David Bod ani s E=mc 2 Životopis nejslavnější rovnice na světě

edice aliter

David Bod ani s

2

E=mc

Životopis nejslavnější rovnice na světě Přeložil Jan Placht

Nakladatelství Dokořán Praha 2002

Z anglického originálu E=mc2. A Biography of the Worlďs Most Famous Equation přeložil Jan Placht. Veškerá práva vyhrazena. © 2000 by David Bodanis Translation ©Jan Placht, 2002 Cover illustration © Miroslav Huptych, 2002 Published by arrangement with Walker & Co. ISBN 80-86569-08-X

Obsah

Předmluva

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

7

Díl l Narození _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 Bernský patentový úřad, 1905 _ _ _ _ _ _ _ _ _

11 11

Díl 2 Předkové E = mc2 2 E značí energii _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 = 4 m značí hmotnost _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 5 c značí celeritas _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 6

17 17 28 31 40 56

Díl 3 7 8 9

71 71 89 95

Mladá léta Einstein a rovnice _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ D o nitra atomu _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Polední klid na sněhu _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Díl 4 Dospělost _ _ _ _ _ _ 10 Německo na tahu _ _ _ 11 Norsko 1 2 Amerika n a tahu _ _ _ _ 13 8:16 ráno nad Japonskem _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 109 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 109 125 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 132 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 151

Díl 5 Do konce času _ _ _ _ _ 1 4 Sluneční ohně _ _ _ _ _ 1 5 Stvoření Země _ _ _ _ _ 16 Bráhman zvedá oči k nebi _

_ _ _ _

_ _ _ _

_ _ _ _

_ _ _ _

_ _ _ _

_ _ _ _

_ _ _ _

_ _ _ _

_ _ _ _

_ 157 _ 157 _ 167 _ 177

Epilog Co ještě Einstein objevil _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

185

Dodatek Jak to dopadlo s těmi ostatními _ _ _ _ _ _ _ _ 201 Poznámky .

213

Průvodce další četbou _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 260 Poděkování

274

Rejstřík _

277

Předmluva

Před časem jsem v jednom filmovém magazínu četl rozhovor s herečkou Cameron Diazovou. Na poslední dotaz, zda existuje něco, co by chtěla znát, odvětila, že by ráda věděla, co doopravdy znamená rovnice £ = mc1. Zasmáli se, Diazová ještě cosi zamumlala, jako že to myslela vážně, a interview bylo u konce. „Myslíš, že to opravdu myslela vážně?" zeptal se jeden z přátel, jimž jsem to četl nahlas. Pokrčil jsem rameny, ale všichni ostatní přítomní - architekti, dva programátoři a dokonce jeden historik (moje žena!) - si stáli na svém. Věděli přesně, o co jí šlo: také by jim nevadilo, kdyby jim někdo vysvětlil, co slavná rovnice znamená. Začal jsem přemýšlet. Každý ví, že rovnice E = mc2 je opravdu důležitá, ale málokdo ví, co znamená, a to je škoda. Člověk by si myslel, že tak krátká rovnice se dá pochopit. Existuje mnoho knih, které se ji snaží vysvětlit, ale kdo může poctivě říct, že jim rozumí? Pro většinu čtenářů je to jen spousta podivných náčrtků - vláčků, raket a signalizačních lamp, v nichž je těžké se vyznat. Dokonce ani instruktáž z první ruky nemusí vždy stačit, jak zjistil Chaim Weizmann na své dlouhé cestě s Albertem Einsteinem přes Atlantik v roce 1921: „Einstein mi svoji teorii vysvětloval každý den," řekl Weizmann, „a brzy jsem byl plně přesvědčen, že jí rozumí."1

Uvědomil jsem si, že může existovat i jiný přístup. Souhrnné knihy o relativitě selhávají ne proto, že by byly špatně napsané, nýbrž proto, že na sebe berou příliš mnoho. Než psát zase další pojednám o relativitě, popřípadě další Einsteinův životopis (zajímavá témata, ale omílaná do 2 úmo-u) co napsat prostě jen o E = mc ?Je to možné vzhledem k tomu, že jde pouze o jednu část Einsteinova širšího díla. Do značné míry stojí samostatně. Jakmile jsem začal takto uvažovat, bylo mi jasné jak pokračovat. Namísto klasického přístupu byla možnost 2 napsat životopis E = mc . Každý správný životopis musí obsahovat příběhy o předcích, dětství, zrání a dospělosti popisovaného subjektu. S rovnicí je to právě tak. Kniha tedy začíná historií jednotlivých částí rovnice 2 symbolů E, m, c, = a . U každého z těchto „předků" rovnice se zaměřuji na jednotlivou osobu nebo výzkumný tým, jejichž práce měla obzvláštní význam při utváření našeho moderního chápání příslušného termínu. Až bude jasná povaha symbolů, pak bude čas seznámit se se zrodem rovnice. Právě tady vstupuje na scénu Einstein. Jaký byl jeho život jako úředníka na patentovém úřadu v Bernu v roce 1905. Co tehdy četl a o čem. přemýšlel, jaký to mělo vztah k symbolům v rovnici, jež se právě rodila v jeho hlavě. Kdyby rovnice a její důsledky zůstaly výhradně v Einsteinových rukou, naše kniha by pokračovala jednoduše Einsteinovým životem po roce 1905. Ale hodně rychle po tomto velkém objevu se jeho zájmy stočily k jiným otázkám. Jeho osobní příběh se z knihy postupně vytrácí a my místo toho sledujeme další fyziky - nyní empiričtějšího typu - například hřímajícího hráče rugby Ernesta Rutherforda s klidným bývalým válečným zajatcem Jamesem Chadwickem, kteří společně pomohli odhalit

detailní struktury atomu. V nich pak měly původ velké síly, o nichž rovnice hovoří. V každém jiném století by takovým teoretickým objevům trvalo asi dost dlouho, než by byly uvedeny do praxe, ale podrobnosti o vjoižití Einsteinovy rovnice vyšly najevo počátkem roku 1939, právě na počátku největší války dvacátého století. Dlouhá, střední část knihy se zaměřuje na toto období, v němž rovnice dosahuje „zletilosti", období zuřivých závodů mezi vědci ve Spojených státech a vědci nacistického Německa. Soutěžili o to, komu se podaří dříve sestrojit zkázonosnou bombu, která by ovládla svět. V dějinách se často uvádí, že americké vítězství bylo nevyhnutelné díky průmyslové převaze, ukazuje se však, že Německo bylo úspěchu nebezpečně blíže, než se často připouští. Dokonce i v den D v červnu roku 1944 dohlížel náčelník štábu armády George Marshall na to, aby některé z amerických jednotek vyloďujících se ve Francii byly vybaveny Geigerovými počítači pro případ nacistického útoku radioaktivními zbraněmi.2 V závěrečných částech knihy necháme válku stranou: nastává „dospělý věk" rovnice. Uvidíme, že E = mc1 leží v srdci mnoha lékařských přístrojů, jako jsou skenery PĚT, užívané k vyhledávání nádorů; širokou působnost má také u běžné domácí techniky včetně televizorů a požárních hlásičů. Co je ovšem ještě významnější, její mocný vliv zasahuje daleko do vesmíru. Pomáhá objasnit, jak se zažehují hvězdy, jak se na naší planetě udržuje teplo, jak vznikají černé díry a jak bude vypadat konec našeho vesmíru. Na konci knihy jsou uvedeny podrobné poznámky pro ty, kteří se zajímají o hlubší informace z matematiky či historie. Další průpravu je možné získat na webové stránce davidbodanis.com. Příběhy, s nimiž se na této cestě setkáme, jsou daleko více o vášni, lásce a pomstě než o suchých vědeckých obje-

věch. Setkáme se tam s Michaelem Faradayem, chlapcem z chudé londýnské rodiny toužícím po učiteli, který by mu dopomohl k lepšímu životu, Emilií du Chátelet, ženou uvězněnou ve špatném století, snažící se vybojovat pro sebe místo, kde by nebyla terčem posměchu za to, že užívá svoji hlavu. Přineseme zprávu o Knutu Haukelidovi a jeho skupině norských přátel, kteří byli nuceni napadnout svoje krajany, aby odvrátili ještě větší nacistické zlo. Uvedeme příběh o Cecilii Paynové, Angličance, které zničili kariéru za to, že se odvážila nahlédnout na osud Slunce 6 miliard let po Kr., a příběh o devatenáctiletém bráhmanovi, Subrahmanyanu Chandrasekharovi, jenž vyčetl něco ještě hroznějšího z výhně Arabského moře uprostřed srpna. Ze všech jejich příběhů - doplněných důležitými záběry ze života Isaaca Newtona, Wernera Heisenberga a dalších vědců - vysvitne význam jednotlivých částí rovnice.

10

Díl 1

Narození

1 Bernský patentový úřad, 1905 ZE SEBRANÝCH PÍSEMNOSTÍ ALBERTA EINSTEINA, SVAZEK I

13. dubna 1901 Profesor Wilhelm Ostwald Lipská universita Lipsko, Německo Vážený pane profesore! Odpusťte, prosím, otci, jenž se na Vás, vážený pane profesore, odvažuje obrátit ve věci svého syna. Začal bych tím, že mému synu Albertovi je 22 let a je velice nešťasten, že v současnosti nemá uplatnění, a den ze dne mu stále více připadá, že ztratil kontakt a dostal se na slepou kolej. Trápí ho navíc představa, zeje pro nás břemenem, neboť jsme rodinou skromných prostředků. Dovolil jsem si obrátit se [na Vás] s prosbou, zda byste... mu nemohl napsat pár řádek pro povzbuzení, jež by mu snad vrátily chuť do života a radost z práce. Pokud byste mu navíc mohl zajistit asistentské místo už nyní nebo na podzim, moje vděčnost by neznala mezí. 11

Také si dovoluji zmínit, že můj syn o tomto mém neobvyklém kroku nic neví. Jsem, velevážený pane profesore, Váš oddaný Hermann Einstein Od profesora Ostwalda nepřišla nikdy žádná odpověď.1 Svět roku 1905 nám připadá vzdálený, ale mezi tehdejším a dnešním životem existuje mnoho paralel. Evropské noviny si stěžovaly na nadměrný příliv amerických turistů, a Američané si zase stěžovali na nadměrný počet přistěhovalců. Starší generace si obecně stěžovaly, že mladí ztratili respekt, a politici v Evropě i Americe byli znepokojeni výbušnou situací v Rusku. Chodilo se na kurzy módního „aerobiku"; moderním trendem bylo vegetariánství a výzvy k sexuální svobodě (které byly odsuzovány zastánci tradičních rodinných hodnot) a mnoho dalších trendů. Rok 1905 byl také rokem, kdy Einstein napsal sérii článků, které navždy změnily náš pohled na vesmír. Při povrchním pohledu se zdálo, že do té doby vedl příjemný, spokojený život. Jako dítě se často zajímal o fyzikální záhady, a nyní byl čerstvým absolventem univerzity, vstřícným a bezproblémovým, takže měl hodně přátel. Za ženu si vzal chytrou spolužačku Milevu a jako státní úředník na patentovém úřadu si vydělal dost, aby večery a neděle mohl trávit návštěvami hostinců a dlouhými procházkami, na kterých měl především hodně času k přemýšlení. Otec sice se svým dopisem neuspěl, ale Einsteinův přítel z univerzity Marcel Grossman zatahal za správné nitky, aby Einstein dostal roku 1902 místo na patentovém úřadě. Grossmanova pomoc byla nezbytná. Ne proto, že by Einsteinovy 12

Albert Einstein v době studií v Aarau ve Švýcarsku.

známky ze státních závěrečných zkoušek byly mimořádně nízké. Když se „nabifloval" z univerzálních Grossmanových poznámek, podařilo se mu dosáhnout průměru 4,91 z možných 6, což byl skoro průměr. Ale proto, že mu jeden profesor, který měl na Einsteina spadeno za to, že mu svými vtipy narušuje výuku, napsal schválně nepřijatelný posudek. Celé roky dráždil učitele nedostatkem poslušnosti, zvláště však svého středoškolského profesora řečtiny, Josepha Degenharta, který neupadl v zapomnění díky neustále opakovaným tvrzením: „Z vás nikdy nic nebude."2 Svůj pozdější nátlak, aby opustil školu, Degenhart vysvětloval slovy: „Vaše přítomnost ničí ve třídě jakýkoli respekt studentů."3 Navenek Einstein vypadal sebevědomě a žertoval s přáteli, jak všichni mocní mají nejspíš potěšení z toho, že ho mohou shazovat. V předchozím roce (tj. v roce 1904) podal žádost o povýšení z patentového úředníka třetí třídy na patentového úředníka druhé třídy. Jeho nadřízený dr. Haller ho však odmítl s vyjádřením, že Einstein sice „prokázal některé dobré výsledky, bude si však muset ještě počkat, až se dokonale seznámí se strojním inženýrstvím." 13

Ve skutečnosti ovšem jeho neúspěch začal vypadat kriticky. Einstein a jeho žena se museli vzdát svého prvního dítěte, holčičky narozené ještě před svatbou, a z úřednického platu se nyní snažili vychovávat druhé dítě. Einsteinovi bylo šestadvacet. Nemohl si dovolit zaplatit služku ani na pár hodin, aby se jeho žena mohla vrátit ke studiu. Byl opravdu tak moudrý, jak tvrdila jeho mladší sestra Mája, která ho zbožňovala? Podařilo se mu publikovat pár článků o fyzice, ale „díru do světa" s nimi neudělal. Bral si vždycky na mušku velké souvislosti - ve svém úplně prvním článku, uveřejněném už v roce 1901, se snažil dokázat, že síly nadnášející kapalinu v brčku mají souvislost s Newtonovým gravitačním zákonem. Ale nepodařilo se mu souvislosti úplně dopracovat a od ostatních fyziků se nedočkal skoro žádné odezvy. Napsal sestře, že by ho zajímalo, zda se mu vůbec někdy podaří prorazit. I hodiny strávené na patentovém úřadu pracovaly proti němu. V době, kdy mu končila práce, v technické knihovně v Bernu právě zavírali. Jakou měl šanci, nemohl-li mít informace o nejnovějších objevech? Pokud se mu podařilo uspořit nějakou chvilku během dne, črtal vzorce na kusy papíru vložené v zásuvce stolu, kterou žertem nazýval 4 svým oddělením teoretické fyziky. Ale Haller ho nespouštěl z očí a zásuvka zůstávala většinu času zavřená. Einstein viditelně zaostával i v porovnání s přáteli z univerzity. Hovořil s manželkou o tom, že by chtěl opustit Bern a zkusil učit na střední škole. Ale i to by mělo své problémy, protože už to jednou zkoušel před čtyřmi lety, ale nikdy se mu nepodařilo získat stálé místo. A pak, jednoho krásného dne na jaře roku 1905 (jak Einstein později vzpomínal) se sešel se svým nejlepším přítelem, Michelem Besso. Vydali se na jednu ze svých dlouhých 14

procházek za město. („Mám ho opravdu rád, pro jeho pro5 nikavou mysl a prostou duši," napsal později Einstein. ) Obvykle si jen tak povídali o životě na patentovém úřadu a o hudbě, dnes však byl Einstein nějak nesvůj. Za poslední měsíce začala skládanka v jeho hlavě získávat určitější podobu, ale stále něco chybělo... Einstein cítil, že už je velice blízko, ale pořád nevěděl, co chybí. Té noci stále ještě tápal, další den však už vyskočil z postele s pocitem „ma6 ximálního vzrušení". Trvalo pak už jen pět nebo šest týdnů, než dal dohromady první koncept článku, který obsahoval více než třicet stránek. To byl počátek jeho teorie relativity. Hotový článek zaslal do redakce Annalen der Pbysik, ale po několika týdnech si uvědomil, že na něco zapomněl. Brzy došel téže redakci třístránkový dodatek. Jinému příteli se svěřil s jistými obavami ohledně tohoto dodatku: „Myšlenka je to zábavná a lákavá, pokud si ovšem Bůh nedělá legraci a nevystřelil si ze mě - kdo ví?"7 Ale samotný text začíná sebevědomě: „Výsledky elektrodynamického výzkumu zde nedávno mnou publikované vedou k jednomu velice zajímavému závěru, který zde bude odvozen." A pak, čtyři odstavce od konce dodatku, to napsal.8 E = mc2 byla na světě.

