„Studujte kvaterniony.“
Rozhovor proběhl v červnu 2015.
Prof. RNDr. Drahoslava Janovská, CSc., se narodila v roce 1952 v Klatovech. V roce 1976 absolvovala Matematicko-fyzikální fakultu Univerzity Karlovy v Praze a v roce 1981 obhájila na MFF UK disertační práci Numerické řešení kontaktních úloh. V roce 2013 se stala profesorkou v oboru aplikovaná matematika na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské Českého vysokého učení technického v Praze. Na Vysoké škole chemicko-technologické působí od roku 1998, a to v Ústavu matematiky na Fakultě chemicko-inženýrské. Zabývá se dynamickými systémy Filippovova typu a jejich aplikacemi v chemickém inženýrství. Kromě toho studuje teorii nekomutativních algeber a vytváří algoritmy numerické lineární algebry pro kvaterniony. Díky bohatým zkušenostem ze zahraničí je klíčovou osobou v zajišťování studentské mezinárodní mobility, neboť působí jako koordinátorka programu Erasmus pro německé univerzity Universität Hamburg a Universität Konstanz.
Mohla byste pro laiky vysvětlit, čím se zabýváte a jak se vyvíjela vaše kariéra?
Vystudovala jsem obor matematika a nastoupila na aspiranturu na Fakultě matematicko-fyzikální na Univerzitě Karlově v Praze. Disertaci o numerickém řešení kontaktních úloh jsem obhájila v roce 1981. Byla z oblasti mechaniky kontinua, konkrétně jsem se zabývala modelováním kontaktu dvou elasticko-plastických těles s předepsanou mezí skluzu. Teorii jsem ilustrovala na deformacích palivového článku jaderného reaktoru.
Jednou přišel náš vedoucí a řekl: „Od příštího semestru budeš přednášet vlastní čísla.“ Nastudovala jsem si o vlastních číslech všechno, co se dalo, a učila dvousemestrální kurz. Naši studenti by dnes byli z dvousemestrálního kurzu vlastních čísel naprosto zděšení, protože o nich slyší jenom čtvrtinu jedné přednášky. A tak se stalo, že jsem se začala zabývat numerickou lineární algebrou, která mě od té doby provází. Tehdy to byl opravdu hit. V roce 1971 vyšla kniha profesora Wilkinsona, ve které byly poprvé publikovány softwarové balíky „LINPACK“ a „EISPACK“ obsahující algoritmy pro řešení lineárních algebraických rovnic a pro výpočet vlastních čísel a singulárních hodnot matice.
Když jsem v roce 1998 nastoupila na VŠCHT, nikoho tu, bohužel, numerická lineární algebra nezajímala. Naopak tu byl zájem o dynamické systémy, takže jsem se znovu úplně přeškolila. Zabývám se zejména Filippovovými dynamickými systémy a jejich aplikacemi v chemickém inženýrství a v biologii. Například jsme simulovali chování systému kapalina a plyn v reaktoru. Do reaktoru přivádíme kapalinu a plyn, přičemž z reaktoru vychází pouze jedna odvodní trubka. Na její poloze v reaktoru závisí, zda odvádíme kapalinu, nebo plyn. Hranice mezi kapalinou a plynem se ustálí v poloze, kdy z reaktoru odchází směs, kterou si můžeme představit jako sifon. Jde o zjednodušený model HDPE reaktoru, tj. reaktoru, který vyrábí vysokohustotní polyethylen vhodný například k výrobě přepravek, PET lahví nebo kontejnerů a potrubí.
Příkladem zajímavé aplikace v biologii jsou systémy typu dravec–kořist. Jde o model chování dvou nebo více soupeřících druhů v přírodě. Zabývali jsme se konkrétním problémem tohoto typu. V Portugalsku řešili vinaři na jisté vinici praktický problém: hmyz ničil úrodu vína. Vinaři využili speciální druh pavouků, který se hmyzem živil a tím vinici prospíval. V modelu dravec–kořist byli pavouci „dravec“, hmyz „kořist“. Bohužel časem vinaři zjistili, že pavouci nestíhají hmyz vyhubit a že je budou přece jen muset podpořit postřikem. Vytvořili matematický model a simulovali celou situaci. Model ale nefungoval, jak si představovali. Ve finále se jim sice povedlo nastavit sprejování tak, aby hmyz vyhubili, ale bohužel tím vyhubili i pavouky. S využitím Filippovových systémů se nám podařilo model vylepšit tak, že větší část pavouků postřik přežila. Tedy bez chemie to nešlo, ale omezili jsme podstatně dobu její aplikace.
