Pavel Jungwirth: Až nastane čas odejít, zřídím na ústavu tenisové kurty

V rámci výzkumu se věnujete řadě oblastí, sám o sobě říkáte, že jste „vědecký turista“. Co je jednoticí linkou vašeho vědeckého směřování?

Věnuji se studiu procesů, které se týkají iontů a elektronů ve vodném prostředí. Z jedné strany se tak dostanu k základní fyzikální chemii, která má zajímavé aplikace. Druhou větví jsou chemické reduktivní procesy a třetí větev tvoří studium biofyzikálních a biochemických procesů, kdy se díváme třeba na to, jak nabité peptidy pronikají z vodného prostředí do olejnatého prostředí buněčné membrány a zase zpátky. Dnes také více směřuji k metodice, a i když hodně pracuji s experimenty, tak základem jsou počítačové modely. S kolegy se nám povedla řada věcí, některé byly zábavné a jiné užitečné.

Jaký z vašich vědeckých počinů vám jako první vytane na mysli?  

Naše experimenty s kovovou vodou, protože řada lidí si myslela, že ji nepůjde na Zemi připravit, ale nám se to podařilo díky jednoduchému triku. O kovové vodě se mluví v kontextu jader velkých planet jako je Jupiter nebo Saturn, kde je tak velký tlak, že dochází k delokalizaci elektronů a voda se dostává do kovového stavu. Takové podmínky ovšem neumíme na Zemi vytvořit, takže jsme si řekli, že nebudeme zkoušet vodu stlačovat, ale elektrony jí dodáme zvenčí pomocí alkalického kovu. Ukázalo se, že to je správná cesta a na pár vteřin jsme vyrobili tenkou vrstvu kovové vody.

Má váš objev nějaký praktický užitek?

Řekl bych, že minimální, ale je to ukázka toho, co je ve vědě možné. Také se mi na našem experimentu líbí, že i když jsme používali moderní techniky 21. století, jako je fotoelektronová spektroskopie nebo měření na synchrotronu a tak, celý pokus myšlenkově trochu spadá do chemie 19. století, kdy bylo důležité to, co je okem viditelné a pěkné na pohled, protože voda při přechodu do kovového stavu nádherně zezlátne. 

Rozvíjíte studium přechodu mezi kovovým a nekovovým stavem dál?  

Ve fyzice pevných látek je přechod kov-nekov základní věc, na kterou je řada modelů a teorií. A když se začtete do učebnic, tak se dozvíte, že jde o fázový přechod prvního řádu, jako když taje led. To znamená, že má jasně definované podmínky, při kterých nastane. Že se zvyšující se koncentrací elektronů se systém najednou přepne a z nekovu je kov. My v našem systému ale vidíme, že z nekovu se kov stává postupně. 

Budete tedy přepisovat učebnice? 

Ještě to nemáme experimentálně ověřené, ale výpočty ukazují, že při koncentracích, ve kterých by měl přechod nastat, systém osciluje v čase mezi kovem a nekovem. Tím, jak se mění okamžité uspořádání a molekuly se hýbou a mají různou orientaci, tak se chovají buď jako nekov nebo jako kov. A jejich stav se mění v řádu stovek femtosekund, jde opravdu o velmi krátký čas. Článek, ve kterém to ukazujeme, je nyní na konci recenzního řízení. Byl by to nový fyzikální jev, který dosud nikdo nepopsal.

Jste jako jeden z mála českých vědců také držitelem ERC Advanced grantu. Na co se v něm zaměřujete?

Současné modely, které predikují, jak reagují ionty s biomolekulami, jsou často úplně mimo. A my jsme přišli na zkratku, která nám umožní dramaticky zlepšit přesnost modelů, aniž bychom museli zesložitit výpočet. Musíme ovšem celou metodiku úplně překopat a znovu parametrizovat, což je nudná dlouhodobá práce. Ale já myslím, že to stojí za to, protože přesnější modely pak mají velmi zajímavé aplikace, třeba při modelování signalizace vápenatými ionty či role hořečnatých iontů při balení DNA v jádře. 