15

Díl 2

Předkové E = mc2

2 E značí energii Slovo energie je překvapivě nové a v moderním smyslu je lze vysledovat pouze do poloviny 18. století. Ne, že by si lidé předtím neuvědomovali, že se v okolí vyskytují rozličné síly - praskání statické elektřiny nebo třeba nápor větru opírající se do plachet. Byly ovšem považovány za nesouvisející věci. Neexistoval zastřešující pojem „energie", který by takovéto rozmanité jevy obsáhl. K lidem, kteří rozhodující měrou přispěli ke změně tohoto stavu, patřil Michael Faraday, nadaný knihařský učeň, který ale vůbec netoužil strávit život vázáním knih.1 Ale touto prací si vydělával. V Londýně kolem roku 1810 měla ale práce knihtiskaře jednu velkou přednost: „Všude kolem byla spousta knih," svěřuje se po letech příteli, „a já je četl." Bylo to však nesystematické čtení, pouhé lapání útržků stránek, které šly do vazby. Občas měl večery pro sebe, kdy si při svíčce či petrolejce přečetl delší šestnáctistránkové nebo dvaatřicetistránkové svázané archy. Když bylo Faradayovi dvacet, návštěvník knihařství mu nabídl lístky na sérii přednášek na Královském ústavu pro šíření přírodních věd (Royal Institutiori). Sir Humphry Davy hovořil o elektřině a o skrytých silách existujících pravděpodobně pod povrchem viditelného vesmíru. Faraday tam šel a uvědomil si, že se mu podařilo nahlédnout do 17

Michael Faraday.

úplně jiného života. Jak ale do něj vstoupit? Nechodil na Oxford ani na Cambridge a vlastně ani pořádně nevystudoval žádnou střední školu. Peníze neměl, protože mu je jeho otec (povoláním kovář) nemohl dát a jeho přátelé byli stejně chudí jako on. Faraday však uměl svázat na pohled působivou knihu. A měl ve zvyku dělat si pokud možno stále poznámky. Do dílny si s sebou přinesl poznámky z Davyho přednášek. Opsal je a připojil několik kreseb Davyho demonstračního přístroje. Rukopis pak ještě přepracoval. (Všechny jeho náčrtky jsou dnes uchovávány s péčí hodnou svatých relikvií v suterénním Archivním sále londýnského Královského intitutu). Potom vzal kůži, sídla a rytecké potřeby a svázal úžasnou knihu, kterou poslal siru Humphry Davymu. Davy odpověděl, že by se chtěl s Faradayem sejít. Zalíbil se mu, a přestože se jejich vztah nevyvíjel vůbec hladce, nakonec ho přijal jako laboranta. Na staré kolegy z dílny tím možná udělal dojem, ale jeho nové postavení nebylo tak ideální, jak doufal. Davy se někdy choval jako laskavý učitel, jindy však (jak se Faraday zmiňuje 18

Sir Humpry Davy.

v dopise přátelům) býval zlostný a každého od sebe odháněl. To muselo být pro Faradaye obzvláště těžké, vždyť jej k vědě přivedla především Davyho laskavá slova. Narážky na to, že kdyby jednou přišel někdo, komu by se podařilo spatřit „ono skryté", veškeré naše znalosti by se mohly propojit. Trvalo několik let, než se Davy konečně umírnil. Přibližně to odpovídá době, kdy se na Faradaye obrátili s otázkou, zda by neuměl vysvětlit prapodivný objev, k němuž došlo v Dánsku. Do té doby každý věděl, že elektřina a magnetismus mají tak málo společného, jak jen různé síly mohou mít. Elektřina byla praskající a syčící substance vycházející z baterií. Magnetismus byl odlišný, neviditelná síla cukající střelkami kompasů nebo přitahující železné piliny k magnetu. Magnetismus nemohl nikdo a priori považovat za součást článků a obvodů. Nicméně, jeden přednášející v Kodani nyní přišel na to, že zavedeme-li do drátu elektrický proud, libovolná střelka kompasu položená na drát se lehce pootočí.2 Nikdo to neuměl vysvětlit. Jak vůbec může síla elektřiny v kovovém drátu vyskočit ven a pootočit střelkou? Když byl 19

Faraday, jemuž teď bylo necelých třicet let, požádán., aby se pokusil vyřešit tento problém, jeho dopisy byly ihned radostnější. Začal se dvořit dívce („Znáš mne tak dobře nebo lépe než já sám," napsal. „Znáš moje dřívější předsudky a moje současné myšlenky - znáš moje slabosti, pocity marnosti, 3 celou moji duši". ) Dívce se líbilo, že se jí dvoří. V polovině roku 1821, když bylo Faradayovi dvacet devět let, se vzali. Stal se oficiálním členem církve, ke které jeho rodina náležela po mnoho let. Byla to mírumilovná, literalistická skupina jménem sandemaniáni, nazvaná, po Robertu Sandemanovi, jenž sektu do Anglie přivedl. Faraday měl nyní velkou příležitost udělat na sira Humphryho dojem. Odvděčit se mu za jeho počáteční důvěru, když si najal poměrně nevzdělaného mladého knihaře. A konečně se mohl pokusit překonat i nevysvětlitelné bariéry, které Davy mezi ně postavil. Faradayovo omezené formální vzdělání se paradoxně ukázalo být velkou výhodou. Nestává se to často, neboť jakmile vědecký obor dosáhne pokročilého stadia, nedostatek vzdělání obvykle znemožní laikům aktivně se do něj zapojit. Dveře jsou zavřené, články nesrozumitelné. Ale v těchto raných dnech poznávání energie to bylo něco jiného. Většina studentů vědeckých škol se učila dokazovat, že libovolný komplikovaný pohyb lze rozložit na směs tlaků a tahů působících po přímce. V souladu s tím se také přirozeně snažili zjistit, zda tu nedochází k nějakému přitahování mezi magnety a elektřinou. Ale tento přístup nemohl objasnit, jak elektrická síla „tuneluje" prostorem a ovlivňuje magnetismus. Poněvadž Faraday nebyl zatížen myšlením v přímkách, mohl se obrátit pro inspiraci k Bibli. Sandemaniánská náboženská skupina jejímž byl členem, věřila v jiný geomet20

rický obrazec - „kruh". „Člověk je svatý", říkali, „a všichni máme závazky ke svým bližním pramenící z této svaté podstaty. Já pomohu tobě, ty pomůžeš někomu jinému, ten pomůže dalšímu a tak dál, až se kruh někde uzavře". Tento kruh nebyl pouze abstraktním, pojmem. Faraday trávil velkou část svého volného času buď v kostele, kde o tomto kruhovém vztahu hovořili, nebo se věnoval charitativní práci, kde tento vztah uváděl do života celá léta. Do práce na vzájemném vztahu mezi elektřinou a magnetismem se pustil Faraday na sklonku léta roku 1821. Bylo to o dvacet let dříve, než se narodil Alexander Graham Bell, vynálezce telefonu, více než padesát let před Einsteinem. Faraday vztyčil magnet. V souladu se svou náboženskou výchovou si představoval, že kolem něj víří tornádo 4 neviditelných kruhových linií. Pokud se nemýlil, volně zavěšený drát se může dostat do pohybu zachycen těmito mystickými kruhovými liniemi jako malý člun polapený vírem. Připojil kontakt baterie. A v tom okamžiku učinil objev století. Vypráví se apokryfní příhoda, že když vše vešlo ve známost, Faraday se stal členem Královské společnosti, tehdejší ministerský předseda jednou přišel s dotazem, k čemu že je tento vynález dobrý. Faradayova odpověď prý byla: „Poněvadž ho, pane premiére, budete moci jednoho dne zdanit."5 To, co Faraday ve své suterénní laboratoři vynalezl, byl základ elektromotoru. Jeden zavěšený drát kroužící stále kolem dokola nevypadá jako nic mimořádného. Faraday však měl jen malý magnet a velmi slabé napájení. Přidáme-li tomu „šťávu", zavěšený drát bude stále tvrdošíjně sledovat kruhovou dráhu vyznačenou ve zdánlivě prázdném prostoru. K takovému drátu lze nakonec připojit těžké předměty a nechat je kroužit spolu s ním. A to je elektromotor. Může 21

jít o lehounkou otočnou destičku disketové jednotky v počítači nebo o čerpadlo vstřikující tuny paliva do tryskového motoru. Faradayův švagr George Barnard si vzpomíná na samotný okamžik objevu: „Najednou vykřikl,,Vidíš to, vidíš to, vidíš to, Georgi?'jakse drát začal točit... Nikdy nezapomenu ten výraz nadšení v jeho obličeji a tu jiskru v jeho oku!"6 Faraday zářil, neboť mu bylo dvacet devět let a udělal velký objev. Opravdu se zdálo, že jeho náboženství mělo ve svých nejhlubších myšlenkách pravdu. Praskající elektřina a tichá silová pole magnetu - a nyní dokonce rychlý točivý pohyb měděného drátu - vše navzájem souviselo. S rostoucím množstvím elektřiny klesalo dostupné množství magnetismu. Faradayovy neviditelné vířivé čáry byly průchodem - kanálem - kudy magnetismus proudil do elektřiny a naopak.7 Jednotné pojetí „energie" sice stále ještě neexistovalo, ale Faradayův objev, že mezi těmito odlišnými druhy energie existuje spojení, nás tomuto cíli velmi přiblížil. Byl to zlatý hřeb Faradayova života - a pak ho sir Humphry Davy obvinil, že celý nápad ukradl.8 Davy začal šířit, že problém osobně diskutoval s jiným odborníkem, jenž na něm pracoval - člověkem s příslušným vzděláním - a Faraday zkrátka musel něco zaslechnout. Příhoda byla samozřejmě vymyšlená. Faraday zkoušel protestovat, na základě jejich bývalého přátelství se dovolával možnosti vše vysvětlit, ale Davy o tom nechtěl ani slyšet. V hrubých urážkách zastoupili Davyho jiní: co jiného se dalo čekat od chlapce z nižší třídy, od takového zelenáče, učně, který se dere nahoru a nemá ani zdání, co obnáší hlubší vzdělání? Davy toho po několika měsících nechal, nikdy se však neomluvil a obvinění neodvolal. 22

V poznámkách a příspěvcích do soukromého časopisu Davy často psával o tom, jak důležité je povzbuzovat mladou generaci. Problém byl v tom, že se sám nepřinutil k tomu, aby to udělal. V jejich záležitosti nešlo o pouhý spor mládí versus stáří. Davy byl jen o něco přes deset let starší než Faraday. Ovšem Davy se rád nechával oslavovat jako veličina britské vědy. To bylo času stráveného mimo laboratoř, kdy se svojí ambiciózní manželkou nasávali obdiv londýnských salonů! A teď cosi naznačovalo, že ta chvála byla trochu lichá. Ve skutečnosti nebyl na špici tehdejšího výzkumu. Při korespondenci s mysliteli na kontinentu věděl, že na ně udělá dojem, když dostanou dopis od tak prominentního představitele Královského ústavu, vyhýbal se však přicházet s novými myšlenkami. Sotvakdo si to uvědomoval, Faraday však ano. Podobal se Davymu více než kdo jiný. Oba muži začínali výzkumnou činnost z daleko nižší úrovně vzdělání než jejich vědečtí současníci. Faraday se to nesnažil nijak tajit, ale Davy dělal všechno možné, aby svou minulost zakryl. Faradayova klidná přítomnost mu byla stálou připomínkou toho, co měli oba kdysi společné. Faraday nikdy nepromluvil proti Davymu.9 Ale po obvinění z plagiátorství a jeho dozvucích se na dlouhá léta stáhl opatrně mimo první linie výzkumu. Teprve po Davyho smrti, v roce 1829, se opět vrátil ke skutečné práci. Faraday se dožil vysokého věku a po čase se sám stal prominentním členem Královského ústavu. Jeho vzestup byl typickým příkladem přestupu od džentlmenské vědy k vědě profesionální. Davyho intriky proti němu byly dávno zapomenuty. Podařilo se mu udělat další objevy. Stal se velmi slavným a byl velice žádaný, dostával dopisy například jako tento: 23

28. května 1850 Drahý pane, napadlo mne, že by bylo neobyčejně prospěšné pro velmi širokou čtenářskou obec, kdyby se nám k ranní kávě dostalo nějakého souhrnu vašich posledních přednášek. Byl bych nesmírně potěšen, kdybych je mohl otisknout ve svém novém podniku. S velkým obdivem a úctou, zůstávám drahý pane, Váš oddaný služebník, Charles Dickens10 V posledních deseti letech života Faraday - podobně jako Davy - už nebyl schopen sledovat nejnovější výsledky výzkumu. Ale pojem energie už začal žít svým vlastním životem. Všechny zdánlivě nesouvisející síly na světě byly pomalu majestátně propojovány, až vzniklo toto vrcholné dílo viktoriánského věku - ohromná, sjednocující doména energie. Když Faraday dokázal vazbu mezi elektřinou a magnetismem - dvou položek, jež se očividně zdály pocházet každá naprosto odjinud - vědecké společenství začínalo věřit tomu, že se také mezi všemi ostatními formami energie podaří prokázat fundamentální souvislost. Byla tu chemická energie v explodující náloži střelného prachu a byla tu třecí tepelná energie při šoupání botou ovšem i ty spolu souvisí. Při výbuchu nálože střelného prachu bude množství energie dodané ve vzdušném rázu a padajícím kamení přesně rovné chemickému potenciálu uvnitř výbušniny. Lze snadno přehlédnout, jak zvláštní vizí se stalo pojetí energie, jež Faraday pomáhal vytvořit. Bylo to, jako kdyby 24

při stvoření vesmíru Bůh řekl: „Vložím do tohoto svého vesmíru množství X energie. Nechám hvězdy růst a explodovat, nechám je obíhat planetami a lidem poručím stavět velká města. A budou bitvy, jež rozboří tato města, a pak dám těm, co přežili, vytvořit nové civilizace. Budou tu ohně a koně a voli tahající vozy; bude tu uhlí, parní stroje, továrny a mocné lokomotivy. A přesto v celé této posloupnosti, i když se druhy energie budou před lidskými zraky měnit, i když se někdy energie projeví jako teplo z lidských nebo zvířecích svalů a jindy se bude jevit jako přívaly vodopádů nebo výbuchy sopek, navzdory všem těmto proměnám, celkové množství energie zůstane stejné. Množství, jež jsem tehdy stvořil, se nezmění. Nebude tam ani o milióntinu méně, než bylo na počátku." Takto vyjádřeno to zní jako rituální fráze - Faradayova náboženská vize jednolitého vesmíru, s jednou jedinou „silou", která ho celý prostupuje. Trochu to připomíná sílu rytířů řádu Jedí z Hvězdných válek: „Sílaje energetické pole stvořené všemi živými bytostmi; drží galaxii pohromadě." Přesto je to pravda! Když přibouchneme dveře od skříně, byť se to odehrálo v nočním tichu domova, energie se projeví v klouzavém pohybu dveří, ale přesně stejná energie byla odebrána z našich svalů. Když dveře skříně konečně dosednou, jejich pohybová energie nezmizí, nýbrž se prostě přestěhuje do chvějivého buchnutí dveří o skříň a do třecího tepla ve starých pantech. Pokud jsme se při zavírání dveří museli lehce zavrtat nohou do podlahy (abychom neuklouzli) Země se posune na své oběžné dráze a povyskočí nahoru přesně o tolik, aby to vykompenzovala. K vyvažování dochází všude. Změřme chemickou energii ve velké haldě nevyhořelého uhlí, zatopme jím pod kotlem lokomotivy a změřme energii supícího ohně a uhánějící lokomotivy. Energie nepochybně změnila svoje formy, 25

