Století fyzikálních objevů

Objevy, které změnily ve dvacátém století fyzikální obraz světa a ovlivnily náš každodenní život: právě o nich pojednává kniha znamenitého popularizátora vědy, Ivo Krause. Seznamuje nás nejen s objevy, ale hlavně s lidmi – vědci. Všichni měli jedno společné: přirozenou lidskou touhu objevovat, klást si těžké otázky a hledat na ně netradiční odpovědi. Nepracovali pro slávu a většinou ani pro osobní prospěch; důležitější než cíl byla cesta, kterou k němu museli ujít. Vědecký objev, průkopnický čin, vynález, technické řešení… Mnoho práce, léta dřiny, noci strávené v laboratořích či pracovnách, někdy již zmíněná náhoda, štěstí. Ale to přece přeje jen připraveným. Galerie těch, o nichž kniha pojednává, se to týká především.

Dějiny evropských objevů a vynálezů, Wilhelm Conrad Röntgen–dědic šťastné náhody, Dějiny učených žen, Dějiny technických vynálezů v českých zemích, Fyzika od Thaléta k Newtonovi, Fyzikové ve službách průmyslové revoluce, Fyzika v kulturních dějinách Evropy…Čtenářům těchto řádků, kteří se zajímají o historii vědy a techniky, není asi vůbec nutné uvádět jméno autora citovaných populárně-vědeckých publikací, vydaných v časovém období dvou desítek let na konci druhého a na prahu třetího tisíciletí. Širší čtenářské obci jej však představit musíme – je jím prof. RNDr. Ivo Kraus, DrSc., profesor fyziky na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze, kde přednáší fyziku pevných látek, strukturní rentgenografii a technické aplikace difrakční analýzy. Tento náš přední vědec, pedagog a znamenitý popularizátor vědy zhodnocuje ve svých knihách a časopiseckých esejích svůj celoživotní zájem o dějiny fyziky od prvopočátků až po současnost, propojuje v nich líčení poučných a často až dramatických životních osudů významných světových i našich myslitelů, přírodovědců a techniků s vysvětlením podstaty jednotlivých velkých i méně známých objevů a událostí, aby je posléze uvedl do širších historických a společenských souvislostí. Přírodě a vesmíru je to ve své úžasné dokonalosti jedno, komu a jak se podařilo odhalit jejich tajemství. Avšak s lidmi je to jiné, ti by si měli osudy talentovaných vrstevníků i geniálních předků alespoň občas připomenout a svědectví o jejich velkých činech předat budoucím generacím. Často se nedočkají za svého života uznání, jejich objevy a vynálezy bývají zapomenuty a znovu nalézány, někdy dochází ke sporům o prvenství. I vědci jsou koneckonců lidé se svými pohnutkami, ctižádostmi, vášněmi a urputností. Nejeden objev ve vědě nebo vynález v technice byl uskutečněn díky příznivé shodě nahodilých okolností, ale skutečnou hybnou silou ve fyzice byli vždy konkrétní lidé. Pro současné generace je určitě zajímavou a inspirativní skutečností, že většinu největších objevů učinili fyzikové ve věku od 20 do 30 let.

„Rozvoj vědy a pokrok je stále obtížnější. Na experimentování již nestačí zápalky a sláma.“

(R. P. Feynman)

Koncem 19. století se zdálo, že fyzika již všechny otázky položené přírodě zodpověděla. Nejdůležitější fyzikální teorie byly v podstatě hotové a zbývalo snad už jen upřesnit několik drobných nejasností. Stačilo však několik „šťastných náhod“ v teorii i experimentování a zdánlivě nedotknutelné jistoty klasické fyziky přestaly platit. Typický pro toto období je často citovaný výrok koryfeje fyziky profesora Röntgena z období kolem roku 1920, kdy si už teorie relativity a kvantová fyzika razily cestu moderní fyzikou: „Stále mi nechce jít do hlavy, že musí člověk používat tak zcela abstraktních úvah a pojmů, aby vysvětlil přírodní jevy.“ Na počátku 20. století však vědu změnila nejen nová východiska pro výklad jevů v mikrosvětě, ale vyskytovalo se již více vystudovaných vědců než kdy předtím a věda začínala mít větší vliv na společnost. Dvacáté století se někdy označuje jako století válek a sociálních revolucí. Je to však také století fyziky, ve kterém došlo nejen ke vzniku a mohutnému rozvoji nejrůznějších technických oborů (elektronika, energetika, nové materiály), ale nové fyzikální metody (dnes se staly základními nástroji vědců počítače) umožnily výrazný pokrok tradičních přírodních věd jako je chemie, biologie nebo astronomie i věd interdisciplinárních – fyzikální chemie, chemické fyziky, molekulární biologie, astrobiologie a jiných oborů.