V průběhu kariéry jsem řešil řadu projektů, které byly hezké, zajímavé a rychlé. A tohle je přesný opak, ale baví mě to víc a víc, protože vidím, že to bude velmi užitečné a může to posunout celou vědeckou komunitu. První verze našeho modelu je už publikovaná, lidé ji používají a přesnost výpočtů jsme už dramaticky posunuli.

V čem spočívá vaše vylepšení? 

Vývoj podobné metodiky bývala práce pro 20 lidí na 20 let. ERC je na 5 let a pro 5 lidí, takže si pomáháme strojovým učením. Jsou různé možnosti, jak ho používat, počínaje tím, že zapomenete na fyziku a chemii a zajímá vás jenom finální výpočet. Já pořád potřebuji vědět, že základní fyzika je v tom správně, takže vycházíme z realistických interakcí různých molekul a strojové učení využíváme při optimalizaci parametrů a srovnání s experimenty. Strojové učení je pro nás spíš sluha, který nám zjednoduší výpočet než pán, který nám dá výsledek. 

V rámci projektu také spolupracujete s řadou vašich bývalých kolegů a studentů.

Ctím princip, že když moji studenti obhájí a odchází a chtějí dál pokračovat v akademické kariéře, tak je nutné přestřihnout pomyslnou pupeční šňůru a dát jim prostor se samostatně rozvíjet. Někteří se po čase vrátí a jako rovný s rovným pak spolu řešíme navazující projekty, díky kterým mohou dále vyrůst. ERC projekt je k takové spolupráci skvělou příležitostí, protože kolegové nám jej pomáhají testovat na dalších biomolekulách nebo v prostředí a s jinými ionty.

Váš bratr, fyzik Tomáš Jungwirth, byl 8 let ve vědecké radě ERC a vy jste jako jeho přímý příbuzný nemohl žádat o ERC granty. Omezovalo vás to?

Bylo to v době, kdy brácha se svým ERC Advanced grantem na rozdíl ode mě uspěl. Když mu nabídli členství ve vědecké radě, tak se mě ptal, zda to má vzít, protože věděl, že mě tím omezí. A já jsem s nadsázkou byl zhrzený, protože jsem nedostal podle mě skvěle připravený grant, tak jsem mu to odsouhlasil s tím, že si dám pauzu. Když nám pak s bratrem skončilo embrago, tak jsem měl připravenou mnohem lepší žádost, a navíc se mnoho věcí změnilo i v ERC, která brala i projekty více metodické. Takže tam se nám to před dvěma lety povedlo oběma najednou, z čehož jsme měli pochopitelně velikou radost.

Podpora chemických vizionářů i rodičů ve vědě

Kromě toho, že je cena Neuron zpečetění vašich vědeckých úspěchů, tak vám také otevírá dveře do povědomí širší veřejnosti. Patří k roli vědce 21. století ve vaší fázi kariéry i určitá společenská angažovanost?

Kariéra vědce by měla stát na 3 pilířích: vědě, výuce a službě komunitě. Tu je možné pojmout různě, třeba řízením institucí, čemuž já se zatím úspěšně vyhýbám. Mojí třetí nohou je komunikace vědy, na kterou nahlížím velmi zeširoka. Mluvit o tom, že věda přináší do našich životů mnoho užitečných aspektů je důležité, ale já vědu také vnímám jako součást celospolečenské kultury, nadstavbu, která nás dělá tím, kým jsme.

Před čtyřmi lety jste se kvůli tomuto přesvědčení pustil do vedení Učené společnost České republiky, ze které jste chtěl vytvořit otevřenější spolek. Povedlo se vám to? 