systém vypadá velice odlišně. Ale šumaje přesně, absolutně přesně stejná. Faradayova práce se stala součástí nejúspěšnějšího výzkumného programu v historii devatenáctého století. Všechny veličiny figurující v transformacích energie, jež Faraday a ostatní postupně odkrývali, se daly spočítat a změřit. Když se to provedlo, výsledky bez výjimky potvrdily, že celková suma se opravdu nikdy nemění, čili se zachovává. Vešlo to ve známost jako zákon zachování energie. Všechno souviselo se vším; všechno bylo jemně vyváženo. V posledním desetiletí Faradayova života Darwin zřejmě prokázal, že k vytvoření druhů existujících na naší planetě není Boha zapotřebí. Ale Faradayova vize neproměnné energie byla často vnímána jako jakási uspokojivá náhrada.11 Důkaz, že boží ruka se našeho světa opravdu dotkla a nadále působí mezi námi. Právě tato koncepce zachování energie se vyučovala na kantonální střední škole v Aarau, v severním Švýcarsku, když tam Einstein v roce 1895 nastoupil na náhradní studium. Bylo to dvacetosm let po Faradayově smrti. Einstein si nemohl vybírat. Už byl vyloučen pro špatný prospěch z jiné naprosto vyhovující střední školy v Německu (kde se zapřísahal, že už toho má dost) a neuspěl u přijímacích zkoušek na Spolkový technický institut v Curychu, jedinou školu, která nabízela příležitost zběhlým studentům. Jeden dobrácký asistent se domníval, že Einstein možná má nějaké klady, a tak místo úplného odmítnutí navrhl ředitel ústavu tuto klidnou, neformální a individuálně orientovanou školu v severních údolích.12 Když se Einsteinovi konečně podařilo na Spolkový institut dostat - po prvním pikantním románku s osmnáctiletou dcerou svého aarauského hostitele - tamní profe26

soři fyziky stále ještě vyučovali viktoriánské evangelium o velké, zastřešující síle energie. Einstein však cítil, že jeho učitelé míjejí podstatu věci. Nezabývali se tím jako živým problémem, nepátrali poctivě po „pravém významu", neinspirovali se náboženským podtextem, který hnal Faradaye a ostatní kupředu. Místo toho představovala energie a její zachování pro většinu z nich pouhý formalismus, soubor pravidel. V západní Evropě vládlo tou dobou velké sebeuspokojení. Evropské armády byly nejmocnější na světě; evropské ideje byly „jasně" nadřazené idejím jiných civilizací. Došli-li špičkoví evropští myslitelé k závěru, že energie se zachovává, pak nebyl žádný důvod to zpochybňovat. Einstein byl v podstatě velmi tolerantní, ale jestli něco nesnášel, byla to samolibost. Narušoval hodiny na střední škole a učitelé ho vzhledem k tomuto přístupu nebyli ochotni dál nic učit. Hledal něco hlubšího, něco obecnějšího. Faraday a ostatní viktoriánští vědci rozšiřovali pojem energie tak dlouho, až se domnívali, že zahrnuje všechny možné síly. Ale mýlili se. Einstein to ještě nepochopil, ale už byl na dobré cestě. V Curychu byla spousta kaváren, kde trávil odpoledne, usrkával ledovou kávu, četl noviny a trávil čas s přáteli. Nicméně, později, když měl větší klid, Einstein přemýšlel o fyzice, energii a dalších problémech. A přemýšlel o tom, kde může být chyba v názorech jeho pedagogů. Všechny druhy energie, u nichž viktoriánci našli a prokázali souvislost - chemikálie, oheň, elektrické jiskry i vybuchující bomby - byly jen nepatrným odrazem toho, co mohly být. Doména energie byla v devatenáctém století vnímána jako velmi rozsáhlá, ale za pouhých pár let Einstein vypátrá zdroj energie, který zastíní i nejlepší objevy nejzarputilejších viktoriánských hledačů. 27

Objeví zdroj další ohromné energie tam, kam nikoho nenapadlo se podívat. Staré rovnice přestanou platit. Množství energie, které Bůh vložil do našeho vesmíru, nezůstane omezené. Může jí být víc.

3 =

Většina hlavních typografických znaků, jež dnes užíváme, byla zavedena do konce středověku. Text biblí ze čtrnáctého století hodně připomínal telegram: NA POČÁTKU STVOŘIL BŮH NEBE A ZEMI ZEMĚ PAK BYLA NESLIČNÁ A PUSTÁ A TMA BYLA NAD PROPASTÍ

Jednou změnou, k níž v různých dobách došlo, bylo rozlišení malých a velkých písmen: Na počátku stvořil Bůh nebe a zemi země pak byla nesličná a pustá a tma byla nad propastí Dalším posunem bylo zavedení malých kroužků (teček) k označení hlavních dechových pomlk: Na počátku stvořil Bůh nebe a zemi. Země pak byla nesličná a pustá a tma byla nad propastí. Začaly se rovněž používat malé obloučky k označení menších dechových pomlk: 28

Země pak byla nesličná a pustá, a tma byla nad propastí. K zařazení hlavních symbolů došlo poměrně rychle s vynálezem knihtisku na konci 15. století. Texty začaly být zaplňovány starými symboly ? a novějšími značkami !. Bylo to trochu, jako když systém Windows vytlačuje z osobních počítačů jiné operační systémy. Méně významným symbolům to trvalo déle. Dnes už je považujeme za tak samozřejmé, že kupříkladu prakticky pokaždé mrkneme, spatříme-li na konci věty dvojtečku. (Pozorujme někoho při čtení a všimneme si toho). Toto je ovšem zcela naučená reakce. Po více než tisíc let užívalo jedno z nejdůležitějších světových kulturních center tento znak pro sčítání A, neboť představoval kohosi, kdo kráčí směrem k nám (a tak k nám měl být „přičten"), a znak A. pro odčítání. Tyto egyptské symboly by se bývaly mohly snadno rozšířit a dosáhnout všeobecného přijetí zrovna tak, jak k tomu došlo u jiných středovýchodních symbolů. Například fénické symboly byly zdrojem hebrejských X a 3 - písmen alef a bet - a rovněž řeckých a a P - alfa a beta - a později i písmen naší abecedy. V polovině 15. století tu byl ještě prostor pro vynálezce, aby doplnili kodifikaci méně významných symbolů. A pak v roce 1543 se Robert Recorde, vášnivý autor učebnic, snažil v Anglii propagovat „netradiční" znak „+", který dosáhl jisté popularity na kontinentu. Na sepsané knize nezbohatl, a tak to za deset let zkoušel znovu, tentokrát se symbolem (který má pravděpodobně své kořeny ve starých logických textech) a u něhož si byl jist, že uspěje. V nejlepší tradici starých reklamních triků se dokonce pokoušel dodat mu i jakousi mimořádnou cenu: „A abychom se vyhnuli únavnému opakování oněch slov: je roven, -a, -o: zavádím... dvojici 29

=jelikož rovnoběžek, čili... čar stejné délky, tedy: žádné 2 věci nemohou si být rovnější..." Nezdá se, že by byl Recorde na této inovaci vydělal, poněvadž musela tvrdě soutěžit se stejně vyhovujícím //, a dokonce s bizarním symbolem [; , který razily mocné německé vydavatelské domy. Celé spektrum možností, jež se tu i onde zdvořile nabízelo, by po dosazení do rovnice vypadalo asi takto: e II mc2 e »-mc2 e .aequs. mc2 e][mc 2

Byl tu dokonce i můj favorit:

Až do dob Shakespearových o generaci později si nemohl Recorde být svým vítězstvím jist. Od té doby pak vědci i školometi často užívali rovnítko k pouhé sumarizaci toho, co už je známo, ale několik myslitelů přišlo s lepším nápadem. Řeknu-li, že 15 + 20 = 35, není to příliš zajímavé. Ale představme si, že řeknu: (jeďte 15 stupňů na západ) (potom jeďte 20 stupňů na jih) (naleznete pasát, který vás přenese přes Atlantik k novému kontinentu za 35 dní). Pak říkám symbolickou rovnicí něco nového. Dobrá rovnice není prostě jen vzorec k výpočtu. Ani to nejsou vyvažovači váhy k potvrzení, že dvě položky, které jsme pova30

žovali za přibližně stejné, jsou opravdu stejné. Namísto toho vědci začali užívat symbol = jako jakýsi dalekohled pro nové myšlenky, přístroj zaměřující naši pozornost ke zcela novým, panenským oblastem. Rovnice jsou prostě jen náhodou sepsány ve znacích namísto ve slovech. A právě takhle použil Einstein „=" ve své rovnici z roku 1905. Viktoriánští vědci se domnívali, že nalezli všechny potenciální existující zdroje energie: chemickou energii, tepelnou energii, magnetickou energii a další. V roce 1905 však Einstein mohl říci: „Ne, existuje ještě jedno místo, kde lze hledat a najít víc". Jeho rovnice byla jako dalekohled, který tam míří, ale ona skrýš se nenacházela nikde daleko ve vesmírném prostoru. Byla všude tady dole - jeho učitelé ji měli celou dobu přímo před očima. Nalezl ohromný energetický zdroj na místě, kam se nikoho nenapadlo podívat. Skrýval se v každé pevné hmotě.

4 m značí hmotnost Dlouhou dobu to s pojmem hmotnosti vypadalo podobně jako s pojmem energie před Faradayem a dalšími významnými vědci devatenáctého století. Všude kolem existovala spousta různých hmotných substancí - led, kámen či zkorodovaný kov - nebylo však jasné, jaký je jejich vzájemný vztah (je-li vůbec nějaký). Vědce, kteří věřili v existenci velikých souvislostí podporovala skutečnost, že Isaac Newton v 17. století prokázal, že všechny pozorované planety, měsíce a komety lze popsat jako obíhající součástky nesmírného, Bohem vytvořeného stroje. Jediným problémem bylo, že tato majestátní představa se zdála vzdálená změti zaprášených látek tady dole na Zemi. 31

Zjistit, zda se Newtonova vize opravdu uplatňuje i na Zemi - to jest stanovit, zda jsou rozličné typy látek kolem nás opravdu v jednotlivostech propojeny - to vyžadovalo osobu s velkým, přímo pedantským smyslem pro přesnost; někoho ochotného trávit čas měřením i nejnepatrnějších zrněn váhy (hmotnosti) či objemu. Tato osoba ale musela být také dosti velkým romantikem - aby našla motivaci v Newtonově velké vizi - neboť proč se jinak obtěžovat honbou za nějakými nejasně tušenými souvislosti mezi veškerou hmotou? Toto propojení účetního a vzletného ducha - to mohl být charakteristický portrét Antoine-Laurenta Lavoisiera. Právě on byl nadaným člověkem, který poprvé ukázal, že všechny ty zdánlivě odlišné kousky stromů, skal a železí na zemi - veškerá tamní „hmota" - jsou ve skutečnosti 1 součástí jednoho propojeného celku. Lavoisier demonstroval svůj romatismus v roce 1771, když zachránil nevinnou třináctiletou dceru svého přítele Jacquese Paulzeho před nedobrovolným sňatkem s jakýmsi hrubým, neotesaným - ovšem nepřestavitelně bohatým „nelidou". Paulzeho znal odedávna, neboť to byl jeho šéf. Situaci nakonec vyřešil tak, že si jeho dceru Marii Annu vzal za manželku sám. Manželství fungovalo. Navzdory věkovému rozdílu a navzdory tomu, že brzy poté, co hezký, osmadvacetiletý Lavoisier zachránil Marii Annu, se opět zahrabal do nepředstavitelně nudné účetní práce, kterou vykonával pro Paulzeho pod hlavičkou instituce zvané „Generální farma". Nebyla to farma v dnešním slova smyslu, nýbrž jakýsi monopolní pacht na výběr daní pro vládu Ludvíka XVI. Cokoli bylo vybráno navíc si pachtýři mohli ponechat. Bylo to výjimečně lukrativní podnikání, ale také výjimečně zkorumpované. Po léta tento podnik přitahoval starší, hodně 32

zámožné muže, kteří si mohli dovolit zaplatit „vstupné", ovšem byli neschopni provádět jakékoli podrobné účetnictví nebo správu. Bylo Lavoisierovým úkolem udržet tuto ohromnou daňovou „máselnici" v chodu. A ten to dělal s hlavou skloněnou nad stolem, pracoval dlouhé hodiny, v průměru šest dní v týdnu a po celých následujících dvacet let. Pouze ve volném čase - jednu či dvě hodiny ráno a pak jeden celý den v týdnu - se mohl opravdu věnovat vědě. Ale nazýval tento jediný den svýmjourde bonheur - „šťastným dnem". Asi by každý nepochopil, proč to bylo takové štěstí. Experimenty se často podobaly Lavoisierovu normálnímu účetnictví, jen byly ještě zdlouhavější. Přesto přišel okamžik, kdy Antoine v záchvatu oné iracionální štědrosti, která se projevuje u mladých zamilovaných, vybídl svou nevěstu, aby mu pomohla s opravdu velkým experimentem.2 Hodlal pozorovat kus zahřívaného kovu, jak pomalu hoří, či snad jen režné. Chtěl zjistit, zda bude vážit více nebo méně než na počátku. (Než půjdeme dál, čtenář by si možná rád zatipoval: nechme kus kovu - třeba starý blatník nebo spodní podlahu vašeho vozu - zreznout. Nakonec bude vážit a) méně b) stejně c) více než napočátku. Pamatujte si svou odpovědi) Většina lidí, dokonce i dnes, bude pravděpodobně tipovat, že méně. Ale Lavoisier, který byl vždy chladný počtář, nevěřil a priori ničemu. Sestrojil zcela uzavřený přístroj a umístil ho ve zvláštním saloně svého domu. Jeho mladá žena mu pomáhala. Na mechanické rýsování byla šikovnější než on a daleko lepší byla i v angličtině. (To bylo později užitečné, když bylo zapotřebí udržet krok s konkurencí v Evropě). 33

Do přístroje postaveného v salonu, který neprodyšně uzavřeli, umísťovali rozmanité látky a dodávali jim teplo nebo je přímo nechali hořet, a tím urychlovali korozi. Když vše vychladlo, vzali seškvařený, zkorodovaný nebo jinak spálený kov, zvážili ho a také pečlivě změřili, nedošlo-li k úbytku vzduchu. Výsledek byl pokaždé stejný. Jejich zjištění, vyjádřené v moderním názvosloví bylo, že zkorodovaný vzorek neváží méně. Neváží dokonce ani stejně. Váží více. Zvýšení váhy nepocházelo z prachu či kovových úlomků uvnitř měřicího aparátu, na to byli s manželkou příliš pečliví. Existují ovšem složky vzduchu: vzduch, který dýcháme, se skládá z různých plynů. Některé z těchto plynů musely proniknout dolů a přilnout ke kovu. To byla ta dodatečná váha, kterou nalezli. Co se tedy opravdu stalo? Bylo tu stejné celkové množství látky, ale kyslík - původně součást objemu plynu - už ve vzduchu nebyl. Ale neztratil se. Prostě přilnul ke kovu. Zvažme vzduch a zjistíme, že ztratil něco ze své hmotnosti. Zvažme škvarek kovu a zjistíme, že přibral - přesně tu hmotnost, kterou vzduch ztratil. Pomocí svých úžasně rafinovaných vah Lavoisier ukázal, že hmota se může přesouvat z jedné formy do jiné, přesto nikde nevzniká ani nezaniká. Byl to jeden z největších objevů 18. století - srovnatelný s Faradayovým průlomem v oblasti energie uskutečněným v suterénu Královského institutu o půl století později. Rovněž zde platí, jako kdyby Bůh stvořil vesmír a pak řekl: „Vložím fixní množství hmoty do tohoto svého panství, nechám hvězdy růst a explodovat, nechám pohoří vrásnit, srážet se navzájem a vymílat větrem a ledovci; nechám kovy rezivět a drolit se v prach. Přesto, napříč tím vším, celkové množství hmoty v mém vesmíru se nikdy nezmění; ani jediná milióntina gramu 34

neubyde ani nepřibyde; ani za celou věčnost." Kdybychom zvážili nějaké město - a toto město pak bylo obleženo, vyvráceno a lehlo popelem, kdyby se podařilo shromáždit všechen kouř, popel, kusy hradeb a cihly a zvážili bychom je, původní váha by zůstala neměnná. Nic by se doopravdy neztratilo, ani nejmenší zrníčko prachu. Prohlásit, že všechny fyzikální objekty mají vlastnost zvanou „hmotnost", která ovlivňuje, jak se budou pohybovat, je působivé, a Newton to udělal již na konci 17. století. Ale dostat se k takovým podrobnostem, abychom mohli ukázat, jak přesně se jejich součásti slučují a dělí? To je další krok, ve kterém uspěl až Lavoisier. Kdykoli francouzští vědci uskutečnili objevy, které měly velký význam, bylo to s podporou vlády. A stalo se tak i u Lavoisiera. Byl členem Akademie věd a nyní dostal prostředky na výzkum. Nedal by se kyslík, jehož existenci pomohl objasnit, použít ke konstrukci lepší vysoké pece? Nemohl být pečlivě odseparovaný vodík použit k zásobování flotily balonů, schopné soutěžit s Británií o nadvládu ve vzduchu? Také pro zkoumání tohoto problému získal vládní subvence. V každé jiné době by to bylo Lavoisierovi zabezpečilo pohodlný život. Ale všechny tyto granty, pocty a odměny pocházely od krále Ludvíka XVI., a už za pár let měl být Ludvík popraven, spolu se svou manželkou, mnoha ministry a bohatými stoupenci. Lavoisier měl možná šanci uniknout zatčení. Nejvražednější fáze revoluce trvala jen několik měsíců a mnoho Ludvíkových nejbližších přívrženců prostě přežilo tato období v klidu. Ale Lavoisier si nemohl pomoci. Musel zkrátka stále něco přesně měřit. Byla to část jeho účetnické osobnosti, byla to podstata jeho vědeckých objevů. A nyní to však povede k jeho zkáze. 35