Obsah knížky

Nová monografie profesora Krause „Století fyzikálních objevů“ vydaná s podtitulem „Objevy, které změnily obraz světa“ nakladatelstvím Academia (s podporou Akademie věd ČR) v její čtenáři oblíbené edici Galileo (Praha 2014, 1. vyd., 375 str.) odpovídá stručně a jasně na otázku, jaký měly fyzikální objevy dvacátého století vliv na rozvoj současné vědy a techniky a na náš každodenní život. Celý text je rozdělen do dvou částí. První se nazývá „Mezníky na cestě do atomového věku“ (40 stran) a obsahuje chronologický přehled významných fyzikálních objevů v minulém století (s nezbytným logickým exkursem ještě do století předminulého), počínaje objevem polovodičů (1833), fotovoltaického jevu (1839) a katodového záření (1858) a konče fullereny (1985), vysokoteplotní supravodivostí (1986) a grafénem (2004). Druhá obsáhlejší část „Objevy, které změnily fyzikální obraz světa“ (335 stran) obsahuje vyprávění o životní dráze a díle jednotlivých přírodovědců. Celý text je uspořádán do 35 samostatných kapitol, takže publikaci můžete otevřít na libovolné stránce a ponořit se zde do čtení.

Obsah toho, co se o změnách fyzikálního obrazu světa 20. století dozvíme, naznačují názvy jednotlivých pasáží: Röntgenův dar lidstvu, Uranové paprsky Antoina Henriho Becquerela, Radioaktivita (rodina Curieových), Kvantová hypotéza (Max Planck), Einsteinův annus mirabilis, Experimenty otce jaderné fyziky Ernesta Rutherforda, O modelování atomů (Bohr), Mřížková stavba krystalů (Laue), Rovnice, která proslavila otce i syna (Braggové), Nobelovy ceny pro Philippa Lenarda a Johannese Starka, Vlny jako částice (de Broglie), Princip Wolfganga Pauliho, Zákonitá neurčitost (Heisenberg), Schrödingerova rovnice i legendární kočka, Pro krásnou teorii má příroda vždy uplatnění (Dirac), Trojhvězdí československé meziválečné fyziky (Dolejšek, Placzek, Žáček), Alma mater ruských fyziků (Joffe), Čerenkovovo záření, Přírodní zákony objevené P. L. Kapicou, Škola Lva Davidoviče Landaua, Intuice Enrica Fermiho, Energie velebená i proklínaná (Meitnerová, Hahn), Spontánní štěpení uranu a urychlování relativistických částic (Fljorov), Gigantická fluktuace (Richard Feynman), Vodíková bomba (Sacharov), Polovodičová revoluce, Vyplněná předpověď Alberta Einsteina (luminiscence), Slupkový model jádra (Goeppert-Mayerová), Sté výročí supravodivosti (Kamerlingh Onnes), Okno do světa elementárních částic (Fyzikové s neobvyklým životním posláním), Navzdory osudu (Stephen Hawking), Heteropřechody a heterostruktury (Žores Alfjorov), Od grafitu ke grafenu.

Pramen poznání i zábavy

Prozatím poslední vydané autorovo biografické dílo (navazující na předchozí monografie „Od Thaléta k Newtonovi“ a „Fyzikové ve službách průmyslové revoluce“) je svým rozsahem, zaměřením, srozumitelností (téměř bez matematického aparátu) a hloubkou zpracování v naší technické a historiografické literatuře ojedinělé a jistě se stane nejen užitečným zdrojem informací, ale i pramenem ušlechtilé zábavy pro veřejnost nejen úzce odbornou. Fyzika není jen věda, je to také zábava.