Moje předsednictví začalo v květnu 2020, což byla vzhledem k začínající pandemii výzva, ale i příležitost. A myslím, že jsme toho využili docela dobře a jako řada dalších organizací jsme se rozšířili do virtuálního prostoru. Spolu s příchodem nových technologií a odchodem původní zakládající generace byla dobrá doba na to přeuspořádat stav věcí. Nyní už to není hlavně klub sám pro sebe a Učená společnost pořádá řadu veřejných přednášek a diskusí na různá témata. Také pro mě bylo důležité dát vědět, že cílem Společnosti není říkat, jak mají věci být, ale spíše otevíráme smysluplnou diskusi a nastavujeme mantinely pro to, v jakých oblastech má diskusi smysl vést. Dnes už ve vedení společnosti nejsem, ale řada věcí běží dál, což beru jako známku toho, že šlo o vykročení správným směrem a kolegové vzali změny za své. Počin, na který jsem zvláště hrdý, vznikl ve spolupráci s Michalem Brožem, šéfem kanceláře OSN v České republice, se kterým jsme nastartovali udílení Ceny za komunikaci změny klimatu.

Stojíte také za Dream Chemistry Award, soutěží pro mladé chemické vizionáře. O co jde?

Dream Chemistry Award vymyslel kolega Robert Holyst z Ústavu fyzikální chemie Polské akademie věd a následně jsme se k ní jako ústav připojili a ob rok se střídáme s organizací. Je to soutěž pro mladé vědce do 7 let po PhD, kteří soutěží se svými „vědeckými sny“, které chtějí zrealizovat v horizontu cca 10 let. Soutěžící musí nominovat respektovaný vědec z oboru a ročně dostaneme 50 až 100 přihlášek. Z těch vybereme 5 a autory pozveme do Prahy nebo Varšavy. Teď s kolegy začínáme vážně uvažovat, že bychom mohli dělat ještě Dream Biology Award.

Širší společnost vás zná také díky sloupkům v Respektu. Jak to celé vzniklo?

Začal jsem je psát v roce 2003, kdy jsem zareagoval na inzerát, ve kterém sháněli redaktora na společensko-vědní a vědecká témata. Pár let jsem psal jeden až dva články za měsíc o vědě a postupně se to překlopilo ve sloupky, ve kterých se pořád věnuji hlavně vědě nebo tomu, co jsem kde na vědeckých setkáních zažil, a pořád mě to hrozně baví. Ostatně to, že jsem se díky sloupkům do Respektu musel naučil napsat celou myšlenku do 2500 znaků, nepoužívat přebytečná přídavná jména nebo zkrátit věty, mi hodně pomáhá i při psaní vědeckých článků nebo grantových žádostí.

Stál jste také u zrodu Pamětního grantu Martiny Roeselové, který je určený studentkám a studentům, kteří kloubí vědeckou kariéru a rodičovství. Jaký je jeho příběh?  

Martina Roeslová byla mojí spolužačkou z magisterského studia. A protože ji v kariéře na rozdíl ode mě zpomalily 3 děti, tak se po mém návratu z postdoku stala mojí první PhD studentkou. Na sklonku roku 2014 jí diagnostikovali rakovinu a o několik měsíců později ve 49 letech zemřela.

Podpořit studentky a studenty, kteří mají rodinu a budují kariéru, mi přišlo jako dobrý způsob, jak uchovat památku skvělé vědkyně a mámy. S kolegy jsme udělali sbírku a vybrali jsme 120 000 Kč, ze kterých jsme vyplatili první stipendium. V druhém roce jsme se domluvili s tehdejším ředitelem ústavu Zdeňkem Hostomským, že vybereme na jedno stipendium a ústav zaplatí druhé. Třetí rok zaplatil ústav dvě a projekt postupně rostl. Dnes je stipendium pod Nadačním fondem IOCB Tech, který jich uděluje 10.

Na základě jakých kritérií se stipendia udělujete?

Projekt je něco mezi grantem a sociálním stipendiem. Díváme se, jak moc studentům nebo studentkám peníze pomohou skloubit práci s péčí o děti i jakou vědu dělají. Ve výběrové komisi je například Martinina postdoktorská školitelka z Kalifornské univerzity nebo její syn, který je také vědec. Dostáváme tak 60–70 přihlášek každý rok a hlásí se nám i kluci, což je fajn.