První chyba se zdála dost nevinná. Na členy Akademie věd neustále dotírali různí méně významní vědci a dlouho před revolucí jeden z nich, doktor švýcarského původu, vyhlašoval, že jen slovutný Lavoisier má kredit a renomé k tomu, aby dobře posoudil jeho nový vynález. Přístroj byl něco na způsob rané infračervené kamery a umožňoval doktorovi snímat tetelivé tepelné vlnění nad plamenem svíčky, nad dělovou koulí, nebo dokonce (jak se stalo při jedné skvělé příležitosti, když se mu podařilo přimět amerického vyslance k návštěvě svých komnat) z temene holé lebky Benjamina Franklina. Ale Lavoisier a Akademie doktora odmítli. Z toho, co Lavoisier slyšel, se ale tepelné obrazce, které doktor hledal, nedaly měřit přesně. A to byla pro Lavoisiera alfa a omega. Ale nadějný mladík - doktor Jean Paul Marat - na to nikdy nezapomněl. Další chyba byla ještě více spjata s Lavoisierovou posedlostí měřením. Ludvík XVI. pomáhal Americe financovat její revoluční válku proti Britům a v udržení tohoto svazku hrál ústřední roli Benjamin Franklin. Neexistoval žádný trh obligací, a tak se Ludvík obrátil s problémem získání peněz na Generální farmu. Daně však už byly vysoké. Takže, kde získat víc? V každém období, ve kterém byla ve Francii slabá vláda, vždy existovala malá skupinka technokratů, kteří rozhodli, že problém vyřeší na vlastní pěst, když žádné z oficiálních míst nechtělo převzít odpovědnost. Lavoisier měl nápad. Vzpomeňte si na měřicí aparaturu v jeho salonu, s jejíž pomocí mohli s Marií Annou přesně zaznamenat vše, co vcházelo dovnitř a vycházelo ven. Proč ji nerozšiřovat dál a dál, až by obsáhla celou Paříž? Uvědomil si, že kdo umí sledovat mětské vstupy a výstupy, může je zdanit. Kdysi stály kolem Paříže hradby, ale ty se datovaly od středověku a pro účely zdanění byly již nepoužitelné. Cel36

í brány chátraly a. mnoho úseků bylo tak zničených, že pašeráci mohli klidně procházet. Lavoisier se rozhodl postavit novou zeď, mohutnou, kde by každého bylo možno zastavit, prohledat a přimět zaplatit daň. V dnešní měně by přišla stavba celkem na několik set milionů dolarů. Byla to Berlínská zeď té doby. Byla šest stop vysoká, postavená z těžkého zdiva, s tucty solidních celních bran a chodníky pro ozbrojené hlídky. Pařížané ji nenáviděli a když vypukla revoluce, byla první velkou stavbou, kterou napadli, dva dny před dobytím Bastilly; vtrhli na ni s hořícími dřevy, sekerami i holýma rukama a likvidovali ji, dokud ji nesrovnali se zemí. Viník byl zním, antiroyalistický leták vyhlašoval: „Každý potvrdí, že monsieur Lavoisier z Akademie věd je vlastenec a dobroděj, jemuž 3 vděčíme za... uvěznění francouzského hlavního města." Snad i to by býval přežil. Vášně lůzy nemají dlouhého trvání a Lavoisier se snažil kvapně dokázat, že je na její straně. Osobně řídil mlýny na střelný prach, jež zásobovaly revoluční armádu; usiloval, aby Akademie věd ukázala novou, reformistickou tvář, nechal odstranit velkolepé tapisérie z jejích kanceláří v Louvrů. Dokonce se zdálo, že bude mít úspěch, a to až do té doby, dokud se nevynořila jedna postava z jeho minulosti, která neznala odpuštění. V roce 1793 byl Jean Paul Marat hlavou vedoucí frakce v Národním shromáždění. Kvůli Lavoisierovu odmítnutí si protrpěl roky bídy. Kůži měl poškozenou z neléčené nemoci, bradu nebolenou, vlasy zanedbané. Lavoisier byl proti němu stále pohledný. Pleť měl hladkou, postavu silnou. Marat ho nezlikvidoval hned. Místo toho se postaral, aby zeď byla pařížským občanům nepřetržitě připomínána. Jako živoucí, ohromný souhrn všeho, co Marat nenáviděl na třídně pokrytecké Akademii. Byl velkolepý řečník spolu s Dantonem a Pierrem Menděs-Francem z nedávné n

37

historie patřil k nejlepším v dějinách Francie. (..Jsem hněv, spravedlivý hněv, lidu, a právě proto mi naslouchají a věří ve mne."4) Jedinou známkou napětí - sotva viditelnou posluchačům sledujícím jeho sebevědomý postoj s pravou rukou v bok a levou ležérně opřenou o desku stolu - bylo u Marata lehké nervózní poklepávání nohou o podlahu. Když nařkl Lavoisiera, ztělesňoval právě ten princip, který Lavoisier odhalil. Nebyla-liž pravda, že všechno se vyvažuje? Zničíme-li něco zdánlivě na jenom místě, není to skutečně zničeno. Prostě se to objeví někde jinde. V listopadu 1793 Lavoisier obdržel informaci, že bude zatčen. Zkoušel se ukrýt v opuštěných částech Louvrů, když bloudil tamními prázdnými kancelářemi Akademie. Ale po čtyřech dnech to vzdal, a odkráčel - spolu s otcem Marie Anny - do věznice Port Libře. Když se podíval ze svého okna v Port Libře („Naše adresa je: chodba v prvním patře, číslo 23, cela na konci."5), viděl charakteristickou kopuli observatoře, monument přes sto let starý a nyní podle revolučních nařízení uzavřený. Alespoň v noci, když stráže v Lavoisierově vězení přikázaly sfouknout svíčky, byly nad kopulí vidět hvězdy. Následovaly převozy do jiných vězení; samotný proces se konal 8. května 1794.6 Několik vězňů se pokoušelo mluvit, soudci se jim však vysmáli. Z galerie shlížela na obviněné Maratova busta. Toho odpoledne bylo osmadvacet někdejších milionářů z Generální farmy převezeno na místo nynějšího Pláce de la Concorde. Ruce jim spoutali za zády. Následoval strmý výstup na plochu nástroje doktora Guillotina. Většina odsouzených se zdála klidná, jen jeden starší muž „byl veden na lešení v žalostném stavu."7 Paulze šel třetí, Lavoisier čtvrtý. Mezi jednolivými popravami stětím byla asi minutová prodleva. Nikoli k očištění čepele, ale pouze k odtažení bezhlavého těla. 38

Lavoisierovo dílo, zachování hmoty se začínalo postupně vžívat. Lavoisier pomohl ukázat, že kolem nás existuje široký, propojený svět fyzikálních objektů. Látky zaplňující vesmír lze pálit, mačkat, trhat nebo rozbíjet napadrť a přesto nezmizí. Rozličné druhy hmoty vznášející se kolem nás se pouze spojují a rozdělují. Celkové množství hmoty zůstává stejné. Je to v dokonalé shodě s tím, co později objevil Faraday, že energie se zachovává taktéž. S využitím Lavoisierova přesného vážení a chemické analýzy vědci mohli začít sledovat, jak k zachování hmoty v praxi dochází - například když se molekuly kyslíku postupně stěhují ze vzduchu na kov. S dýcháním je to vlastně stejné, představuje zkrátka přesun kyslíku z vnější atmosféry do nitra našich těl.8 Do poloviny 19. století vědci přijali představu energie a hmoty jako dvou oddělených opevněných měst. Jedno bylo utvořeno z ohně, praskajících drátů napájených baterií a záblesků světla - to bylo království energie. Druhé bylo složeno ze stromů, skal, lidí a planet - to bylo království hmoty. Každé bylo zázračným, kouzelně vyváženým světem. Každé mělo jakýmsi neproniknutelným způsobem zaručeno, že bude udržovat svou celkovou veličinu konstantní, jakkoli formy, v nichž se projevuje, se budou fantasticky měnit. Budeme-li se snažit v jednom z království něčeho zbavit, něco jiného - v tomtéž království - se zčistajasna objeví a zaujme své místo. Všichni si ale mysleli, že tato království nic nespojuje. Neexistují žádné tunely nebo trhliny mezi hradbami. Přesně to Einsteina učili v 90. letech 19. století. Energie a hmota jsou odlišné problémy, nemají nic společného.9 Einstein ale později dokázal, že se jeho učitelé mýlili, ne však tak, jak bychom očekávali. Podle převládajícího názoru je věda budována postupně, na tom, co předcházelo. Telegraf se šikovně zadrátuje a změní se v telefon; je vyvi39

nuto vrtulové letadlo, studuje se, a pak se postaví vylepšený model. Ale tato metoda postupných přírůstků nefunguje u zásadních problémů. K objevu, že mezi těmi dvěma oblastmi existuje spojení, nedospěl Einstein vyhodnocováním experimentů s vážením hmoty, zjišťováním, zda se nějaký kousíček někde nezapomněl a nezkonvertoval v energii. Místo toho zvolil na první pohled nekonečnou okliku. Hmotu a energii na čas úplně „opustil" a soustředil se na něco, co s tím zdánlivě nesouviselo. Začal se věnovat rychlosti světla.

5 c značí celeritas

„c" se liší od všeho, čím jsme se doposavad zabývali. „E" je rozlehlá oblast energií a „m" materiální obsah vesmíru. Ovšem „c" je prostě jen rychlost světla. Toto nečekané písmeno má ve svém jméně, pravděpodobně jako výraz úcty k období do poloviny 17. století, kdy byla věda soustředěna v Itálii a vybranou řečí byla latina. Celeritas znamená latinsky „rychlost" (a je kořenem anglického slova celerity [rychlost] a českého slova „akcelerace".) Tato kapitola se bude zabývat tím, jak „c" přišlo ke své významné roli v rovnici (E = rač2). Čím to, že zrovna tato rychlost - která se může zdát jako náhodné číslo - řídí spojení mezi veškerou hmotou a veškerou energií ve vesmíru? Dlouhou dobu bylo i změření rychlosti světla pokládáno za nemožné. Téměř každý byl přesvědčen, že světlo se pohybuje nekonečně rychle. V tom případě by ovšem nemohlo figurovat v praktické rovnici. Než bylo možné pokročit někam dál, než vůbec mohl Einstein na „c" pomýšlet, musel někdo stanovit, že rychlost světla je konečná - ale to vůbec nebylo jednoduché. 40

Galileo byl prvním člověkem, který jasně koncipoval, jak měřit rychlost světla. Bylo to dost dlouho předtím, než byl v pozdním věku, skoro slepý, uvržen do domácího vězení. Isfež však stačil své nápady uveřejnit, byl již příliš starý na to, aby prováděl experimenty sám. Inkvizice ho hlídala na každém kroku. Byla to pro něj a jeho přátele tak trochu výzva. Několik let po jeho smrti se o práci doslechli členové akademie experimentálních studií ve Florencii a ohlásili, 1 že jím navržená pozorování provedou. Myšlenka byla jednoduchá, stejně jako celé Galileovo dílo. Jedné letní noci se dva dobrovolníci s lucernami postaví na svahy kopců vzdálených míli od sebe. Jeden po druhém budou otvírat stínidlo své lucerny a přitom měřit, jak dlouho světlu potrvá, než se vrátí z druhé strany údolí. Myšlenka pokusu byla dobrá, ale technika byla v té době příliš nedokonalá na to, aby mohla poskytnout jakékoliv průkazné výsledky. Z jiných experimentů Galileo věděl, že je nutné pravidelně dýchat, aby si v průběhu experimentů nepřivodil zrychlení srdečního tepu, jehož užíval k měření krátkých časových intervalů. Onoho večera však dobrovolníci na svazích Florencie pravděpodobně zjistili, že světlo je příliš rychlé. Vše, co spatřili, byla jen krátká zářivá šmouha, jakýsi pohyb, který se zdál okamžitý. Dalo se to vykládat jako nezdar a pro mnoho lidí to byl jen další důkaz, že světlo se pohybuje nekonečně rychle. Ale Florenťané si to nevyložili tak, že by Galileovy úvahy byly nesprávné. Akademie došla k závěru, že potrvá nejméně generaci, než někdo přijde na to, jak tento nesmírně rychlý záblesk změřit. V roce 1670, několik desítek let po Galileově smrtí z roku 1642, se dostavil do Paříže Jean-Dominique Cassini, aby převzal místo šéfa nově zřízené Pařížské hvězdárny. Bylo třeba dohlížet na množství stavebních prací a někdy bylo možno spatřit Cassiniho na ulici právě při této činností. Bylo to kou41

sek od stínů věznice Port Libře, kde Lavoisier bude v následujícím století čekat na smrt. Ale Cassiniho nejdůležitějším úkolem bylo vnést trochu života do francouzské vědy. Měl také osobní důvod k tomu, aby novou instituci dovedl k úspěchu, protože jeho jméno nebylo vlastně Jean-Dominique nýbrž Giovanni Domenico. A nebyl Francouz, nýbrž nový příchozí z Itálie. A přestože král byl na jeho straně a financování mělo být zajištěno, kdo mohl vědět, jak dlouho to potrvá? Cassini vyslal svoje emisary k bájemi opředené observatoři Uraniborg, nacházející se na jednom z ostrovů v Dánském průlivu nedaleko hradu Elsinor. Jejich úkolem bylo stanovit souřadnice Uraniborgu, což mělo pomoci při určování vzdáleností při navigaci. Měli se také poohlédnout po schopných vědcích, kteří by se dali získat z jiných hvězdáren. Zakladatel Uraniborské hvězdárny Tycho Brahe zde provedl pozorování, na kterých nejen Kepler, ale i Newton založili svoje díla. Brahe si tu pro zábavu vytvořil neuvěřitelný přepych. Kolem zámku se nacházely exotické druhy stromů, zahrady s umělými kanály a rybníčky plné ryb. Byl zde působivý komunikační systém připomínající intercom a pohyblivé automaty, které děsily místní rolníky; dokonce se mluvilo o automatickém splachovacím záchodě. Cassiniho pravá ruka Jean Picard dorazil do Uraniborgu roku 1671 zamlženými vodami na plachetnici plující z Kodaně. Cítil vzrušení, že konečně spatří bájné místo a hned na to zklamání, když zjistil, v jakých je troskách. Rafinované vynálezy, které kdysi tak zapůsobily na Keplera, pocházely z doby bezmála před sto lety. Zakladatel observatoře býval silnou osobností, ale po jeho smrti to tu nikdo skutečně nepřevzal. Při Picardově příjezdu bylo vše v úpadku a rozkladu. Rybníčky byly zanesené, kvadranty a hvězdné globusy byly dávno pryč. Bylo možno rozeznat už jen pár základních kamenů hlavní budovy.