V numerické lineární algebře se už více než deset let zajímám o kvaterniony. Společně s mým dlouholetým spoluautorem jsme pro kvaterniony vytvořili teorii a algoritmy pro širokou škálu úloh z numerické lineární algebry. Lidé znají komplexní čísla, tedy uspořádané dvojice bodů. Kvaterniony jsou uspořádané čtveřice bodů. Jejich využití je v zásadě dvojí: první je v kvantové fyzice a chemii, kde se pomocí kvaternionů dobře modelují jevy, jako je třeba spin elektronů. Druhou oblastí je počítačová grafika, kde jsou kvaterniony velmi výhodné pro zobrazování objektů. Pokud máte přemístit bod v prostoru z jednoho místa na druhé, běžně k tomu potřebujete tři matice: jedna ho přemístí ve směru osy x, druhá ve směru osy y s třetí ve směru osy z. Na stejnou operaci ale stačí pouze jedno násobení kvaternionem. Je to sice výhodné, ale operace s kvaterniony nejsou jednoduché – například násobení není komutativní, takže neplatí, že a × b = b × a.
Proč jste si vybrala právě matematiku? Měla jste nějaké vzory?
Moji rodiče chtěli, abych šla studovat medicínu. Už na gymnáziu v Plzni jsem byla ve výběrové třídě. Naši pedagogové pro nás zorganizovali laboratoře na tamní medicíně. Dělali jsme různé, v podstatě chemické pokusy, což se mi moc líbilo, a říkala jsem si: Tak proč ne. Jenomže matematika se mi líbila ještě víc. Měli jsme velmi nadšeného pana profesora, který pro nás organizoval v planetáriu mimořádné hodiny matematiky – dvě hodiny týdně od šesti ráno. Nakonec jsem si změnila přihlášku, takže moji rodiče byli docela překvapeni, když ji přišli podepsat a byla na jinou školu, na Matfyz.
Chtěla jsem na učitelství, ale tatínek řekl: „To v žádném případě.“ Ať si vyberu buď matematiku, nebo fyziku, abych měla solidní vzdělání a nemusela celý život učit na střední škole. Vybrala jsem si matematiku a opravdu jsem nelitovala. Matematici jsou zvláštní lidé. Matematika není povolání, ale zábava, veliký koníček. Baví mě ale i pedagogická práce, ráda se věnuji studentům.
Na Matfyzu mě velmi motivoval vedoucí katedry numerické matematiky, pan profesor Marek. Napsal se mnou můj první článek do Aplikací matematiky. Pracuje ještě dnes, ve dvaaosmdesáti, a stále spolupracujeme. Na VŠCHT mě zlákal pan profesor Kubíček, kterého také považuji za svůj vzor. Velmi mnoho inspirace mi poskytují zahraniční kolegové.
Proč je důležité se matematice věnovat?
Matematika učí lidi logicky myslet. To chceme vštípit i našim studentům, ne nutit je nadrtit se vzorečky, které si dnes najdou v počítači. Důležité je, aby se naučili myslet, vyvozovat důsledky z příčin, aby pochopili, že potřebují předpoklady, aby platilo tvrzení, v tom je stále největší problém. Matematika také učí pracovat s abstraktními pojmy a zobecňovat, což bývá další problém.
Takže máte nelehkou práci…
Matematika I je někdy noční můra. V prvním semestru nám projde rukama celá škola. Ale v prvním semestru magisterského studia je už se studenty radost pracovat a naše doktorandy považujeme za rovnocenné partnery.
Zabýváte se celou řadou problémů. Co vás baví nejvíc?
