní učitel dokáže otevřít úplně nový svět.

Když jsem nastupovala na bakaláře, neměla jsem ale představu o tom, co vlastně znamená být výzkumnicí v matematice. Nevěděla jsem, co obnáší doktorát nebo vědecká kariéra. To jsem objevovala postupně, zejména při psaní bakalářské práce, kdy jsem se dostala k pokročilejším tématům a k samotnému výzkumu. Tehdy jsem pochopila, že mě baví nejen „učebnicová“ matematika, ale především ta živá, která dál rozvíjí současné poznání. Proto jsem si zvolila teoreticky orientovaný magisterský program, který byl koncipován pro studenty směřující k doktorátu. Pokračování na doktorát pak bylo přirozeným krokem.

Co vás na matematice přitahuje nejvíc?

Na matematice se mi líbí její nekompromisnost. Nemůžete podvádět. Pokud uděláte chybu, prostě to nefunguje. Nemůžete říct: „Ano, ale…” – ne. Buď je důkaz správný, nebo není. Je to zároveň výhoda i nevýhoda. Pokud nemáte správnou myšlenku, neposunete se dál. Ale když ji máte a dokážete ji formálně potvrdit, získáte jistotu, o kterou se můžete opřít. Můžete jít z bodu A do bodu B a pokud je vaše cesta správná, zůstane správná a korektní bez ohledu na cokoliv jiného. Logika, důkazy, to, že všechno musí do sebe zapadat – to je pro mě opravdu zásadní. Už během studia jsem si uvědomila, že právě tohle je „moje věc“.

Modelování porézních médií: voda, půda a rovnice

Vaším současným tématem je modelování porézních médií. Co si pod tím má laik představit?

Například v projektu, který jsem v posledních dvou letech rozvíjela na Českém vysokém učení technickém v Praze (ČVUT), jsme se snažili najít realistické matematické modely popisující proces filtrace tekutiny – například vody – uvnitř porézního média, jako je písek nebo půda. Experimentálně víme, co se při filtraci děje. Výzvou ale je popsat toto chování pomocí rovnic tak, aby model skutečně odpovídal realitě. A nejde jen o samotné zapsání rovnic – musíme také dokázat, že model je matematicky „dobře položený“. To znamená, že má řešení, ideálně jednoznačné, a že je stabilní. Matematická práce tedy spočívá nejen v navržení modelu, ale i v rigorózním důkazu jeho vlastností.

Co vás konkrétně přitahuje na problematice porézních médií?

Na těchto problémech mě fascinuje, že existuje více matematických modelů na různých škálách – mikroskopické, mezoskopické a makroskopické. Ve Vídni, kde jsem pracovala tři roky, jsem studovala problém z mikroskopické perspektivy, zatímco můj supervizor z ČVUT v Praze se více zabýval makroskopickým pohledem. Začalo mě zajímat, zda je možné tyto různé perspektivy propojit – najít most mezi jednotlivými měřítky. To byl také hlavní cíl mého projektu. Otázka není zcela uzavřená, je to dlouhodobý výzkum. Ale právě to je na tom vzrušující – cesta pokračuje.

Má takto teoretická práce přímé aplikace?

Záleží na úhlu pohledu. Pokud by si náš článek přečetl inženýr, možná by si řekl: „A co s tím mám konkrétně dělat?“ Naše práce není návodem k okamžité aplikaci. Myslím si ale, že může sloužit jako výchozí bod. Pokud například dokážeme, že řešení určitých rovnic má konkrétní vlastnosti, může to pomoci inženýrům lépe interpretovat experimenty nebo zpřesnit jejich modely. Je to spíše otázka komunikace mezi obory než přímého převodu rovnic do praxe. Navíc jsme pracovali i s numerickými simulacemi – samozřejmě s určitými zjednodušeními modelu. To může být užitečné například pro vývojáře softwaru, který se používá v inženýrské praxi.

Existuje oblast, kde by vaše modely mohly být pro veřejnost obzvlášť zajímavé?

Ano, například jsme publikovali práci týkající se ochrany historických budov. I stavební materiály, například kámen, lze považovat za porézní médium. Modelování proudění vlhkosti v těchto strukturách může být relevantní pro jejich zachování. To je téma, které může veřejnost zaujmout víc než například filtrace vody v půdě – a přitom jde o podobné matematické principy.

Marie Skłodowska-Curie Actions jako cesta k samostatnosti

Na České vysoké učení technické v Praze vás přivedlo stipendium Marie Skłodowska-Curie. Co vám tato zkušenost dala?

Byla to velmi zásadní zkušenost. Není to standardní postdoktorandská pozice – grant Marie Skłodowska-Curie mi dal velkou míru svobody, ale zároveň i odpovědnosti.

Měla jsem možnost hodně cestovat, setkávat se s lidmi z různých oborů a navazovat nové spolupráce. To zásadně ovlivnilo můj pohled na výzkum. Musíte být schopni mluvit „jazykem“ různých komunit – inženýrů, numerických analytiků, fyziků. Nestačí zůstat jen ve svém úzkém matematickém rámci.

Zároveň mi grant dal pocit určité profesní autonomie. Samozřejmě jsem měla supervizora, ale také prostor se formovat jako samostatná vědkyně, hledat vlastní témata a budovat svoji síť kontaktů. To je podle mě mimořádně cenné.

