Geniálny fyzik Albert Einstein
Albert Einstein prišiel prvý raz do Spojených štátov v apríli 1921 už ako slávny fyzik. Jeho najvydarenejšie životné dieťa, teória relativity, predtým úspešne zložilo skúšku dospelosti pri zatmení Slnka. Ako prvá si túto „revolúciu vo vede“ všimla britská tlač a hneď po nej aj americká.
V novembri 1919 oznámili na prvej strane palcovými titulkami New York Times: „Vychýlené hviezdy na nebesiach. Muži vedy šalejú od netrpezlivosti. Triumf Einsteinovej teórie.“ Niet sa čo čudovať, že nemeckého vedca, ktorý mal také blízke kontakty s najväčšími záhadami vesmíru, pri jeho vstupe na americkú pôdu vítali desiatky novinárov, fotoreportérov a kameramanov.
Einsteinovu cestu po Manhattane lemovali davy ľudí a mávali tak nadšene, ako keby vítali filmovú alebo športovú hviezdu. Zobral to so svojím typickým nadhľadom a novinárom povedal: „Newyorské ženy chcú každý rok nový štýl. V tomto roku je v móde relativita.“
Ako keby predvídal, že práve za rok 1921 získa Nobelovu cenu. Pravda, nakoniec nebola za teóriu relativity, ale za prácu o fotoelektrickom jave. Einstein, aj keď už bol hviezdou prvej veľkosti, mal stále veľa vplyvných kritikov, najmä v Nemecku, ktorým prekážalo, že je žid, ktorý si ešte k tomu nedáva pozor na jazyk a neprejavuje dostatočnú úctu nemeckej vede a nemeckému duchu. Mnohí relativitu spochybňovali aj preto, že jej nerozumeli.
Nový Krištof Kolumbus
Pri svojej prvej návšteve USA sa Einstein nestretol iba s jasajúcimi davmi a dotieravými žurnalistami, ktorí chceli, aby sformuloval svoje objavy zrozumiteľným jazykom v niekoľkých vetách, o čo sa zo začiatku poctivo a s humorom snažil.
Keď preberal jeden z mnohých čestných doktorátov, tentoraz na univerzite v Princetone, rektor nemeckého učenca pozdravil v nemčine a povedal, že Američania v ňom vidia nového Krištofa Kolumba prírodných vied, ktorý „osamotene pláva po neznámych moriach“. To už bola podobná pocta, ako keď Angličania (isto s určitým sebazaprením) verejne vyhlásili, že nemecký profesor prekonal génia Isaaca Newtona.
Teraz, päťdesiatpäť rokov po smrti, vkročil Einstein opäť do Spojených štátov. Pravda, v inej forme, no opäť v dostatočne prestížnej spoločnosti. Stal sa jedným z trinástich hrdinov knihy nazvanej O tebe spievam (list mojim dcéram), ktorú napísal ešte pred nástupom do funkcie Barack Obama, 44. prezident Spojených štátov. Kniha je určená deťom, na pulty kníhkupectiev sa dostala v novembri a výťažok z predaja pôjde na charitu.
Pracovným nástrojom teoretického fyzika je predovšetkým jeho mozog,
no občas si najmä pri prednáškach vypomáha aj tabuľou
Trinásť veľkých Američanov
Obama v nej píše o Američanoch, ktorých považuje pre dejiny USA za zvlášť významných. Zaradil medzi nich svojho dávneho predchodcu Georgea Washingtona, umelkyňu Georgiu O'Keeffe, hráča bejzbalu Jackieho Robinsona a významného náčelníka kmeňa Siouxov Sediaceho býka.
Umiestnenie Alberta Einsteina - vedca, ktorý „zmenil svet tým, že uskutočnil svoje predstavy o energii a svetle“ - vedľa indiánskeho náčelníka môže znieť ušiam Európanov dosť zvláštne. Automaticky totiž považujeme Einsteina za Nemca alebo za Švajčiara, aj keď od roku 1933 žil trvalo v USA a neskôr získal aj americké občianstvo.