Radost ze života i z práce

Jaká je vaše silná vědecká stránka? 

Umím hledat důležité věci i zábavu ve věcech, které ostatní přehlíží. Zvláště to druhé je podle mě důležité, protože když chce člověk říct něco vážného, tak je nejlepší, když ze sebe udělá klauna a celé to trochu odlehčí. Třeba když chci na vědecké konferenci ukázat novou myšlenku nebo teorii, tak to dost často znamená, že před vámi udělal někdo něco špatně. A říct to takto naplno není jednoduché ani taktické. Mně sedí poloha dvorního šaška, který říká vážné věci, ale s nějakým humorem, nadhledem a hlavně sebeironií. A při tom je zásadní trochu shodit sám sebe.

Platí to i v rámci vašeho každodenního fungování v rámci vaší vědecké skupiny? 

Ve skupině to chci mít nastavené tak, aby se lidi nebáli říkat, že něco udělali špatně. A abychom byli schopni řešit pracovní věci na věcné úrovni, tak na osobní úrovni musí být pohoda.

Vaše skupina má téměř 30 členů. Jak ji zvládáte řídit?

Do značné míry to funguje samo, ale do kanceláře mám vždycky otevřené dveře. A hlídám si, abych nedělal mikromanagement. Pravdou ale je, že si spolupracovníky hodně vybírám, a to nejenom po odborné stránce, ale musí také zapadnout k nám do kolektivu. Mám pár seniorních postdoků, kteří řídí malé podskupiny. Spoustu technických věcí už sám pořádně neumím, takže nyní mám třeba postdoka z USA, který mi pomáhá se strojovým učením. Já se hlavně snažím vytvářet dobré podmínky pro práci. A píši články a vymýšlím, co se bude dělat dál.

Přemýšlíte do budoucna i nad nějakou manažerskou rolí?

Mojí vášní je také akademické publikování, 13 let jsem dělal redaktora časopisu Americké chemické společnosti. Publikování se v současnosti strašně rychle mění, zejména díky open access přístupu, který podle mě zoufale nezvládáme, protože současný systém vytváří nezdravou ekonomickou vazbu mezi médiem a autory. Moc by se mi líbilo, kdyby v budoucnu vznikl v oboru fyzikální chemie časopis v diamond open access režimu (tzn. placený třetí stranou), jako je běžné např. v IT oborech. A kdyby to byl časopis zaměřený na  vyhledávání zajímavého obsahu, který by vedl nějaký entuziastický redaktor nebo redaktorka, tak bych do toho šel jako dvojka.

A když to neklapne? 

Na ústavu hodně mluvíme o work-life balance a protože mě baví tenis (do nového roku jsem si dal předsevzetí, že nebudu hrát víc než třikrát týdně, ale nedaří se mi je splnit), tak bych chtěl zřídit ústavní tenisové kurty. Můj sen je, že se tak za deset let postupně přesunu z pozice „Distinguished chair” do role „Distinguished tennis courts manager” a budu tam hrát s kolegy tenis a povídat si o chemii. Myslím, že je potřeba mít v životě i jiné zájmy než jen vědu, a hlavně umět včas odejít a nezabírat místo mladším.  

---

Pavel Jungwirth je fyzikální chemik, který se specializuje na počítačové simulace biomolekul a jejich interakcí s ionty ve vodném prostředí. Je členem Učené společnosti České republiky a laureátem několika prestižních ocenění, včetně Ceny Neuron za přínos světové vědě. Kromě vědecké činnosti je známý jako popularizátor vědy, který přibližuje komplexní témata širší veřejnosti prostřednictvím přednášek, článků i vystoupení v médiích. Pavel Jungwirth působí v Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd České republiky. 

Fotografie: Jana Plavec / Akademie věd ČR