42

Přesto Picard získal svoje údaje. Také se mu podařilo vzít s sebou do Paříže bystrého jednadvacetiletého Dána jménem Ole Rómer. Jiný by asi přijal s velkou pokorou možnost setkat se s velkým Cassinim. Jean-Dominique Cassini byl totiž expert na planetu Jupiter a především na oběžné dráhy jeho měsíců. Na druhé straně Dánsko, které dnes považujeme za malou zemi, řídilo tehdy impérium zahrnující pěkný kus severní Evropy. Snad i proto měl Rómer dostatek mladistvé drzosti k tomu, aby se pokusil udělat si vlastní jméno. Pochybujeme, že Cassini byl z tohoto mladého adepta zvlášť nadšen. Jak dlouho to trvalo, než se mu podařilo přeměnit se z Giovanni Domenica na Jean-Dominiqua. Shromáždil podrobné údaje z početných pozorování Jupiterových měsíců a hodlal je jednoznačně použít k tomu, aby si udržel světovou reputaci. Co když však Rómer (s přístupem k jeho datům) přímo na nich ukáže, že Cassiniho závěry jsou vesměs špatně? Nedalo se to vyloučit už proto, že tu existoval problém s Jupiterovým nejvnitrnějším měsícem lo. Měl kolem planety obíhat jednou za 42,5 hodiny. Ale svůj jízdní řád nikdy přesně nedodržel. Někdy byl v předstihu, jindy měl zpoždění. Zdálo se, že v tom není žádný systém. Ale proč? Cassini trval na tom, že problém vyřeší až další měření a výpočty. Pro něho jako ředitele hvězdárny to mohlo znamenat vyčerpávající úsilí a vzápětí i požadavky na další personál, další fondy, sponzory, nové vybavení vše před dotěrnými zraky veřejnosti.2 Ale co naplat? Jiné řešení nebylo. Naproti tomu Rómer se vůbec nedomníval, že je třeba použít taková složitá měření, jaká může provádět jen školený a starší zkušený pozorovatel. Co ale bylo zapotřebí, byl bystrý rozum a intuice, a ty mladému Dánovi rozhodně nescházely. 43

A Rómer toho využil. Každý - dokonce i Cassini - předpokládal, že problém vězí v pohybu měsíce lo. Snad je na své dráze neobratný, kymácí se a vychyluje nebo jsou možná kolem Jupitera mraky či jiné poruchy, jež ho nepravidelně zakrývají. Rómer problém obrátil. Cassini provedl pozorování lo, a tato pozorování ukázala, že s její orbitou není něco v pořádku. Proč však předpokládat, že se zdroj chyby nachází kdesi daleko v okolí Jupitera? Otázkou není, jak se pohybuje lo, uvažoval Rómer. Jde o to, jak se pohybuje Země. To podle Cassiniho nemohlo vůbec hrát roli. Kdysi snad uvažoval o jiné možnosti a jako prakticky každý byl ovšem přesvědčen, že světlo letí jako okamžitý záblesk. To přece viděl každý hlupák. Copak Galileův experiment neukázal, že důkaz o opaku neexistuje? Rómer tohle všechno ignoroval. Předpokládejme - pouze předpokládejme - že světlu opravdu trvá nějakou dobu, než absolvuje dlouhou cestu od Jupitera k Zemi. Co to bude znamenat? Rómer si představoval, že stojí rozkročen nad sluneční soustavou a pozoruje, jak první paprsek světla měsíce lo probleskne zpoza planety Jupiter a už spěchá směrem k Zemi. Dojde-li k tomu například v létě a Země je tou dobou Jupiteru blíže, dráha světla bude kratší a obraz lo dorazí na Zem dříve. Do zimy však Země oběhne na druhou stranu Sluneční soustavy. Tam to signálu lo potrvá déle. Rómer prošel letité stohy záznamů Cassiniho pozorování a do konce léta roku 1676 měl svoje řešení. Ne jenom podezření, nýbrž přesná čísla, kolik minut navíc zabere světlu proletět tu přídatnou dráhu, když je Země od Jupitera dál. Co měl udělat s takovým objevem? Podle protokolu měl Rómer nechat Cassiniho prezentovat to jako jeho vlastní práci. A jen se skromně uklonit, snad když šéf observatoře udělá pauzu a připomene, že by to býval nedo44

kázal bez pomoci tohoto mladého muže, jehož další kariéra je zajištěna. Rómer se tím ale neřídil. V srpnu na veřejném fóru váženého časopisu, který četli všichni významní astronomové, vyzval Cassiniho „na souboj". Astronomie je exaktní věda a i prostředky sedmnáctého století byly dostatečné na to, aby se dalo stanovit, že nejbližší vhodný termín pro pozorování vynoření měsíce lo je 9. listopadu někdy pozdě odpoledne. Podle Cassiniho vývodů měl být měsíc spatřen v 5:27 odpoledne. Právě toto určil z časových údajů jeho posledního zřetelného pozorování v srpnu. Rómer vyhlásil, že se Cassini bude mýlit. V srpnu je Země blízko Jupitera, vysvětloval. V listopadu bude dál. Nic nebude vidět v 5:27 - světlo, jakkoli je rychlé, bude stále ještě na cestě, neboť musí překonat onu přídatnou vzdálenost. Ani v 5:30 nebo 5:35 ještě nebude mít celou trasu za sebou. První pozorování bude možno získat teprve 9. listopadu přesně v 5:37. Je mnoho způsobů, jak učinit astronomy šťastnými. Nová supernova je dobrá; obnovený grant od vlády je dobrý; definitiva od státu je mimořádně dobrá; ale otevřený souboj mezi vašimi dvěma znamenitými kolegy? To byla lahůdka. Rómer hodil rukavici možná z pýchy, ale také proto, že věděl, že Cassini je daleko lepší v politickém manévrování než on. Rómer mohl počítat s uznáním jedině, bude-li jeho předpověď tak jasná, že Cassini a jeho přívrženci se z toho v případe svého omylu nevykroutí. Předpověď byla ohlášena v srpnu. Dne 9. listopadu měly hvězdárny ve Francii i po celé Evropě dalekohledy připravené. Bylo 5:27. Žádná lo. Bylo 5:30 odpoledne. Pořád žádná lo. 5:35 A pak, přesně v 5:37 a 49 sekund, se objevila. 45

Ale Cassini přesto vyhlásil, že mu nebylo prokázáno, že se mýlil! (Nestydatost nebyla vynalezena až v éře televize.) Cassini měl spousty stoupenců a ti teď stáli při něm. Kdo vůbec kdy řekl, že lo se očekává v 5:27? To byl jen Rómer, vyhlašovali. Mimoto si každý uvědomoval, že doba východu lo není nikdy jistá. Je tak daleko, těžko se dá přesně pozorovat. Možná, že ony mraky z horních vrstev Jupiterovy atmosféry zamlžily měsíc i výsledky měření; nebo možná vysoký sklon její oběžné dráhy znesnadňuje jednoznačná pozorování. Kdo ví? V historii vědy je toto odstrašující případ. Rómer předvedl nenapadnutelný experiment s jasnou předpovědí a přesto evropští astronomové stále nepřijali, že se světlo pohybuje konečnou rychlostí. Cassiniho stoupenci vyhráli. Oficiální linie zůstala, že rychlost světla je jen taková mystická, nezměřitelná veličina a že nemá na astronomická měření žádný vliv. Rómer se vzdal a vrátil se do Dánska, kde strávil mnoho let jako ředitel kodaňského přístavu. Až o padesát let později - když přišla nová generace a kdy Jean-Dominique Cassini byl po smrti - následující experimenty opravdu přesvědčily astronomy, že Rómer měl pravdu. Hodnota, kterou stanovil pro rychlost světla byla dosti blízko nejlepšímu současnému měření, které ji stanoví na asi 299 792 km/s neboli l 079 000 000 km/h. (Ve skutečnosti je přesná hodnota trochu vyšší, ale z důvodů pohodlnosti si ji pro zbytek knihy zaokrouhlíme na 1,079 miliardy.) Abychom zdůraznili, o jak velké číslo se jedná, uvedeme že při l 079 000 000 km/h bychom se mohli dostat z Londýna do Los Angeles za méně než za 1/20 sekundy. To vysvětluje, proč Galileův pokus nemohl změřit dobu letu světla přes údolí u Florencie; vzdálenost byla prostě příliš krátká. 46

Existuje ještě jiné srovnání: Mach l je jednotka rychlosti zvuku, asi l 126 km/h. Boeing 747 létá něco málo pod Mach 1. Raketoplán na plný výkon dokáže překročit Mach 20. Asteroid nebo kometa, který vyryl díru v oceánském dnu a vyhubil dinosaury, dopadl asi rychlostí Mach 70. Ale číselná hodnota „c" je Mach 900 000. Tato ohromná rychlost vede k mnoha zvláštním jevům. Představme si, jak někdo hovoří v restauraci podrážděně do mobilu jen pár stolů od vás a vám se zdá, že slyšíte jeho slova skoro současně s tím, jak opouštějí ústa. Vzduch však přenáší zvuk pouze skromnou rychlostí Mach l, zatímco radiový signál vysílaný z mobilu se pohybuje právě rychlostí světla. Osoba na druhém konci telefonu, i když je stovky mil daleko - uslyší slova dříve, nežli vy v restauraci. Abychom nyní pochopili, proč Einstein zvolil právě tuto konkrétní hodnotu „c" do své rovnice, musíme se podívat na vlastnosti světla. Příběh opouští Cassiniho a Rómerovu epochu v daleké minulosti a vrací se v pozdních 50. letech 19. století, v období těsně před vypuknutím americké občanské války, kdy si nyní stárnoucí Michael Faraday dopisuje s Jamesem Clerkem Maxwellem, hubeným, mladým dvacetiletým Skotem. Pro Faradaye to byla těžká doba. Vynechávala mu paměť a často by se snad nepropracoval od snídaně do oběda bez rozsáhlých poznámek o tom, co chtěl vlastně dělat. A co horšího, Faraday také věděl, že největší světoví fyzikové prakticky všichni pracující na špičkových univerzitách k němu stále shlížejí s urážlivou shovívavostí. Přijímali jeho praktické laboratorní objevy, ale nic víc. Když elektřina proudila drátem, bylo to pro běžného fyzika v zásadě totéž, jako když voda proudí kohoutkem; byli přesvědčeni, že až se tomuto problému konečně podaří dát matematický 47

základ, nebude se to příliš lišit od toho, co už popsali New3 ton a jeho četní matematicky zdatní následovníci. Faraday se ale stále držel svých podivných kruhů a dalších siločar své náboženské víry. Zastával názor, že prostor kolem každého elektromagnetického jevu je vyplněn tajemným „polem" a napětí v tomto poli vytváří to, co je interpretováno jako elektrické působení. Tvrdil, že někdy lze téměř vidět jejich podstatu jako v případě obrazce ze zakřivených čar, který vznikne, když rozhodíme železné piliny kolem magnetu. Přesto mu prakticky nikdo nevěřil - až nyní ten mladý Skot Maxwell. Na první pohled se ti dva muži zdáli velice rozdílní. Za dlouholetý výzkum Faraday v zápisníku shromáždil více než 3 000 odstavců datovaných záznamů o svých experimentech z výzkumné práce, do níž měl ve zvyku pouštět se každý den brzo po ránu. Maxwell naopak nebyl „ranní ptáče". (Když mu prý oznámili, že v 6 hodin ráno je povinná mše v kapli Cambridgeské univerzity, prý si hluboce povzdechl, a řekl: „Ano, myslím, že dokáži zůstat vzhůru."4) Maxwell se také mohl pochlubit pravděpodobně nejlepším matematickým mozkem ze všech fyziků devatenáctého století, zatímco Faraday měl problémy s každou matematikou přesahující rámec prostého sčítání a odčítání. Ale na hlubší úrovni si rozuměli velice dobře. Maxwell sice vyrůstal ve velkém sídle na skotském venkově. Jeho rodinné příjmení bylo až donedávna prostě Clerk, a jen díky dědictví z matčiny strany si osvojil vznešenější přívlastek Maxwell. Když mladého Jamese poslali na internátní školu v Edinburghu, ostatní děti - velkoměstsky drzé - si na něj zasedly; trvalo to týden po týdnu, rok za rokem. James kvůli tomu ale nikdy nedal najevo zlost. Pouze jednou tiše poznamenal: „Nikdy mi nerozuměli, ale já jsem rozuměl jim."5 Faraday byl ještě stále zraněn svými zážitky se sirem Humphrym Davym 48

James Clerk Maxwell.

z 20. let a ponořoval se do tiché, zadumané samoty hned poté, co zakončil večer jako navenek temperamentní řečník na některé z veřejných přednášek Královského institutu. Když si mladý Skot a stárnoucí Londýňan korespondovali a později, když se setkali, opatrně si mezi sebou vytvořili vztah, jaký nemohli sdílet prakticky s nikým jiným. Neboť mimo osobnostní shody byl Maxwell tak velkým matematikem, že dokázal vidět pod povrch zdánlivě jednoduchých Faradayových skic. Nebyla to vůbec dětinskost, jíž se méně nadaní výzkumníci posmívali. (, Jak jsem pokročil ve studiu Faradaye, došlo mi, že jeho metoda... je také matematická, třebas není vyjádřena konvenční formou matematických symbolů."6) Maxwell vzal ty hrubé náčrtky neviditelných siločar vážně. Oba byli hluboce nábožensky založeni; oběma byla přirozená možnost Boží imanence ve světě. Kdysi v průlomovém roce 1821 Faraday ukázal ve velké části pozdějšího výzkumu způsoby, jimiž se elektřina mění v magnetismus a obráceně. Maxwell tuto myšlenku na konci 50. let 19. století rozšířil v první úplný popis toho, co Galileo a Romer nemohli nikdy pochopit. 49

Co se děje uvnitř světelného paprsku (začalo Maxwellovi svítat) je jen další obměnou pohybu. Když světelný paprsek vyrazí na cestu, lze si představit, že byl vytvořen malý kousek elektřiny, a jak se tento kousek elektřiny pohne vpřed, vygeneruje malý kousek magnetismu.7 A jak se magnetismus pohne dál, vygeneruje zase další vlnu elektřiny, a tak dále, jako když pletený bič švihá dopředu. Elektřina a magnetismus se provazují a přeskakují, jako když děti skáčou v řadě jeden druhému přes záda - ve „vzájemném objetí", jak to nazval Maxwell.8 Světlo, které Rómer viděl pádit sluneční soustavou a které Maxwell viděl odrážet se od kamenných věží Cambridge, bylo pouhou sérií takovýchto rychlých vzájemných přeskoků. Byl to jeden z vrcholů vědy devatenáctého století. Maxwellovy rovnice9 shrnující tento pohled vešly ve známost jako jeden z největších teoretických počinů všech dob. Ale Maxwell zůstal vždycky maličko skeptický ohledně toho, co vytvořil. Neboť v jakém prostředí se tento podivný sled propletených světelných vln vlastně šíří? To přesně nevěděl. Nevěděl to ani Faraday. Nikdo to neuměl přesvědčivě vysvětlit. Einsteinova genialita byla v tom, že se blíže podíval, co tyto vibrující světelné vlny znamenají, byť to musel udělat z velké části sám. Ale v tomto si věřil. Jeho poslední středoškolská příprava v Aarau byla opravdu skvělá a rodina, v níž vyrůstal, ho povzbuzovala v tom, aby se nebál kritizovat autority. V roce 1890, když Einstein byl ještě studentem, Maxwellova teorie už bývala vyučována jako uznávaná pravda. Ale Einsteinův profesor na Curyšské polytechnice, pohrdající novou teorií, Maxwella nepřednášel, a to ani svým diplomantům. (Byla to Einsteinova nechuť k takovémuto postoji, co ho vedlo k tomu, že onoho profesora posměšně 50

oslovoval pane Weber namísto patřičného pane profesore. Byla, to urážka., za. níž se Weber později pomstil tím, že Einsteinovi odmítl napsat slušný doporučující dopis, což mělo za následek roky jeho izolace na patentovém úřadě). Když Einstein po ukončení školy začal chodit po curyšských kavárnách, často nosíval v podpaží zápisky z Maxwella. Začal zkoumat vlastnosti světelných vln, jež první odhalil Maxwell. Pokud je světlo vlna jako každá jiná, přemítal Einstein, pak jestli poběžím dost rychle, dokážu ji předhonit? Problém osvětlí příklad ze surfování. Pokud jsem poprvé na vodě a snažím se, aby všichni ze břehu neviděli, jak jsem vyděšený, vlny se budou šumivě valit kolem mne. Ale v momentě, kdy se přiměji postavit na prkno, pobrázdím ke břehu a vodní vlna, co mě bude tlačit, se mi bude zdát nehybná. A budu-li dostatečně odvážný - či pošetilý a zkusím to na „extrémním" surfu u Havaje, třeba se ocitnu v úplném tunelu z převalujících se vod, které mi budou připadat nehybné nade mnou, pode mnou i za mnou. A v roce 1905 se Einstein chytil za hlavu. Světelné vlny se liší od všech ostatních vln. Surfařova vodní vlna se mu zdá v klidu, protože všechny části vlny zaujímají stálou polohu vůči sobě navzájem. Proto při pohledu ze surfového prkna spatříme na místě se vznášející vodní hladinu. Světlo se ale chová jinak. Světelné vlny se udržují v pohybu jen na základě toho, že jedna část svým pohybem vpřed předá energii další částí. (Elektrická část prokmitne a „vymáčkne" magnetickou část, jež tím jak se právě dobíjí, způsobí další výron elektřiny, a tento „kvapík" se opakuje pořád dokola.) Kdykoli si budete myslet, že už uháníte dost rychle, abyste stačili světelnému paprsku, podívejte se pozorněji a uvidíte, že ta část, která je na vaší úrovni právě dodává energii další části světelného paprsku, který tak pořád uniká od vás pryč. 51

