Václav Votruba – zakladatel moderní české a slovenské kvantové fyziky a jaderné vědy

Letos uplynulo čtvrt století od úmrtí učitele našich teoretických fyziků, univ. prof. RNDr. Václava Votruby– prvního českého vědce, který se zabýval kvantovou fyzikou (elektrodynamikou) a systematikou elementárních částic. Jeho zásluhy spočívají i ve výběru a výchově několika generací českých teoretických fyziků. Společně s profesory Františkem Běhounkem, Vladimírem Majerem, Václavem Petržílkou, Čestmírem Šimáněm, Vilémem Santholzerem, Bohumilem Kvasilem a dalšími špičkovými vědci a techniky patří k zakladatelům českého jaderného výzkumu a počátků české a slovenské jaderné energetiky. Spolu s některými z nich se v roce 1955 podílel na založení Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské (FJFI) Českého vysokého učení technického v Praze. Dopplerův ústav pro matematickou fyziku a aplikovanou matematiku uděluje pravidelně od roku 2003 k uctění jeho památky Cenu Václava Votruby za nejlepší disertaci v oboru teoretické fyziky. FJFI souvisí se zahájením čs. jaderného programu, pro který bylo třeba vybudovat vysoce kvalitní vědecké a pedagogické pracoviště.To letos oslavuje výročí 60 let od svého založení.

Atomová jádra se skládají ze dvou druhů těžkých částic (nukleonů): kladně nabitých protonů a přibližně stejně těžkých neutrálních neutronů, vázaných k sobě tzv. jadernými silami. „Průměr“ atomu je řádově 10^-10 cm – tedy hluboko pod rozlišovací schopnosti optického mikroskopu (atomy jsou mnohem menší než vlnová délka světla); přímo pozorovatelné nejsou atomy ani elektronovými mikroskopy. Jádra atomů jsou však ještě 100 000krát menší a jejich „průměr“ činí asi jen 10^-15cm. Přesto se je lidé za necelých sto let naučili teoreticky i experimentálně zkoumat a jejich zvláštních vlastností široce využívat. Předpokladem k tomu je hluboké poznání světa nukleárních částic a sil, kterými na sebe vzájemně působí.

Život kvantového fyzika v datech

Václav Votruba se narodil 19. prosince 1909 ve Slavětíně nad Ohří u Loun, studium přírodovědecké fakulty University Karlovy v Praze ukončil v roce 1933. Zde byl žákem významného představitele prvorepublikové generace českých vědců profesora teoretické fyziky Viktora Trkala, který jako první u nás přednášel fyziku již „kvantovaně“. Václav Votruba složil státní zkoušky učitelské způsobilosti pro předměty matematika a fyzika na středních školách, na nichž působil jako středoškolský profesor do roku 1941.

V průběhu dalších let druhé světové války byl nuceně nasazen jako dělník na stavbě vinohradského tunelu. Stále však udržoval čilé pracovní styky s teoretickými fyziky v tehdejším Protektorátu Čechy a Morava. Aktivity českých fyziků a chemiků v oblasti jaderného bádání se tehdy omezily pouze na publikační činnost opírající se o dostupné oficiální zdroje informací. Celá česká věda výrazně utrpěla šestiletým uzavřením českých vysokých škol, vězněním a smrtí řady našich vědců a odborníků v koncentračních táborech. To platilo i o rychle se rozvíjející oblasti teoretické fyziky založené na principech kvantové a relativistické fyziky; tu bylo třeba budovat od počátku. Právě tento náročný úkol připadl Václavu Votrubovi.