Doporučila byste tuto zkušenost mladým vědcům?

Rozhodně ano. Nabízí příležitosti, které běžný postdok často neposkytne – právě díky důrazu na mobilitu, interdisciplinaritu a školení. Opravdu rozšiřuje obzory.

Vnímáte rozdíly mezi akademickým prostředím v Itálii a v České republice?

Jedním z největších rozdílů je financování. V Itálii se často říká, že na výzkum není dostatek prostředků – a je to pravda. Neexistuje tam strukturálně samostatná národní grantová agentura srovnatelná například s českou GA ČR, rakouskou FWF nebo německou DFG.

Zároveň současná situace mladých vědců není jednoduchá. Přestože byla nedávno schválena legislativa, která zlepšuje pozici postdoků na trhu práce v Itálii, nebylo k tomu bohužel adekvátně navýšeno financování. Mnoho mladých doktorandů proto odchází do zahraničí. V tomto ohledu je české prostředí příznivější, zejména pokud chce člověk rozvíjet nezávislý výzkum.

Jaká byla vaše zkušenost s Prahou a Českou republikou?

Do Prahy na ČVUT jsem jezdila od roku 2017, protože už tehdy jsem během doktorátu spolupracovala se svým MSCA supervizorem Pavlem Krejčím. Takže když jsem se sem přestěhovala, nebylo to úplně neznámé prostředí. Město se mi velmi líbí. Kvalita života je v Praze podle mě vysoká. Oceňuji, že nepotřebuji auto – veřejná doprava je skvělá. Je tu hodně zeleně a možností, jak trávit čas venku.

Zajímavé je, že lidé zde chodí ven za každého počasí – i v dešti nebo ve sněhu. Češi se špatného počasí nebojí. To mě překvapilo (smích).

Pandemie a matematika „na papíře“

Jak vypadá výzkum v matematice? Potřebujete laboratoře nebo speciální vybavení?

V zásadě potřebujete jen pero a papír. Když píšete článek nebo pracujete s numerickými simulacemi, tak samozřejmě potřebujete i počítač. Ale samotné řešení problému často probíhá tak, jak si člověk představí matematiku na střední škole – sedíte a zapisujete si postup.

Má to své výhody. Například během pandemie jsem s výzkumem neměla zásadní problém. V Itálii jsem tehdy učila, což bylo náročné, ale samotný výzkum bylo možné dělat z domova. Občas jsme měli online setkání, ale jinak šlo pokračovat.

Nepůsobí taková práce osaměle?

Když řeším problém, necítím se osaměle. Je to dialog mezi mnou a problémem. Jsem velmi soustředěná a plně ponořená do práce. Samozřejmě pokud se zaseknu, potřebuji zpětnou vazbu – od supervizora nebo kolegů. A při formulaci nového problému je diskuse klíčová. Ale samotná práce na důkazu pro mě není osamělá zkušenost.

Matematika je stále vnímána jako dominantně „mužský” obor. Setkala jste se během své kariéry s předsudky?

Ano, matematika je stále převážně mužský obor. Situace se pomalu mění, zejména mezi doktorandy a mladými výzkumníky je zastoupení žen vyváženější. Ale čím výš v akademické hierarchii postupujete, tím méně žen vidíte.

Stalo se mi například, že někdo reagoval na to, že studuji matematiku, poznámkou typu: „To jsem si myslel, že je spíš pro muže.” Takové reakce existují.

Osobně jsem ale neměla pocit, že by mě to zásadně omezovalo. Většina mých kolegů jsou muži, ale vnímám je prostě jako kolegy. Vím však, že některé jiné ženy měly obtížnější zkušenosti.

Jakou radu byste dala studentům či doktorandům, kteří uvažují o kariéře v matematice?

Najděte si dobré lidi, se kterými můžete mluvit a konfrontovat své myšlenky. To je velmi důležité. Správní lidé vás posunou dál.

Důležitý je také výběr tématu. Na začátku doktorátu dostanete problém, který se stane vaší disertační prací. Snažte se vybrat téma – nebo supervizora – tak, aby vás problém skutečně zajímal. Pokud vás bude bavit, bude vás motivovat i v obtížných chvílích.

Mobilita je rovněž klíčová. Už krátce po začátku doktorátu jsem měla možnost přijet do Prahy a setkat se s novými lidmi. Tyto zkušenosti mě výrazně ovlivnily a otevřely další dveře.

Rozhovor vznikl v rámci copywritingové spolupráce.

Chiara Gavioli působí jako vědecká pracovnice v Matematickém ústavu Akademie věd České republiky. Ve svém výzkumu se zaměřuje na fyziku kontinua a materiálové inženýrství, které zkoumá pomocí metod parciálních diferenciálních rovnic a variačního počtu. Doktorské studium matematiky absolvovala na Univerzitě v Modeně a Reggio Emilia v Itálii. Následně působila na postdoktorandských pozicích na TU Wien ve Vídni a jako stipendistka programu Marie Skłodowska-Curie Actions na Fakultě stavební Českého vysokého učení technického v Praze. Za svou disertační práci získala cenu „Tullio Levi-Civita” za nejlepší obhájenou doktorskou práci v daném oboru v Itálii.