Dohonit záblesk světla a vidět ho stát, by bylo jako říci: „Chci vidět rozmazané oblouky úchvatného žonglování, ale tak, aby se míčky nehýbaly." To nejde. Jediný způsob jak vidět rozmazané skvrny žonglovaných míčků je, když se míčky pohybují rychle. Einstein došel k závěru, že světlo může existovat, jedině pokud se světelná vlna aktivně pohybuje vpřed. Byl to závěr, jenž byl vlastně v Maxwellově práci ukrytý přes čtyřicet let, ale nikdo si ho nevšiml. Tento nový poznatek o světle změnil všechno. Neboť rychlost světla se nyní stává fundamentálním rychlostním limi10 tem v našem vesmíru. Nic se nemůže pohybovat rychleji. Pochopit to nesprávně je snadné. Letíme-li rychlostí l 078 999 999 km/h, nemohli bychom přidat více paliva a letět o několik km za hodinu rychleji - l 079 000 000 a pak 1079 000 001 - a překonat tím rychlost světla? Odpověď zní ne, a není to žert o současném stavu pozemské technologie. Dobrý způsob, jak si to uvědomit, je vzpomenout si, že světlo není pouhé číslo, že je to fyzikální proces. V tom je velký rozdíl. Budu-li tvrdit, že -273 (minus 273) je nejnižší číslo, můžete oprávněně namítnout, že se mýlím: -274 je menší, -275 ještě menší a tak lze pokračovat donekonečna. Ale co když se zabýváme teplotami? Teplota nějaké látky je mírou toho, jak intenzivně se její vnitřní částice pohybují, a v určitém bodě se jejich kmitání úplně zastavuje. K tomu dochází kolem -273 ° Celsia, a právě proto se -273 stupňům říká „absolutní nula" (hovoříme-li o teplotě). Abstraktní čísla možná mohou jít níže, ale fyzikální teplota nikoli; mince, sněžný skútr, nebo hora nemohou vibrovat méně, než když nevibrují vůbec. Stejně tak je tomu se světlem. Hodnota l 079 000 000 km/h, kterou Rómer naměřil světlu uhánějícímu od Jupitera, je informací o tom, co je světlo zač. Je to fyzikální 52

děj. Světlo vždycky bude rychlým přeskakováním elektřiny z magnetismu a magnetismu z elektřiny, hbitě unikajícím všemu, co by se ho snažilo dohonit. To je důvod, proč jeho rychlost může být horní mezí pohybů. To je dost zajímavý postřeh, ale cynik by mohl říci, a co má být, že tu je rychlostní mez? Jak by to mělo ovlivňovat všechny ty objekty, jež se pohybují po vesmíru? Můžeme připevnit cedulku s nápisem „Pozor: nelze dosáhnout rychlosti větší než l 079 000 000 km/h," pod značky na rušné dálnici, ale okolní doprava tím nebude zasažena. Nebo bude? To je bod, kde se celá Einsteinova důkazní nit uzavírá, a vrací nazpátek. Ukázal, že zvláštní vlastnosti světla (fakt, že nám z vnitřních fundamentálních důvodů vždy vyklouzne, a je tudíž nejvyšší rychlostní mezí) opravdu vstupují do hry a ovlivňují chování energie a hmoty. Příklad, jenž Einstein sám používal, může napovědět, jak k tomu dochází. Představme si superraketoplán, který doslova prosvištěl kolem rychlostí blízkou rychlosti světla. Za normálních okolností, když se raketoplán pohybuje pomalu, energie paliva napumpovaného do motorů prostě jen zvýší jeho rychlost. Ale situace se změní, když se raketoplán ocitne na samém pomezí rychlosti světla. Nemůže už letět o mnoho rychleji.12 Pilot raketoplánu se s tím nechce smířit a začne zuřivě lomcovat pákou pomocné rakety. Zároveň však vidí, že každý světelný paprsek nacházející se v tu chvíli před ním se od něj stále vzdaluje plnou rychlostí „c". Takto se světlo chová vůči každému pozorovateli. Ať se pilot snaží, jak chce, raketoplán světlo nedohání. Takže, co se děje? Představte si partu kluků natlačených v telefonní budce s obličeji namáčknutými na skleněné stěny. Představte si parádní balon s hadicí, jež do něj pumpuje vzduch a ne53

dá se odpojit. Celý balon začíná botnat, daleko za rozměry, pro něž byl sestrojen. Podobná věc se stane raketoplánu. Motory burácejí, ale jejich energie nemůže zvýšit rychlost raketoplánu, neboť nic se nepohybuje rychleji než světlo. Ale energie také nemůže prostě zmizet. V důsledku toho se energie čerpaná dovnitř začíná „lisovat" a stává se hmotou. Při pohledu z vnějšku se hmotnost pevné látky raketoplánu začíná zvyšovat. Na počátku je botnání jen malé, ale pokud budeme stále přilévat energii, 11 hmotnost stále poroste. Raketoplán nepřestane nabývat. Vypadá to přitažené za vlasy, ale máme mnoho důkazů, které to dosvědčují. Urychlujeme-li maličké protony, které mají v klidu pouhou jednu „hmotnostní jednotku", zprvu se prostě pohybují rychleji a rychleji, jak bychom očekávali. Ale pak, když se dostanou do blízkosti rychlosti světla, pozorovatel spatří, jak se protony opravdu začínají měnit. Tento jev se běžně vyskytuje na urychlovačích u Chicaga, v ČERŇ (Evropském středisku pro jaderný výzkum) poblíž Zenevy a na mnoha jiných pracovištích. Proton postupně nabude, až má dvě hmotnostní jednotky - dvakrát tolik, než měl na počátku - pak tři jednotky, a pořád dál a dál, dokud bude přísun energie. Při rychlostech 99,9997 procent „c" jsou protony 430krát hmotnější než původně. (Je k tomu ale zapotřebí tolik energie z místních elektráren, že se doporučuje plánovat hlavní experimenty na pozdní noční hodiny, aby si lidé v okolí nestěžovali na kolísající napětí.) Podstata je v tom, že energie pumpovaná do protonu nebo do našeho smyšleného raketoplánu se musí přeměnit v dodatečnou hmotnost. Přesně jak stanoví rovnice: že „E" se může stát „rw", a „m" se může stát „E". Tímto způsobem lze vysvětlit „c" z naší rovnice. Právě u příkladů, výše uvedených, kde se přibližujeme proti rychlosti světla, je vazba mezi energií a hmotou obzvláště zřej54

0iá. Hodnota „c" je jenom převodní konstanta informující o tom, jak toto spojení funguje. Kdykoli spojujeme dva systémy, které se vyvinuly odděleně, je zapotřebí nějaká převodní konstanta. K přechodu od stupňů Fahrenheita k Celsiovi odečteme od Fahrenheitovy hodnoty 32 a vynásobíme ji 5/9. K přechodu od palců k centimetrům existuje jiné pravidlo, palce vynásobíme faktorem 2,54. Převodní konstanty se zdají být náhodnými čísly, ale to je dáno tím, že spojují měřicí soustavy, které se vyvinuly nezávisle. Palci se kupříkladu začalo měřit ve středověké Anglii a byly založeny na šíři lidského palce. Palce jsou vynikající přenosné měřicí nástroje, neboť i ti nejchudší si je pravidelně berou s sebou na trh. Metr byl popularizován o staletí později, během Francouzské revoluce a definoval se jako jedna čtyřicetimiliontina délky poledníku procházejícího Paříží. Žádný div, že tyto dvě soustavy spolu příliš snadno nekomunikují. Celá staletí se také energie a hmota zdály být naprosto oddělené veličiny. Vyvinuly se bez vzájemného kontaktu. O energii se uvažovalo jako o koňských silách či kilowatthodinách, hmotnost byla měřena v librách, kilogramech nebo tunách. Nikdo nepomýšlel na to, aby tyto jednotky spojil. Nikomu před Einsteinem neblesklo, že by mohl existovat „přirozený" převod mezi energií a hmotou, jak jsme viděli na příkladu raketoplánu, s převodní konstantou „c". Čtenáře by možná zajímalo, kdy se dostaneme k teorii relativity. Odpověď je, že už ji užíváme! Všechny poznatky ohledně rychlosti světla a narůstající hmotnosti těles, jsou ústředním bodem Einsteinova článku z roku 1905. Einsteinovou prací končí oddělený pohled, který přinesli vědci z devatenáctého století týkající se zákona zachování. Energie se nezachovává a hmota se také nezachovává - ale 55

to neznamená, že vládne chaos. Namísto toho, tu vlastně vládne hlubší jednota, neboť existuje vazba mezi tím, co se děje ve sféře energie, a tím, co se děje ve zdánlivě odlišné sféře hmoty. Množství hmoty, které se získá, bude vždycky vyváženo ekvivalentním množstvím energie, která se ztratí. Lavoisier a Faraday viděli jenom část pravdy. Energie nestojí sama o sobě a stejné je to s hmotou. Ale součet hmota plus energie bude vždycky konstatní. Toto konečně představuje poslední rozšíření samostatných zákonů zachování, o nichž se kdysi vědci osmnáctého a devatenáctého století domnívali, že jsou hotové. Důvod, proč tento jev zůstal skryt, neodhalen až do Einsteinova příchodu, je ten, že rychlost světla je o tolik vyšší než rychlost běžných pohybů, na něž jsme zvyklí. Efekt je slabý při rychlosti chůze, nebo i při rychlosti lokomotiv nebo tryskových letadel, ale pořád tu je. A jak uvidíme, ono spojení je v našem normálním světě všudypřítomné. Veškerá energie čeká v rozechvělé pohotovosti uvnitř i těch nejobyčejnějších substancí. Spojení energie a hmoty skrze rychlost světla byl báječný objev, ale je tu ještě jeden detail, který je třeba objasnit. Slavný kreslený vtip ukazuje Einsteina u tabule, jak zkouší jednu možnost po druhé: E = mc1, E = mc2, E = mc3,... Ale takhle to vážně nedělal, nedospěl k druhé mocnině „c" pouhou náhodou. Takže, proč je převodní konstanta právě c2?

Povyšování čísel umocněním je starobylý postup. Zahradní terasa o čtyřech mramorových dlaždicích po jedné a čtyřech po druhé straně neobsahuje celkem osm dlaždic. Obsahuje jich šestnáct. 56

Vhodná zkratka pro hledání „čtverce" čili vynásobení čísla sebou samým - prošla podobnou řadou obměn jako západní typografie rovnítka. Ale proč se objevuje ve fyzikálních rovnicích? Příběh, proč právě rovnice s druhou mocninou byla vybrána ze všech dalších možností, aby se stala představitelkou energie pohybujícího se objektu, nás přivádí ještě jednou do Francie, tentokráte na začátek 18. století, do období uprostřed mezi Rómerem a Lavoisierem. V únoru roku 1726 dospěl jedenatřicetíletý dramatik Fran(jois-Marie Arouet k přesvědčení, že se mu podařilo prorazit dveře pařížského establishmentu. Vyrostl v provinčních poměrech, ale posléze získal dary od krále, byl přijímán ve šlechtických salonech a jednoho večera byl dokonce hostem v paláci vévody de Sully. Hostinu přerušil sluha, oznamoval, že venku je nějaký pán a chce mluvit s Arouetem. Vyšel z vrat a. snad stačil ještě rozeznat kočár rytíře de Rohana, nepříjemného, ale neuvěřitelně bohatého muže, jemuž se veřejně vysmíval na jednom z minulých přestavení v Comédie Franfdise. Pak se Rohanovi tělesní strážci dali do práce. Zbili Aroueta a Rohan pobaveně přihlížel z okénka svého kočáru - prý vykonával pracovní dozor, jak to později označil. Arouetovi se nějak podařilo dostat zpátky do dvora a do Sullyho rezidence. Ale místo soucitu či přímo pobouření ho čekal jen smích. De Sully s přáteli byli pobaveni. Groteskní glosátor byl konečně usazen na své místo někým, kdo měl skutečnou vážnost. Arouet přísahal, že se pomstí; hodlal vyzvat Rohana na souboj a zabít ho.1 Tady už šlo do tuhého. Rohanova rodina pohovořila s úřady a po policejní honičce byl Arouet zatčen a uvržen do Baštily. Když se konečně dostal ven, přeplul kanál La Manche a. zamiloval se do Anglie, a zvláště pak (jak si všimli rea57

litní agenti) do pohádkového, pastýřsky romantického Wandsworthu, daleko od městské špíny a shonu. Radostnou vzpruhou bylo pro něj také zjištění, že ve vzduchu bylo cítit novou koncepci, Newtonovo dílo, představující jakousi protiváhu zkostnatělého aristokratického systé2 mu, který znal z Francie. Newton vytvořil systém zákonů popisující dopodrobna a s nesmírnou přesností, jak se pohybuje každí částečka našeho vesmíru. Planety plují prostorem danou rychlostí a v tom směru, jak stanoví Newtonovy zákony; dělová koule vystřelená do vzduchu přistane přesně tam, kde Newton 3 vypočítal. Vypadalo to trochu, jako bychom žili uvnitř ohromných natahovacích hodin a všechny Newtonem objevené zákony byly prostě jen vačky a převody, udržující je v chodu. Chceme-li však žádat racionální vysvětlení velikého vesmíru kolem naší planety, uvažoval Arouet, neměli bychom požadovat totéž tady dole na zemi? Francie měla krále, jenž vyžadoval poslušnost v roli božího zástupce na zemi. Šlechta dostávala moc od krále a bylo bezbožné to zpochybňovat. Ale co kdyby stejný rozbor, jaký provedl Newton ve vědě, byl použit k odhalení role peněz, marnosti a dalších skrytých sil ve světě politiky? Před návratem do Paříže o tři roky později Arouet začal své nové myšlenky šířit v soukromých dopisech a publikovaných esejích. Ve světě jasné, rozumové analýzy skutečných sil by jeho ponížení před vraty de Sullyových nebylo bývalo nikdy možné. Arouet bude Newtonovu novou vizi podporovat po celý svůj život. Bylo dobré mít takového zastánce, neboť Arouet bylo pouze jméno, s nímž se narodil. Nyní je už odložil, dával přednost jménu uměleckému, pod nímž vstoupil do světa - Voltaire. Ale ani obratnému spisovateli snažícímu se propagovat 58

nové myšlenky se nepodaří pohnout národem jen vlastními silami. Voltaire potřeboval umístit svůj talent do vhodného centra, které by ho znásobilo. Královská Akademie věd byla příliš zpátečnická, příliš poplatná myšlení staré gardy. Pařížské salony také nepomáhaly. Zníme hostitelky si mohly dovolit ze svého bohatství vydržovat jednoho nebo dva krotké básníky („Nemáš-li zájem zařadit se mezi kurrizány," poznamenal Voltaire, „zničí tě"), ale pro opravdového myslitele tu prostor nebyl. Potřeboval pomoc. A našel ji. Vlastně se s ní setkal, aniž by si to uvědomil, již před patnácti lety při návštěvě u jejího otce, když byla ještě dítě. Rodina Emilie de Breteuil žila v pronajatém domě o třiceti pokojích s výhledem do pařížských zahrad Tuileries a se sedmnácti služebnými. Ale přestože se její bratři a sestry vydařili podle očekávání, Emilie byla jiná. Jak napsal její otec: „Moje nejmladší dává na odiv svůj rozum a odhání nápadníky... Nevíme, co si s ní počít."4 V šestnácti ji uvedli do Versailles, ale stále se nedokázala zařadit. Představme si herečku Geenu Davisovou členku Mensy a někdejší hvězdu akčních filmů - uvězněnou na počátku osmnáctého století. Emilie měla dlouhé, černé vlasy a výraz věčné vyplašené nevinnosti. Většina ostatních typických debutantek si sice nepřála nic víc než využít svých pohledů k získání manžela, ale Emilie četla Descartovu analytickou geometrii a od možných nápadníků vyžadovala odstup. Jako dítě bývala divoká, milovala lezení po stromech, byla také větší než průměr, a - což je perlička - rodiče jí z jakýchsi obav, aby neskončila neohrabaná, platili po léta hodiny šermu. Aby každému příliš dychtivému nápadníkovi připomněla, že bude moudré, když ji nechá na pokoji, vyzvala Jacquese de Bruna - jehož postavení bylo na 59