Stáž u čerstvého nositele Nobelovy ceny za fyziku

Ihned po osvobození od německých okupantů v roce 1945 začal pracovat jako vysokoškolský pedagog v Ústavu pro teoretickou fyziku Univerzity Karlovy v Praze. Celou jeho další vědeckou práci ovlivnilo získání jednoletého stipendia ke studijnímu pobytu na slavné polytechnice v Curychu, kde stážoval u čerstvého nositele Nobelovy ceny za fyziku (za objev tzv. vylučovacího principu) švýcarského fyzika Wolfganga Pauliho (1900-1958), který se zabýval hlavně teorií relativity a kvantovou mechanikou. Tento legendami opředený vědec se vrátil do Švýcarska ihned po skončení války z nucené emigrace v USA, kde působil jako profesor teoretické fyziky na Princetonské univerzitě. Votruba již záhy překvapil členy tehdejšího mezinárodního společenství stážistů tím, že se okamžitě zapojil do vědecké práce a během jediného roku proslul svými objevy v oblasti interakce záření gama s prostředím. Prezentace v prestižním vědeckém časopise přispěla v roce 1951 k jeho habilitaci. V roce 1953 se stal členem-korespondentem Československé akademie věd (akademikem však až po 24 letech neustálých odkladů), o rok později byl jmenován řádným profesorem teoretické fyziky na UK.

Na pomoc pronásledovaným vědcům

O jakou významnou osobnost světového formátu ve svém oboru se jednalo, svědčí skutečnost, že již v roce 1956 působil po tři roky jako náměstek generálního ředitele Spojeného ústavu jaderných výzkumů v Dubně u Moskvy. Vysoká funkce v této mezinárodní instituci v bývalém Sovětském svazu jej v podstatě zdržovala ve vlastní vědecké práci, ale, jak později řekl, přijal ji mimo jiné i proto, aby umožnil svým spolupracovníkům studijní výjezdy a pobyty v kapitalistické cizině. Navíc využíval svého odborného renomé k aktivní pomoci pronásledovaným vědcům. Známy jsou jeho statečné postoje v nejtěžším období zinscenovaných politických procesů v padesátých letech minulého století. Když v roce 1957 navštívila ústav jaderných výzkumů oficiální československá vládní a stranická delegace v čele s tehdejším presidentem Antonínem Zápotockým, provázel je profesor Votruba jako nejvýše postavený representant československé fyziky. Když se jej na závěr návštěvy president zeptal, co by mohl udělat pro další rozvoj naší fyziky, vyslovil dotázaný vědec přání, aby zařídil propuštění  kolegy Miloše Lokajíčka, zatčeného StB v roce 1954 za předchozí působení ve sdružení katolických vysokoškolských studentů a právě odsouzeného ve vykonstruovaném procesu „Malíková a spol.“ k sedmi letům těžkého žaláře. Zápotocký tehdy Votrubovi slíbil, že vše nechá prošetřit a trest určitě nepřesáhne dva roky. Díky přímluvám a přátelským vztahům Votruby s některými vlivnými sovětskými vědci, byl Dr. Lokajíček nejdříve přeložen z technického komanda v Opavě do Prahy-Ruzyně a ještě v roce 1957 propuštěn na svobodu. Václav Votruba přitom nikdy nebyl členem komunistické strany.

Pedagogická činnost

Během činorodého života přednášel Václav Votruba na řadě vysokých škol u nás i v zahraničí. Podle vlastních slov neviděl své hlavní poslání v „badatelství“, ale právě v „učitelství“. V letech 1960-1962 byl hlavním redaktorem Československého časopisu pro fyziku a jeho anglické podoby CzechoslovakJournal of Physics. Veškerá jeho vědecká díla a především vysokoškolské učebnice se vyznačovala mimořádnou jasností výkladu i nejnáročnějších partií k hlubšímu pochopení mikrosvěta. To platí zejména o učebnicích „Teorie elektromagnetického pole“ (spoluautor Č. Muzikář, 1955) a „Základy theorie relativity“ (1955) i o knize „Základy speciální teorie relativity“ (1969).

Zdroje

Brdička, M., Trkal ml., V.: Viktor Trkal. Pouť moderního fyzika. Praha 2007.

Hertl, D.: Václav Votruba. ČRo Sever, 19. 12. 2009.

Churaň, M. a kol.: Kdo byl kdo v našich dějinách 20. století. Praha 1994.

Kubín, M.: Proměny české energetiky. Praha 2009.

pametnaroda.cz/story/lokajicek.milos-1923-2547.

Šimáně, Č.: Život mezi atomy. Praha 2005.

Votruba, V.: Současný stav a perspektivy fyziky elementárních částic. Pokroky matematiky, fyziky a astronomie, vol. 10 (1965), s. 3-20.