Asi kvaterniony. První článek o nich jsme s mým spoluautorem, profesorem Opferem z Hamburku, publikovali už v roce 2002 a od té doby píšeme dva až tři články ročně. Je to můj soukromý koníček, protože na VŠCHT se zatím kvaterniony neuplatní. Možná až jednou… Ale jedna skupina, která se zabývá kvaterniony, v Praze je. Na ČVUT, na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské. Chemicko-inženýrské problémy se obvykle modelují jako dynamické systémy pomocí parciálních diferenciálních rovnic. Jejich řešení je obtížné a vyžaduje aplikaci pokročilých numerických metod. Může se stát, že vyřešit úspěšně daný problém znamená několik let usilovné práce. Úlohy jsou vždycky velice zajímavé, bohužel, tady mi trochu chybí chemické vzdělání.
Jak jste si představovala kariéru na začátku studií a později?
Na začátku jsem o kariéře vůbec nepřemýšlela. Studium na Matfyzu byl velký šok, matematiku tam pojímali úplně jinak než na střední škole. Na přemýšlení o kariéře nebyl čas. Od třetího ročníku jsem začala pracovat jako pomocná vědecká síla. Pomáhala jsem lingvistům třídit jejich data a zároveň jsem s kolegy pracovala jako operátorka dvou počítačů Minsk v rotundě na Malostranském náměstí, z dnešního pohledu by jejich celkový výkon odpovídal asi tak iPadu. Potom jsem psala diplomovou práci o konvergenci konečných prvků, což se mi líbilo. Chtěla jsem zůstat na aspiranturu, jenže to nešlo. Můj otec byl nestraník, za války byl totálně nasazený v Německu. V padesátých letech, když jsem se narodila, byl zavřený. Studovat matematiku jsem mohla, ale aspiranturu muselo schválit ministerstvo školství a to ji neschválilo. Pan profesor, můj pozdější šéf, mi ale řekl: „Tak to zkus na stáži.“ Rok jsem byla na stáži v Centru numerické matematiky MFF UK, kde jsem počítala stipendia pro celou univerzitu. Po roce jsem se o aspiranturu pokusila znovu, ledy se pohnuly a já jsem ji získala. To bylo v roce 1977. Psala jsem disertaci, což si člověk užije, pokud ho to baví. Pak jsem se vdala a v roce 1981 se nám v květnu narodila dcera. V září jsem disertaci obhájila a nastoupila jsem na mateřskou. Neměli jsme moc peněz. Byt jsme ale měli. Manžel dostal nabídku jet učit na Maltu, a tak jsme na dva roky odjeli. Z Československa bylo na Maltě šest učitelů a šedesát lékařů. Až později jsme pochopili, že fungujeme jako stávkokazi – většina maltských lékařů a učitelů byli nacionalisté, ale volby vyhráli labouristé. Nacionalisty vyhodili a místo nich vzali odborníky z Československa. Bylo to šťastné období našeho života. Češi a Slováci fungovali jako komunita, hodně jsme se scházeli a scházíme se dodnes.
Asi v polovině pobytu jsme dostali možnost chodit počítat do výpočetního střediska IBM. Bylo tam čtyřicet počítačů, ale jen dva obsazené. Opravdu jsme si to užívali. Jeden vždy hlídal dceru a druhý počítal. Pak si ale Malťané uvědomili, že představujeme bezpečnostní riziko, a asi tři měsíce před odjezdem domů nám zakázali do centra přístup. Nicméně ještě než jsme odjeli, někdo jim to výpočetní středisko vyhodil do vzduchu. Hlavně, že se báli nás…
Jaké to bylo po návratu?
Než jsem odjížděla, měla jsem jen smlouvu na dobu určitou. Když jsem skončila aspiranturu, zavolala si mě „kádrovačka“. „Jedete na tu Maltu? Doufám, že to druhý dítě si pořídíte tam. Jestli si ho nepořídíte, až přijedete, nebudete tady mít místo!“ Poměry byly tenkrát neuvěřitelné. Dítě jsem si na Maltě nepořídila, protože přece jenom doma je doma. Po intervenci z ministerstva školství jsem nakonec místo dostala, ale jen vědecké, abych nekazila studenty. V květnu 1986 se nám narodil syn, ale do práce jsem nastoupila už od července. Fakulta pořádala mezinárodní konferenci a já byla členkou organizačního výboru.