úrovni náčelníka „královských mušketýrů" - k ukázkovému souboji na veřejnosti na krásné dřevěné podlaze velkého Zbrojního sálu. Byla dost rychlá a silná při veškerých krytech a výpadech. Intelekt ovlivnil její izolaci ve Versailles, protože neměla nikoho, s kým by mohla sdílet svoje vzrušení nad úžasnými poznatky, odhalovanými skrze dílo Descartovo a dalších badatelů. (Studium rovnic mělo přece jen jisté výhody - snad5 no si zapamatovala karty na stole při hře jednadvacet. ) Když bylo Emilii devatenáct, zvolila si za manžela jednoho z nejméně problematických nápadníků. Byl to bohatý voják jménem du Chátelet, který trávil většinu času na dalekých válečných taženích. Byla to formální dohoda, jak bylo v té době zvykem, její manžel byl srozuměn s tím, že bude mít v době jeho nepřítomnosti milostné pletky. Měla mnoho milenců, z nichž jí byl nejbližší bývalý důstojník gardy, Pierre-Louis Maupertuis, který se zřekl svého místa a usiloval o to, aby se stal špičkovým fyzikem. Jejich známost začala při společném studiu integrálů a dalších problémů z vyšší matematiky - ale právě odjížděl na polární expedici a žádné mladé dámě v rozkvětu dvacítky byt3 sebechytřejší a fyzicky zdatné - nebylo ve Francii 30. let 18. století povoleno se expedic zúčastnit. Emilie náhle cítila prázdnotu. Kde najít lidské teplo? Měla několik povrchních afér, zatímco si Maupertuis zařizoval poslední zásoby na cestu, ale kdo v celé Francii mohl zaplnit Maupertuisovo místo? A tu se objevuje Voltaire. „Už mě unavoval líný, rozhádaný život v Paříži," líčil později Voltaire, „výsady krále, večírky a intriky mezi učenými. V roce 1733 jsem potkal mladou dámu, jež náhodou myslela velmi podobně jako já."6 Potkala Voltaira v opeře (a přesto, že tu současně existovalo jakési překrytí s Maupertuisem) nevznikl žádný pro60

Emilie du Chátelet.

biem. Voltaire složil pro Maupertuise jímavou báseň, v níž mu lichotí jako novodobému argonautovi, který si troufá až na daleký sever ve jménu vědy. Napsal také romantickou báseň Emilii du Chátelet, ve které ji srovnává s hvězdou a poznamenává, že alespoň on by nebyl nikdy tak pošetilý, aby ji vyměnil za nějakou expedici k severnímu pólu. Vůči Maupertuisovi to nebylo docela čestné, ale madame du Chátelet to nevadilo. Tak jako tak, co měl Voltaire dělat? Byl zamilovaný. A s ní to nakonec dopadlo stejně. Tentokrát si to nechtěla nechat ujít. Měli s Voltairem hluboké společné zájmy, například se zajímali o politickou reformu, měli požitek z rychlé konverzace („hovoří ohromně rychle," napsal jeden z jejích předchozích milenců, „...její slova jsou jako anděl"). Ale především však sdíleli touhu posunout vědu dopředu tak daleko, jak jen budou schopni. Její manžel měl zámek v Cirey na severovýchodě Francie. Náležel rodině od předkolumbovských časů a nyní byl z velké části opuštěný, zabedněný. Proč ho nevyužít jako základnu ne61

falšovaného vědeckého výzkumu? Pustili se do práce a Voltaire brzy psal příteli, že madame du Chátelet „...mění" schodiště v komíny a komíny ve schodiště. Kde jsem dělníkům poručil postavit knihovnu, ona si přeje salon... Sází limetty, kam jsem se rozhodl dát jilmy, a kde jsem začal sázet bylinky a zeleninu..., ji by potěšil 7 jen květinový záhon." Za dva roky bylo vše dostavěno. Byla tu knihovna srovnatelná s knihovnou Akademie věd v Paříži, nejnovější laboratorní vybavení z Londýna, byla tu rovněž ubytovací hostinská křídla a obdoba konferenčních prostor. A záhy se dostavily návštěvy předních evropských vědců. Madame du Chátelet měla svou vlastní vědeckou laboratoř, přičemž výzdobou stěn v jejích čtenářských prostorách byly originály od Watteaua; bylo tu soukromé křídlo pro Voltaira, a také ovšem diskrétní systém chodeb spojující jeho ložnici s její. (Když se jednou neočekávaně vrátil a přistihl ji s jiným milencem, snažila se ho uklidnit vysvětlením, že to dělá jen proto, že ví, že se necítí dobře, a nechce ho trápit, když potřebuje klid.8) Příležitostní návštěvníci z Versailles, kteří se přijeli posmívat, spatřili krásnou ženu, dobrovolně zůstávající doma, která pracovala u stolu lemovaného dvaceti svíčkami dlouho do noci, obklopena stohy výpočtů, překladů a špičkového vědeckého vybavení poskládaného ve velké hale. Voltaire přicházel dovnitř a nechtěl si jen poklábosit o dvoře (byl přeci Voltairem a nemohl tomu úplně odolat), nýbrž také proto, aby srovnával Newtonovy latinské texty s některými z posledních holadských komentářů.9 Několikrát se madame du Chátelet dostala blízko, až na samou hranici budoucích objevů. Provedla jistou obdobu Lavoisierova pokusu s reznutím, a kdyby byly váhy, které

62

si dokázala nechat vyrobit, jen o malinko přesnější, mohla být tou osobností, jež objevila zákon zachování hmoty ještě před Lavoisierovým narozením. Tým v Cirey vedl odbornou korespondenci s jinými tehdejšími vědci, vyměňovali si potřebné důkazy, grafy a výpočty. Vědci návštěvníci, jako třeba Koenig a Bernoulli, se zde zdržovali týdny i měsíce. Voltaira těšilo, že břitká newtonovská věda získává skrze jejich úsilí pevnější půdu. Když se však s madame du Chátelet ponořili do vzájemného škádlení, svých žertovných soubojů, nebyl to případ, že by se světácký, široce sečtělý muž rozhodoval, kdy má nechat svoji mladou milenku vyhrát. Du Cháteletová byla skutečnou badatelkou fyzikálního světa a sama rozhodla, že je tu jedna klíčová otázka, na niž je třeba zaměřit pozornost: co je to energie? Věděla, že podle převažujícího názoru rozumíme energii už docela dobře. Voltaire tyto zdánlivě provždy dané pravdy podrobně zpracoval ve svých vlastních popularizacích Newtona. Při rozboru vzájemného působení objektů je ústřední veličinou, k níž je třeba obrátit pozornost, prostě součin jejich hmotnosti a rychlosti, čili mv1. Letí-li dvoukilogramový míč rychlostí 10 km/h, má 20 jednotek energie.10 Du Cháteletová však věděla, že tu kdysi existoval proslulý konkurenční názor, který zastával Gottfried Leibniz, velký německý diplomat a filozof. U Leibnize bylo důležitou veličinou, na kterou bylo třeba se zaměřit, mv2. Letí-li dvoukilogramový míč rychlostí 10 km/h, má 2krát 102, čili 200 jednotek energie. Který z obou názorů byl správný? Mohlo by to vypadat jako pouhé hašteření o definice, v podstatě však jde o něco hlubšího. Zvykli jsme si, že věda je oddělená od náboženství, v sedmnáctém a osmnáctém století tomu však bylo jinak. 63

Newton byl přesvědčen, že objasněním toho, kde se vy1 skytuje mv , prokážeme, že Bůh musí existovat. Pokud se dva shodné vozy čelně srazí, strašlivě to zaduní, možná dojde k nějakému skřípění, jak se nárazníky zaboří jeden do druhého, ale pak nastane ticho. Těsně před srážkou bylo ve ves1 míru mnoho mv . Dva uhánějící povozy byly oba naloženy zbožím. Jeden se například pohyboval plnou rychlostí směrem na východ, druhý plnou rychlostí směrem na západ. Po srážce však, když se změnily ve stojící beztvaré hromady dře1 va a kovu, se dvě původní izolované části v ztratily. „Pohyb směrem na východ" se přesně vyrušil s „pohybem na západ". Podle Newtonova názoru to znamenalo, že veškerá energie, kterou povozy předtím měly, zmizela. Vytvořila se jakási díra, vedoucí pryč z našeho viditelného vesmíru. Jelikož k podobným srážkám dochází pořád, pak, žijeme-li uvnitř velkého mechanického hodinového stroje, tyto hodiny bude třeba neustále natahovat. Rozhlédněme se však kolem sebe. Nezjišťujeme, že se v průběhu let stále méně a méně objektů pohybuje? V tom je ten důkaz. Fakt, že vesmír funguje pořád dál, byl podle Newtonova názoru známkou toho, že do něj boží povzbudivá ruka stále zasahuje, aby nás živila, aby nás podporovala a aby dodávala všechny ty hybné síly, bez nichž bychom byli ztraceni. Voltairovi to stačilo. Newton něco pravil (ale on, by se s ním nedohadoval) a byla to taková velkolepá představa podepřená takovou nepříjemně komplikovanou geometrií a výpočty, že bylo asi nejrozumnější pokynout hlavou a přijmout to. Ale madame du Chátelet strávila dlouhý čas ve svém pokoji s Watteauovými obrazy a pak u psacího stolu lemovaného svíčkami, a sama pro sebe se prokousávala Leibnizovou protiargumentací. Vedle rozličných abstraktních geometrických argumentů se Leibniz zaměřil také na problém, že Newtonův pří64

11

i stup zanechával díry ve světě. Diplomaté umějí být sarkastičtí. Napsal: „Podle [Newtonova] učení se Všemohoucímu zachtělo čas od času natahovat hodinky, aby se mu nezastavily. Asi neměl dost předvídavosti, aby z nich učinil per12 petuum mobile." Ukazuje se, že vezmeme-li za bernou minci tvar mi?, lze se při měření energie tomuto problému vyhnout. U povo2 zu jedoucího na západ nechť je rw třeba 100 energetických 1 jednotek, a. mv druhého povozu jedoucího mu naproti směrem východním nechť je dalších 100 jednotek. U Newtona se oba nárazy navzájem vyrušily, avšak u Leibnize se sečtou. Po srážce obou povozů veškerá energie, kterou nesly, bude dál pilně existovat, kovové součástky se budou vzájemně srážet, odrážet a poskakovat, kola povozu se zahřejí, obecně tu zůstane nejrůznější „cinkot" a „cvrkot". V tomto Leibnizově pohledu se nic neztrácelo. Svět běžel sám o sobě; nebyly tu žádné díry a stavidla, kudy by kauzalita a energie proudily ven, že by pak už jen Bůh byl schopen je nalít zpátky. Byli jsme sami. Bůh byl možná zapotřebí na úplném počátku, ale pak už ne. Du Cháteletová shledala tento postup přitažlivým, současně však také pochopila, proč za desítky let od doby, kdy ho Lebniz předložil, ztrácel na významu. Tento pohled byl příliš vágní. Vyjadřoval Leibnizovy osobní pochybnosti, avšak bez dostatečného objektivního důkazu. Byl to také - jak Voltaire s velkým zadostiučiněním ukázal ve svém románu Candide - podivně pasivní pohled; naznačující, že podmínky na našem světě nebude nikdy možné zásadně zlepšit. Du Cháteletová byla známá svou střelhbitou konverzací. Ale ve Versailles to bylo proto, že byla obklopena blázny, kdežto v Cirey to byl jediný způsob, jak se dostat s Voltairem ke slovu. Pokud se týkalo její vlastní práce, bývala 65

daleko metodičtější, uměla si dát na čas. Prošla zmíněnou Leibnizovu polemiku a klasické protipolemiky a pak (s různými specialisty, které si vzala na pomoc) nezůstala jen při tom. Začala se rozhlížet dál, po nějakých praktických důkazech, které by jí pomohly v rozhodnutí. Voltairovi to zjevně připadalo jako „utrácení času", ale pro du Cháteletovou to byl jeden z vrcholných bodů jejího života: výzkumný stroj, 13 který v Cirey vybudovala, byl konečně plně využíván. Se svými kolegy pak našla rozhodující důkaz v nedávných experimentech Willema 'sGravesanda, holandského vědce, 14 jenž nechával závažíčka padat na podlahu z měkkého jílu. 1 Plarilo-li prosté E = mv , pak se závaží pohybující se dvakrát rychleji než jiné závaží, zaboří dvakrát tak hluboko. Pohybuje-li se třikrát rychleji, zaboří se třikrát tak hluboko. Ale 'sGravesande odhalil něco jiného. Přilétla-li malá mosazná kulička k zemi dvojnásobnou rychlostí, zabořila se do jílu čtyřikrát tak hluboko. A byla-li svržena trojnásobnou rychlostí, ponořila se devětkrát tak hluboko. Což bylo přesně, co vychází, když uvažujeme E = mv2. Dvě na druhou jsou čtyři. Tři na druhou je devět. Vypadalo to, že tato rovnice se opravdu jakýmsi fundamentálním způsobem v přírodě uplatňuje. 'sGravesande získal solidní výsledek, ale nebyl natolik velký teoretik, aby si dokázal všechno spojit dohromady. Leibniz byl špičkovým teoretikem, ale scházelo mu takovéto podrobné experimentální zjištění - při své volbě pro mv2 tak trochu hádal. Práce madame du Chitelet, kterou věnovala této problematice, mezeru překlenula. Prohloubila Leibnizovu teorii a pak do ní vsadila Holanďanovy výsledky. Nyní tu konečně existovalo spolehlivé zdůvodnění toho, proč lze mv2 pokládat za užitečnou definici pohybové energie. 66