Obama Einsteina Európe neukradol, skôr jej dal lekciu z národnostnej znášanlivosti a citlivého výberu príťažlivého vzoru. Einstein sa nielen všeobecne (a oprávnene) považuje za patróna všetkých detských samorastov - detí so svojskou a zložitou náturou, ale sám si až do konca života v sebe zachoval niečo detské, keď hovoril: „Hlavné je neprestať sa čudovať“.
Nechcel byť prezidentom
Albert Einstein raz vyhlásil, že nikdy nepoznal to, čo by sa dalo označiť slovom vlasť. Považoval sa za svetoobčana, rozbíjača hraníc, demokratického socialistu a pacifistu (pravda, pokiaľ nešlo o boj proti nacizmu). Sníval o globálnej svetovej vláde, no sám vládnuť nechcel, preto odmietol aj funkciu prezidenta Izraelu. K životu mu úplne stačila fyzika. Tam sa cítil doma, tam vedel uplatniť svoju prezieravosť s pozoruhodnou tvrdohlavosťou.
Fyzika preňho bola tým, pre čo sa oplatilo žiť. Hľadal v nej istotu, ktorú nenachádzal v živote jednotlivca. „Stvoril vlastne skôr filozofický ako matematický systém,“ napísal v knihe Vzostup človeka Jacob Bronowski. „Mal dar nachádzať filozofické myšlienky otvárajúce nový pohľad na konkrétne skúsenosti. Nepozeral sa na prírodu ako boh, ale ako stopár, ako človek stojaci uprostred klbka javov s pevnou vierou, že sa v nich musí objaviť spoločný menovateľ či štruktúra, len sa treba pozrieť nezaujatým pohľadom.“
Nepokojná európska intelektuálna atmosféra začiatku 20. storočia Einsteinovi nielen svedčila, on ju do veľkej miery aj sám vyvolal. Vyhnal ho z nej až nástup nacizmu k moci. Na články typu Sto vedcov proti Einsteinovi mal síce ešte dosť síl odpovedať: Načo sto? Keby som sa mýlil, stačil by iba jeden. No keď bulvár publikoval jeho fotografiu s otázkou: Už visí?, tento večný recesista, ktorý dostal do vienka veľmi hrubú („hrošiu“) kožu, aby ho chránila pred svetom, už pochopil, že je zle.
Formovala ho Európa
Narodil sa v nemeckom Ulme. Krátko pôsobil v Zürichu a v Prahe a dlho na prestížnych miestach v Berlíne, najvýznamnejšom svetovom centre teoretickej fyziky pred druhou svetovou vojnou. Svoje prelomové práce napísal a publikoval ešte ako neznámy špecialista tretej triedy na patentovom úrade v Berne, keď mal dvadsaťšesť rokov, a predtým iba ťažko zháňal zamestnanie. No fyzikovi Leovi Szilardovi sa neskôr zveril, že to boli najšťastnejšie chvíle jeho života. „Vtedy odo mňa nik neočakával, že zo seba budem sypať perly ducha,“ vysvetlil.
V druhej polovici svojho života, keď už pôsobil v pokojnom Princetone, ďaleko od hlučného davu a bez akýchkoľvek učebných či akademických povinností, nepatril medzi boriteľov mýtov a autorít, čo diktujú vo fyzike trend. No ako spomínal John Wheeler, ktorý mal možnosť sa s Einsteinom niekoľkokrát stretnúť aj v jeho dome na Mercer Street, ani vtedy neexistovala nijaká závažná oblasť teoretickej fyziky, ktorú by Einstein do hĺbky nepremyslel. Vlastne sa ani necítil osamelý, lebo jeho práca ho stále pohlcovala celého.