Ještě před revolucí jsem se stala pedagogickou pracovnicí. Po revoluci a stávce studentů nastalo období „studentům je všechno povoleno, studenti si sami vyberou, co chtějí studovat“. No a jak to dopadlo? Samozřejmě studenti nechtěli obtížné diferenciální rovnice, jenom lehkou lineární algebru. Zakrátko bylo i studentům jasné, že to takhle nepůjde. Postupně zase převážila kvalita studia. Matematika je matematika, v té se politika moc neodráží.
Manžel je profesor matematiky na MFF UK. V roce 1996 odjel na dva měsíce do Ameriky a bohužel tam vážně onemocněl. S nemocným manželem a dvěma dětmi jsme na tom nebyli finančně moc dobře. Tehdy za mnou přišel pan profesor Kubíček, jestli si nechci na VŠCHT přivydělat výukou. Bylo to náročné, měla jsem úvazek na Matfyzu a k němu jsem přibrala ještě deset hodin týdně na VŠCHT. Když se v roce 1998 stěhovala katedra numerické matematiky MFF z Malostranského náměstí do Karlína, přišel profesor Kubíček s nabídkou: „Když už se stěhujete, nechceš se odstěhovat rovnou do Dejvic?“ Odstěhovala jsem se do Dejvic a manžel se odstěhoval do Karlína. Po dvaceti letech na jednom pracovišti jsme se rozdělili.
Takže oboustranná emancipace. Jak se změnila vaše kariérní očekávání s přechodem na VŠCHT?
Nikdy jsem o kariéru neusilovala, brala jsem život, jak šel. Prostě jsem se stala docentkou a pak profesorkou. Ale zapracovat na tom samozřejmě musíte.
Co považujete za rozhodující pro profesní dráhu?
Je potřeba mít hodně chuti a nadšení do práce. Práce vás musí těšit. Důležité je také pohodové rodinné zázemí. Zabývám se základním výzkumem. Baví mě práce se studenty. Mám radost, když vidím, co všechno se od příchodu na VŠCHT naučili.
V čem vidíte svůj největší úspěch?
To je složité. Docentura i profesura byly úspěchem, profesuru jsem dělala na ČVUT, protože u nás nemáme akreditaci na profesuru v oboru aplikované matematiky. Vždycky se snažím mít před sebou nějaký konkrétní cíl. Například letos v červnu jsme s panem profesorem Opferem z Hamburku pořádali konferenci v Německu, kam se sjelo třicet lidí ze všech koutů světa.
Co vidíte jako klíčové pro úspěch ve vědě? Co z člověka udělá vynikajícího vědce?
Musí být cílevědomý, zvídavý a vytrvalý, protože nic nejde hned snadno. A samozřejmě musí mít motivaci a chuť do práce.
Hraje nějakou roli možnost cestovat? Hrála roli u vás?
Cestuju ráda a docela hodně. Po roce 1990 byly první možnosti výjezdů v rámci programu Erasmus. Na Matfyzu jsem uzavřela dvě smlouvy – s univerzitami v Hamburku a v Kostnici. Po přechodu na VŠCHT smlouvy zůstaly na Matfyzu, ale uzavřela jsem nové na VŠCHT. Škola má dodnes smlouvu s oběma univerzitami.
Spolupracuji s kolegy po celém světě. V rámci programu Kontakt na ministerstvu školství jsem začala spolupracovat s profesorem Tanabem z Tokia. Byla jsem několikrát v Japonsku, ale i pan profesor si oblíbil Česko a jezdí do Prahy téměř každý rok.
Jakou máte se zahraničními pobyty zkušenost?
Nespolupracujete s pracovištěm, ale s člověkem; já spolupracuji s lidmi, se kterými se mi pracuje dobře, kromě zmíněných třeba z univerzity v Marburgu. Někdy mám pocit, že zahraniční pracoviště mají úplně jiného ducha než to naše. Ale dobře vím, že jsem tam host, takže mám klid na práci – přijdu do práce, začnu pracovat a pracuju, zatímco tady přijdu do práce, vyřídím maily, přijdou studenti… Habilitaci jsem napsala během jednoho pobytu v Japonsku, protože tam jsem na to měla čas.
Jak vnímáte přítomnost zahraničních studujících na VŠCHT?
Jsou to prostě studenti, nerozlišuji mezi nimi. Ale mají to těžší než naši studenti, protože musí překonat jazykovou bariéru, i když máme základní kurz matematiky v angličtině. Je tu hodně Rusů, Ukrajinců a Kazachů. Někteří to zvládají, jiní ne.
Všimla jste si za tu dobu, co na VŠCHT působíte, nějakých změn?
Ohromná změna – bohužel k horšímu – byl přechod z pětiletého inženýrského studia na bakalářské a magisterské studium. Problém je v tom, že předchozí programy byly dobře vyzkoušené a skvěle navazovaly, zatímco teď jsou úplně jiné bakalářské a magisterské předměty. Časem se to asi zase spraví, ale na začátku to bylo hrozné. Studentů je čím dál tím víc, ale kvantita nenahradí kvalitu. Studenti jsou dnes ze střední školy zvyklí, že se na nic nemusí připravovat, což v důsledku znamená, že nejsou zvyklí na systematickou, poctivou práci. A tu my po nich chceme. Počítat si musí hlavně doma.
Čím to je?
Špatnou výchovou na předchozích stupních. Někteří neumí ani sčítat zlomky, a to je učivo základní školy. Udělají velký pokrok, protože na konci prvního semestru umí integrovat i derivovat a na konci druhého semestru už počítají křivkové integrály.
Sledujete nějaké změny ve vědě?
Pořád se kontroluje, kdo má jaké články a jaký impakt faktor, což nepovažuji za ideální. Pamatuji si schůzi na jednom známém pracovišti, kde se někdo zeptal: „Kolik máš publikací?“ „Dvě.“ „Jak to, že jenom dvě? Koukej to přepsat, napiš tomu jiný úvod a pošli to jinam.“ Na VŠCHT se to ale neděje.
Přímo u nás na ústavu je největší změna k lepšímu to, že jsme výrazně omladili kolektiv. Mladí mají chuť pracovat, jsou většinou svobodní, takže mají víc času. Další dvě mladé kolegyně jsou na mateřské dovolené, jedna z nich je skutečně vynikající, doufám, že se obě vrátí.
Často se hovoří o tom, že pedagogická práce je hůř hodnocená než publikace, na něž je zároveň kladen velký důraz. Jak to ovlivňuje výuku?
Na magisterském stupni by měli učit lidé, kteří o problematice něco vědí – a k tomu publikace patří. Je ale pravda, že ti, kdo se více věnují pedagogice, jsou na stávajícím systému biti. Je nás tu dvacet, v zimním semestru máme kolem tisíce studentů, takže učíme až dvacet hodin týdně, to pak není kdy se věnovat vědě. Právě teď se hledá kompromis v interním hodnocení výuky tak, aby byly spravedlivě odměněny jak ty ústavy, které neučí základní kurzy, tak ty, které je učí. A to je velmi komplikované.
Jak se projevuje tlak na publikace konkrétně?
Na VŠCHT je obecný předpis, podle kterého musí mít každý doktorand alespoň jednu impaktovanou publikaci. U vyučujících je podhodnocena pedagogická práce. Publikační databáze RIV sice hodnotí publikace, ale už ne konferenční příspěvky do sborníků, což podle mne není správné – někdy je těžší připravit příspěvek na prestižní konferenci.
Podporuje vás vedení? Probírají s vámi kariérní plán, nabízejí vám kurzy?
Podporuje, máme výborný kolektiv. Každý týden pořádáme seminář, kde se scházíme, a buď prezentujeme svoji práci, nebo čteme nějakou odbornou knihu. Hodnocení a plán probíráme s vedoucím jednou ročně. Vynikající jsou jazykové kurzy.
Zmiňovala jste postavení vyučujících, mezi nimiž se často objevují ženy. Jak vnímáte roli žen ve vědě? Proměnil se pohled na ně?