K pozoruhodným momentom Einsteinových princetonských dní patrili spoločné cesty do práce s rodákom z Brna Kurtom Gödelom, ktorý sa preslávil ako logik a autor viet o nedokázateľných výrokoch a neúplnosti formálnych systémov. Einstein sa s ním veľmi zblížil. Škoda, že história väčšinou nemala ako zaznamenať, o čom sa títo dvaja veľkí vedci rozprávali.
Einstein s manželkou Elzou a Charlie Chaplin v roku 1931. Einstein bol živým
dôkazom toho, že aj špičkový vedec môže byť žiadanou celebritou
Na koni proti guľometom
Americký fyzik a nositeľ Nobelovej ceny Steven Weinberg o Einsteinovi povedal: „Bol ako generál, ktorý kedysi velil jazdectvu. Na počiatku prvej svetovej vojny s ním dosiahol významné úspechy a potom sa ho opäť pokúšal uplatniť v ďalších bojoch. Lenže druhá strana už zapojila ostnaté drôty a guľomety.”
To, čo dosiahol energický generál Einstein začiatkom 20. storočia vo fyzike so svojím chrabrým „jazdectvom“, skutočne stálo za to. Premyslel, rozvinul a spresnil klasické predstavy o základných dejoch v prírode. Bol to nevídaný intelektuálny výkon, lebo výbuch jeho tvorivosti prebehol v mnohých oblastiach naraz a sústredil sa iba do niekoľkých málo rokov, často iba mesiacov. Preto sa rok 1905 často nazýva zázračným Einsteinovým rokom.
Samozrejme, ani Einstein nestaval na čistej lúke. Nie nadarmo mal vo svojej berlínskej pracovni portréty Newtona, Maxwella a Faradaya (plus filozofa Schopenhauera). Okrem toho potreboval inšpiráciu a často konkrétnu pomoc mnohých súčasníkov. Najmä v začiatkoch mu ich poskytla jeho prvá manželka Srbka Mileva Maričová, ktorá mala tiež vedecké ambície a schopnosti.
Veľmi mu pomohol aj kolega zo štúdií Marcel Grossmann, najmä so zložitou matematikou, ktorú Einstein v mladosti trochu nedoceňoval. Vlastne vždy sa k nej správal podobne ako k ženám – skôr pragmaticky než s láskou (až Gödel mu vraj objasnil, čím môže byť čistá matematika príťažlivá).
Let so svetlom
No v konečnej fáze musel Einstein všetko domyslieť a uskutočniť sám. „Za jediný ľudský život Einstein spojil svetlo a čas, čas a priestor, energiu a hmotu, hmotu a priestor, priestor a príťažlivosť,“ napísal Jacob Bronowski. Vo svojej najslávnejšej rovnici dokázal ekvivalenciu hmoty a energie, čoho nepriamym výsledkom bola aj atómová bomba.
Od svojich šestnástich rokov si predstavoval, aké by to bolo, keby mohol letieť vedľa svetelného lúča alebo nasadnúť naň ako na koňa. Pri týchto myšlienkových experimentoch došiel k záveru, že čas nie je absolútna veličina. Jedinou prírodnou konštantou, o ktorú sa mohol oprieť, je iba rýchlosť svetla, všetko ostatné je relatívne.
Limitnú rýchlosť svetla (takmer tristotisíc kilometrov za sekundu) nemôže ignorovať nik a nič, dokonca ani Boh. Newton ju však ignoroval, vlastne ju ani nepoznal. Takže keby zmizlo Slnko, podľa britského učenca pocíti zmenu gravitačnej sily Zem okamžite. Podľa teórie relativity však bude trvať osem minút, kým sa k nám táto správa dostane.
Čierne a iné diery
Z relativity vyplývajú ďalšie pozoruhodnosti a divy. Napríklad to, že vesmír nie je večný, ale musel mať počiatok, alebo že pri zrútení dostatočne hmotných objektov (hviezd) môžu vzniknúť azda najzáhadnejšie vesmírne objekty. John Wheeler im dal názov čierne diery, lebo z nich neunikne ani svetlo a prestávajú v nich platiť známe fyzikálne zákony. Fyzici si tu vypomáhajú neurčitým termínom singularita, ktorý signalizuje, že tu už sú s rovnicami v koncoch. Napriek tomu ich štúdiu venovali mnohí veľký kus vedeckého života, ako napríklad Stephen Hawking, slávny fyzik na vozíčku.