Mění atmosféru na pracovišti, když jsou muži jen mezi sebou, není to ono. Nemyslím si ale, že se dělají rozdíly mezi matematiky a matematičkami. Hodnotí se, co vymyslíte, napíšete, přednesete. Matematici jsou v tomhle zvláštní, na bádání pohlaví vliv nemá. Nemyslím si, že by matematika nebyla pro ženy, i když to není pro ženy typická disciplína. U mých studentů ale obvykle platí, že kluci jsou lepší než dívky. Děvčata se všechno perfektně naučí, kluci při učení víc přemýšlejí. Ale výjimka potvrzuje pravidlo. Na matematiky se často nahlíží jako na cvoky. Matematičky ale musí přijít domů, věnovat se rodině, udělat večeři, uložit děti a teprve potom se zase vrátit k práci.
Souvisí s tím nějak to, že na VŠCHT není mnoho žen ve vedoucích pozicích?
Ženy jsou méně orientované na kariéru, jejich cílem obvykle není stát se rektorkou. Kromě pracovních povinností je jejich snahou dobře se starat o rodinu a dobře vychovat děti. Z tohoto hlediska znamená vedoucí pozice jen další práci a další starosti navíc.
Má podle vás smysl věnovat se podpoře žen ve vědě?
To je otázka pro sociologa, ne pro matematika. Čistě mužské vedení není dobré, už jedna žena stačí na to, aby trochu proměnila atmosféru.
Jak si stojí mladí vědci a vědkyně?
Mají úplně jiné vzdělání, protože díky vědeckému pokroku je výuka kvalitnější. Také mohou svobodně cestovat do zahraničí a získávat tak cenné zkušenosti. Ale finančně je to pro ně těžké, hlavně pro muže. Měli jsme tu výborného doktoranda, který měl jako doktorand vyšší plat, než když dostudoval. Chtěli jsme, aby tu zůstal, jenže nedostal grant, chtěl se oženit a potřeboval byt, a tak odešel do soukromého sektoru. Tam je spokojený, také tam bádá, ale za odpovídající platové ohodnocení. Myslím, že ženy vidí výhodu ve volné pracovní době. Když si odučí, mohou bádat i doma.
Podporuje VŠCHT kombinaci rodiny a práce?
Dětský koutek Zkumavka je vynikající především pro mladé zaměstnankyně, ale vídám tu i tatínky. U nás je to relativně jednoduché. Když jsem dala děti spát, mohla jsem něco dělat, ale pokud potřebujete být v laboratoři, je to něco úplně jiného. Možnost práce z domova pak závisí na osobní domluvě s vedením, ale tady toho nikdo nezneužívá.
Zmiňujete výhody vědecké práce pro ženy. S manželem oba působíte ve vědě, máte dvě děti. Jak se rodičovství dotklo vašich kariér?
To, že jsme oba vědci a pedagogové, mělo své výhody. Neměli jsme v Praze ani jednu babičku, takže jsme se střídali a fungovalo to dobře. Na Matfyzu jsme za sebe dokonce mohli zaskočit, protože jsme měli stejné zaměření. Vnoučata ale zatím nemáme.
Co vás kromě vědy baví?
Jsem vášnivý čtenář. Čtu všechno, ale protože nemám čas, je to většinou matematická literatura, bez čtení neusnu. Jinak čtu hlavně detektivky. Jezdíme na chalupu, kde si můžeme oba pracovat nebo jít na houby, jsem totiž taky nadšený houbař. Večer grilujeme a pak zase pracujeme.
Když se ohlédnete zpátky, udělala byste něco jinak?
Věda byla správná volba. Kdybych byla dnes mladá, určitě bych vyjela alespoň na rok nebo na dva do zahraničí.
Co byste vzkázala začínajícím a budoucím vědkyním?
Život vyžaduje optimismus, trpělivost, senzitivitu k ostatním, píli a poctivost v práci – žádné podvody ani plagiáty! Vědecká kariéra je bezvadná, ale děti jsou naše budoucnost. Dobře si vše rozmyslete, aby vám na ně zbyl čas a abyste po návratu z mateřské mohly pokračovat v práci. Chce to hodně energie, ale věřte, že to stojí za to.
Děkuji za rozhovor.
Autorka rozhovoru: Blanka Nyklová
Jazyková korektura: Veronika Hesounová
Autor fotografie: Michal Ureš
Rozhovor byl zpracován v rámci 7.RP projektu TRIGGER