Ťažko povedať, aké praktické dôsledky môžu vyplynúť z týchto kozmologických úvah. Možno je iba dobré ich poznať, aby sme sa mohli čudovať, ako zvláštne sa príroda môže správať, ak chce. Napokon, dalo by sa na tom aj slušne zarobiť. Pred desiatimi rokmi ponúkal britský kráľovský astronóm Martin Rees stávku, že do roku 2010 vedci pochopia podstatu tmavej hmoty, ktorá tvorí veľkú časť vesmíru, no nik ju ešte nevidel. Teraz by sme si už mohli Reesove libry pomaly pripísať na konto, lebo tmavá hmota aj tmavá energia zostávajú veľkou kozmologickou hádankou.
Pri zrode kvantovej teórie
Einstein ako prvý rozvinul revolučnú prácu Maxa Plancka z roku 1900 o energetických kvantách (najmenších možných balíčkoch energie, aké príroda pozná), čím výrazne prispel k vzniku kvantovej teórie. Vyriešil tak dávny spor, tiahnuci sa ešte od Newtona: Čo je to vlastne svetlo? Vlna, alebo častica? Ani prvé, ani druhé, ale všetko súčasne, odpovedal Einstein a zaviedol pojem svetelných kvánt, neskôr fotónov.
Za predčasne objavené svetelné kvantá zožal Einstein miernu, no predsa len kritiku od samotného Maxa Plancka. Konzervatívny Planck predpokladal, že kvantová hypotéza je iba matematická formulka, ktorá nemá oporu vo fyzikálnej skutočnosti. Okrem toho si dobre uvedomoval, aké problémy by nastali, keby nedajbože kvantá skutočne existovali. Na druhej strane, keby kvantá neexistovali, nemali by sme dnes ani počítače, ani lasery, ani mnohé ďalšie technické vymoženosti.
Einsteinovo meno sa stalo synonymom vysokej inteligencie a génia. Japonskí vedci
namontovali humanoidnému robotovi Einsteinovu hlavu (našťastie nie pravú),
čím chceli vzdať hold geniálnemu vedcovi. Výsledok však pôsobí mimoriadne nechutne
Mikrosvet a makrosvet
Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Max Born, Werner Heisenberg a Paul Dirac časom z tehličky kvantovej hypotézy vystavali pevnú stavbu nového fyzikálneho odvetvia. Kvantová mechanika opisovala zákony vládnuce vo svete na mikroskopickej úrovni, čím rozdelila fyziku na dve časti. Toto rozdelenie trvá dodnes. Mikrosvet atómu a ešte menších častíc, opísaný kvantovou mechanikou, a makrosvet opísaný Newtonovými a Einsteinovými rovnicami totiž predstavujú dve totálne nespolupracujúce veličiny.
Matematický aparát použitý v jednom svete zlyháva v druhom a naopak. Všade, kde sa zjaví nesmierna malá Planckova konštanta (nazvaná h), zjaví sa aj ohromný problém: svet stráca svoju určitosť, uchopiteľnosť a spojitosť, vládu preberajú pravdepodobnosť, kvantové skoky a neurčitosť. Strašný obrázok pre fyzika klasickej školy. Nuž a toto sú tie guľomety a ostnaté drôty, o ktorých hovoril Weinberg, a ktoré principiálny Einstein do konca života nechcel zahrnúť do svojej výzbroje. Veril, že vesmír je v princípe pochopiteľný. Ak Boh skutočne hádže kockami, hovoril, potom by bolo lepšie zamestnať sa v kasíne, určite nie v teoretickej fyzike.
Súboj titanov
Postrehy z Einsteinových diskusií s kvantovými fyzikmi v dvadsiatych a tridsiatych rokoch 20. storočia, zachytené v knihách a spomienkach, patria dodnes k najvzrušujúcejšiemu čítaniu o vede. Jeho snaha vyvrátiť kvantovú teóriu vyvrcholila na Solvayovom kongrese v roku 1927.
Heisenberg spomínal, že prakticky každý deň pri raňajkách tam predkladal Bohrovi nové hlavolamy, nad ktorými musel vysoký málovravný Dán úporne rozmýšľať. Pri večeri však už mal všetky odpovede k dispozícii a Einstein nakoniec uznal, že ďalšie argumenty už nemá. Bohr, víťaz súboja titanov, vraj na záver priateľsky vyhlásil, že je najvyšší čas, aby fyzici (rozumej Einstein) prestali Bohu radiť, čo má alebo nemá robiť.
V Princetone sa Einstein snažil až do konca života neúspešne uzmieriť relativitu s kvantovou mechanikou. Jeho nenaplnený sen o jednotnej fyzikálnej teórii dodnes snívajú mnohí fyzici. V rámci rôznych variácií strunovej teórie chcú opísať fyzikálny svet s pomocou minimálneho množstva čo najjednoduchších zákonov. V ideále by to mala byť jediná formulka, ktorá by vysvetľovala všetko, keďže celý fyzikálny svet sa skladá z drobných rôzne vibrujúcich strún. Ak uspejú, čo je však veľmi neisté, Einstein zrejme nájde nejaký spôsob, ako im za to poďakovať.
Protesty, ktoré nepomohli
Vráťme sa ešte k Einsteinovi ako k významnému Američanovi. Jeden z jeho životopiscov napísal, že ak by Einstein zostal celý život v Európe, zrejme by bol tiež veľmi slávny, ale neprekročil by hranicu nekritického zbožňovania, keď z neho americké médiá vyrobili pomaly nadčloveka. No na druhej strane by si ušetril veľa problémov.
Keď sa v roku 1932 rozšírila správa, že Einstein chce žiť v USA, nepáčilo sa to americkému Národnému vlasteneckému výboru. Einstein bol podľa výboru nemecký boľševik, práce ktorého nemajú nijakú hodnotu – preto im ani nik nerozumie.
Proti Einsteinovi v USA protestovali aj americké vlastenky. To už je iná káva. Einstein totiž pôsobil na ženy rovnako ako na nové myšlienky, teda asi ako magnet na železné piliny, no rozdiel spočíval v tom, že k svojim myšlienkam sa dlhodobo správal ústretovejšie.
Stačí pripomenúť obe jeho manželstvá, najskôr s Milevou a potom so sesternicou Elsou Löwenthalovou, o ktorých sám povedal, že v nich hanebne zlyhal. „Zaobchádzam so svojou manželkou ako so zamestnancom, ktorého nemôžem vyhodiť,“ napísal raz priateľovi v čase končiaceho sa prvého manželstva.
Kuriózne sa tieto protesty podpísali pod fakt, že Einsteina ako politicky nespoľahlivého vláda neprizvala k projektu s krycím názvom Manhattan, ktorý prezident Roosevelt schválil deň pred japonským útokom na Pearl Harbor. Pritom to bol práve Einstein, ktorý predtým podpísal list Rooseveltovi s upozornením na možné ničivé účinky štiepenia atómu.
Na vývoji americkej jadrovej bomby v Los Alamos sa až na výnimky podieľali prakticky všetci významní fyzici, ktorí do USA prišli z Európy. Einstein stál bokom, no v konečnom účtovaní mu to aj tak nepomohlo. Na obálke čísla časopisu Time, ktoré vyšlo krátko po vojne, je bielovlasý fyzik s typickou mohutnou hrivou a za ním jadrový výbuch. Je doň vpísaná najslávnejšia rovnica, akú svet pozná.