Její články měly velký ohlas. Du Cháteletová vždy uměla srozumitelně psát a pomohlo i to, že Cirey už bylo uznávané jako jedno z mála opravdu nezávislých výzkumných středisek. Většina anglicky hovořících vědců se automaticky přikláněla na stranu Newtona, zatímco německy hovořící část stála právě tak dogmaticky při Leibnizovi. Francie bývala jazýčkem na vahách a hlas madame du Chátelet rozhodujícím způsobem ovlivnil konečné závěry diskuse. Po uveřejnění svého díla si udělala přestávku, chtěla se postarat o rodinné finance a rozmyslet si, jaký vědecký problém si zvolit pro následující období. Hodně s Voltairem cestovali a bavilo ji, že nová generace versaillských dvořanů nemá ani potuchy, že mají před sebou jednu z předních interpretek moderní fyziky v Evropě nebo že ve svém volném čase publikovala originální překlady Aristotela a Vergilia. Jen občas něco proklouzlo, a to tehdy, když bleskově provedla výpočty pravděpodobnosti pro hráčské stoly. Čas míjel a navrátili se do Cirey. Limety vyrostly v úplné stromy („je v nich rozkošné útočiště," napsala15), a dokonce Voltairovi dovolila, aby si zařídil svou zeleninou zahradu. A pak, jak chvatně píše v dopise přítelkyni 3. dubna 1749 Zámek v Cirey Jsem těhotná a dovedete si představit jak moc se bojím o své zdraví, a přímo o svůj život... rodit ve čtyřiceti letech.16 To byla jediná věc, kterou nedokázala kontrolovat. Měla děti krátce po svatbě, ale to byla o dvacet let mladší a už tenkrát to bylo nebezpečné. Teď, o mnoho let starší, neměla velkou šanci na přežití. Doktoři v oněch dobách vůbec netušili, že si mají mýt ruce nebo své nástroje. Neexisto67

vála antibiotika ani nic na způsob oxytocinu omezujícího děložní krvácení. Nezuřila nad evidentní neschopností lékařů své doby, pouze pravila Voltairovi, že by bylo smutné odejít dříve, než je člověk připraven. Vyměřený čas byl víc než jasný, porod byl plánován na září. Vždycky pracovala dlouhé hodiny a nyní ještě přidala. Svíčky na jejím psacím stole hořely někdy až do svítání. 1. září 1749 napsala řediteli královské knihovny a oznámila mu, že v přiloženém balíčku nalezne její právě dokončený koncept velkého komentáře k Newtonovi. O tři dny později začal porod; přežila ho, ale přidružila se infekce a do týdne zemřela. Voltaire byl bez sebe: „Ztratil jsem polovinu sebe sama duši, pro niž moje duše byla stvořena."17 Časem se představa o tom, že energie je přímo úměrné mv1, stala fyzikům doslova druhou přirozeností. Voltairovo polemické umění při předávání dědictví jeho milenky jí dalo ještě silnější impuls. O sto let později i Faraday a všichni ostatní používali mv1 - veličinu, která se může transformovat, ale nikdy úplně nezmizí - při konstruování svých vizí o zachování energie. Rozbor a. spisy madame du Chátelet byly nepostradatelným předstupněm, byť v průběhu času její úloha upadla v zapomnění. Zčásti proto, že každá nová generace vědců má obecně tendenci přehlížet výdobytky té předešlé, zčásti snad i proto, že bylo znepokojivé slyšet, že tak velké badatelské úsilí utvářející směr budoucího myšlení řídila žena. Velká otázka je proč? Proč kvadrát rychlosti toho, co měříme, s takovou přesností popisuje, co se děje v přírodě? Jedním z důvodů je, že samotná geometrie našeho světa často produkuje kvadráty čísel. Přisunte-li se dvakrát blíže ke své stolní lampě, stránka, kterou právě čtete, nebude 68

osvětlena dvakrát tak silně. Právě jako při 'sGravesandově experimentu, intenzita světla se zvýší čtyřnásobně. Zachováte-li větší odstup, světlo z lampy se rozptýlí do větší plochy- V blízkosti se stejné množství světla koncentruje do daleko menší plochy. Zajímavé je, že skoro všechno, co se stejnoměrně akumuluje, vykazuje růst ve tvaru jednoduchých kvadratických čísel. Zrychlujeme-li na silnici ze 20 km/h na 80 km/h, naše rychlost se zvýšila čtyřikrát. Ale nepotrvá nám pouze čtyřikrát tak dlouho, až budeme chtít zastavit a sešlápneme brzdu tak prudce, že se kola zablokují. Naše naakumulovaná energie se zvýšila druhou mocninou čtyř - to jest šestnáctkrát. Tolikrát delší bude naše brzdná dráha. Představme si, že jsme při smyku napojeni na jakýsi sběrač energie. Auto, které se kolem prožene čtyřikrát vyšší rychlostí než jiný vůz, vlastně generuje (nese s sebou) šestnáctkrát více energie.18 Ten, kdo by se pokoušel měřit energii prostě jako mvl by o tohle všechno přišel. Jedině při použití na mv2 proniknou tyto důležité aspekty na povrch.19 V průběhu doby si fyzikové zvykli násobit hmotnost objektu čtvercem jeho rychlosti (mv2) a používat to jako užitečný indikátor pohybové energie. Letí-li míč či kámen rychlostí 100 km/h věděli, že přenášená energie je úměrná jeho hmotnosti krát 100 na druhou. Poroste-li rychlost ke svému maximu tj. k l 079 000 000 km/h, je lákavé tvrdit, že maximální energie, kterou takový objekt může obsahovat, bude úměrná jeho hmotnosti vynásobeno c na druhou tj. mc2. Toto samozřejmě není důkaz, ale zdá se to tak přirozené.20 A když se výraz rač2 opravdu objevil v rámci Einsteinových podrobnějších výpočtů, o co přijatelnější byl najednou jeho překvapivý a zneklidňující závěr, že zdánlivě oddělené sféry energie a hmoty lze propojit, a že symbol »c" - rychlost světla - je mostem! (Pro čtenáře zajímajícího 69

se o to, jak to Einstein opravdu odvodil viz website této knihy, davidbodanis.com, obsahuje některé z jeho úvah.) 2 c je rozhodující pro stanovení toho, jak tato vazba funguje. Kdyby byl náš vesmír stvořen odlišně - kdyby 2 c byla malá hodnota - pak by se malé množství hmoty transformovalo do podobně malého obláčku energie. Ale v našem skutečném vesmíru, a při pohledu z malé, roz2 vážně rotující planety, jíž jsme byli svěřeni, je c ohrom2 né číslo. V jednotkách km/h je c 1,079 miliardy, takže c je 1165 000 000 000 000 000. Představme si v duchu rovnítko jako tunel či most. Velice malá hmotnost bude po průchodu rovnicí a objevení se na straně energie takto nesmírně zesílena. To znamená, že hmota je prostě nejzazší typ kondenzované či koncentrované energie. Energie je opak, je to, co se vzdouvá jako alternativní forma hmoty (za správných okolností). Jako analogii vezměme způsob, jak několik větví, které se právě rozhořely, dokáže vyprodukovat velký objem vzdouvajícího se kouře. Pro někoho, kdo nikdy neviděl oheň, by bylo překvapující, že se všechen ten dým „skrýval" uvnitř dřeva. Rovnice říká, že na jakoukoli formu hmoty lze teoreticky zapůsobit tak, aby expandovala analogickým způsobem. Také to naznačuje, že to nastane s daleko větší razancí, než jakou lze získat prostým chemickým hořením - bude tu daleko větší „expanze". Enormní převodní konstanta l 165 000 000 000 000 000 vyjadřuje, kolikrát bude každá hmotnost „rozhojněna", podaří-li se ji úplně převést přes „=".21

70

Díl 3

Mladá léta

7 Einstein a rovnice 2

Když Einstein v roce 1905 uveřejnil E = rač , rovnice zůstala zprvu prakticky bez povšimutí. Jednoduše se nehodila k tomu, co většina ostatních vědců právě dělala. Velké výsledky Faradaye, Lavoisiera a všech ostatních byly k dispozici, ale nikdo jiný si je neposkládal dohromady tímto způsobem - sotva kdo měl vůbec tušení, že by to šlo. Průmyslovým odvětvím tehdy vládlo hutnictví, stavby železnic, výroba barviv a hnojiv, a právě na to se normální výzkumníci soustřeďovali. Pár univerzit mělo specializované laboratoře pro teoretičtější práci, ale ta se většinou odehrávala v oblastech, které by nepřekvapily Newtona před více než dvěma sty lety; byla tu pojednání o klasické optice, zvuku a pružnosti. Existovala troška svěžího výzkumu o nových a podivuhodných radiových vlnách a v oblastech spojených s radioaktivitou, ale na většinu ostatního tu byl Einstein takřka sám. Můžeme datovat téměř na měsíc přesně okamžik, kdy poprvé nahlédl, že E bude rovno rač2. Einstein dopsal svůj původní článek o relativitě koncem června roku 1905 a dodatek s rovnicí měl připraven pro tisk v září, takže si to patrně poprvé uvědomil někdy v červenci nebo v srpnu. Pravděpodobně to bylo bud' na jedné z jeho procházek, nebo doma po práci na patentovém úřadě. Jeho malý sy71

nek Hans Albert byl často při práci s ním, což mu nevadilo. Návštěvníci podrobně líčili, jak Einstein spokojeně pracuje v obývacím pokoji svého malého bytu, volnou rukou kolíbá proutěnou postýlku s jednoročním synkem a občas mu 1 něco zabrouká nebo zazpívá. Co určilo Einsteinovu cestu, když mu bylo kolem dvaceti let? Byla to touha odhalovat neznámé, snaha pochopit, jaké záměry má Starý pán s naším vesmírem. (Starý pán 2 nebo Starý byl Einsteinův oblíbený název pro pánaboha. ) Jsme ve stejném postavení," vysvětloval Einstein později, „jako malé dítě, které vstoupilo do ohromné knihovny, kde stěny jsou od podlahy až ke stropu pokryty knihami v mnoha rozličných jazycích. Dítě ví, že ty knihy musel někdo napsat. Neví kdo a kdy. Nerozumí řečem, v nichž jsou napsány. Dítě si ale všimne, že je tu jistý plán v tom, jak jsou knihy uspořádány, tajemný řád, který nedokáže postihnout a přesto ho nejasně tuší."3 Když se mu naskytla možnost sáhnout v ono příšeří a otevřít knihu Starého pána, jež měla na svých stránkách třpytivě vepsanou rovnici E = mc2, Einstein to ochotně udělal. Myšlenkový postup, který Einstein sledoval, než přišel se svým mimořádným zjištěním, že hmota a energie jsou jedno a totéž, začal zdánlivě nesouvisejícím postřehem, že nikdo nemůže dohonit světlo. Což vedlo (jak naznačil náš příklad s raketoplánem) k poznatku, že přilévání energie do pohybujícího se objektu může mít nakonec za následek, že se vnějšímu pozorovateli bude zdát, že se hmota objektu zvětšuje. Důkaz mohl být veden také opačně, za vhodných podmínek by objekt měl být schopen vydávat energii získávanou z vlastní hmoty. Od 90. let 19. století, několik let předtím než Einstein sepsal svoji rovnici, se mnoho vědců setkávalo s názory, že

72

Je tomu může docházet. U některých na kovy bohatých rud dovezených z Konga, Čech a dalších míst, bylo v laboratořích v Paříži, v Montrealu a jinde zjištěno, že vyzařují jakýsi druh záhadných energetických paprsků. Kdyby se valounky při tomto procesu opotřebovávaly, nikdo by se byl nad tím příliš nepozastavoval - takovýto proces by mohl být považován třeba opět jen za určitý druh normálního hoření. Ale s použitím nejlepších měření té doby se zdálo, ze se energetické paprsky linou ven bez toho, že by kamínky doznávaly jakýchkoli změn. Marie Curieová byla mezi prvními vědci v tomto oboru a v roce 1898 vymyslela pro takovýto nezadržitelný výron záření slovo radioaktivita. Přesto ani ona zpočátku neměla ponětí o tom, že tyto kovy získávají svůj energetický příkon z toho, že odebírají neměřitelně malá množství své vlastní hmoty, která přestává jako taková existovat a přeměňuje se ve velice zesílenou formu vyzařované energie. Ta množství byla k nevíře. Hrouda rudy, která se vešla do dlaně, vyzařovala každou vteřinu mnoho bilionů vysokorychlostních alfa částic a činila tak hodiny, týdny a měsíce bez jakéhokoliv měřitelného úbytku na váze. Einstein se později, když už se stal slavným, s paní Curieovou několikrát setkal, nikdy jí však nerozuměl. Po jednom turistickém výletě ji popisoval slovy, že je studená jako ryba a neustále si stěžuje. Ve skutečnosti ovšem byla vášnivé povahy, měla hluboký milostný vztah s elegatním francouzským vědcem, ženatým s jinou ženou.4 Že si na výletě stěžovala, bylo pravděpodobně proto, že pomalu umírala na rakovinu. Mezi ony nové kovy, o nichž se téměř nic nevědělo, patřilo radium, s kterým paní Curieová pracovala dlouhé roky. Nepatrné stopy radiového prášku, jež nevědomky nosila na blůze a na rukou, když klopýtala po zablácených ko73

čičích hlavách pařížské dlažby 90. let 19. století a později, vyzařovaly energii po tisíce let v souladu s tehdy netušenou rovnicí, aniž by znatelně ubývaly. Zářením uvolňovaly část sebe a neopotřebovávaly se v hlubokém podzemí dolů v Belgickém Kongu. A tento proces pokračoval i v průběhu let jejích experimentů, a posléze vyústil v rozvoj její smrtelné choroby - rakoviny. Po více než sedmdesáti letech byl prach stále ještě aktivní a mohl poznamenat smrtelnou radiací archiváře přehrabující se v jejích účetních knihách v kanceláři nebo v knihách u ní doma. Množství prachu, které Curieová roznášela, se měřilo v milióntinách gramu. V souladu s Einsteinovou rovnicí to však stačilo k tomu, aby radioaktivní prach zabušil na DNA v jejích kostech a přivodil leukémii, na niž zemřela, a aby zabušil jen o maličko slaběji na čidla Geigerových počítačů v rukou vyplašených archivářů. Einsteinova rovnice ukázala, jak velký dopad může mít. Abychom to mohli stanovit u kteréhokoli kusu hmoty, vezměme vysokou rychlost světla a umocněme ji na druhou, čímž dostaneme ještě nepředstavitelnější číslo. Pak ho vynásobme tím množstvím hmoty, které máme před sebou, a obdržíme přesně to množství energie, které je hmota schopna vyzářit. Lze snadno přehlédnout, o jak mocnou myšlenku jde. Neboť E = mc2 neříká nic o tom, o který druh hmoty se jedná! Každá látka se za jistých okolností může dostat do stavu, kdy její hmota uvolňuje v podobě energie. To je ta síla, která je kolem nás, uvězněná v těch nejobyčejnějších kamenech, květinách a potůčcích. Jediná stránka této knihy, vážící pár gramů, se jeví jako neškodná, stabilní směs celulózových vláken a tiskařské barvy. Pokud by však ona barva a celulóza byly někdy převedeny do formy čisté energie, došlo by k ohlušující explozi, větší než při výbuchu vel74

Icé elektrárny. Tato síla je ovšem dostupnější u uranu než u obyčejného papíru - jak se přesvědčíme později - což je ale dáno pouze omezením naší současné technologie. Čím větší je transformovaná hmotnost, tím hrozivější síla se uvolňuje. Po dosazení jediného kilogramu hmoty na místo „m" a po vynásobení ohromnou hodnotou l 165 000 000 000 000 000 pro c1 rovnice slibuje, že lze v principu získat přes 25 miliard kilowatthodin energie. To je srovnatelné s energií, kterou velká elektrárna vyprodukuje za několik let. Vysvětluje to, proč malá atomová bomba - s jádrem, které se vejde do nastavených dlaní - má dost energie na to, aby v mžiku rozervala ulice a vytrhala potrubí, aby bořila ulici za ulicí cihlových domů a roztrhala těla desítek tisíc vojáků, dětí, učitelů a řidičů autobusů. Uranová bomba pracuje tak, že mění v energii jen méně než l procento hmoty ve svém nitru. Větší množství hmoty stlačené v rozpálené hvězdě dokáže zahřívat planety miliardy let (a přitom také ničí část sebe sama a přeměňuje zlomky kdysi hmatatelné látky v zářivou energii). Když přišel v roce 1905 Einstein se svou rovnicí, byl tak izolován, že svůj hlavní článek o relativitě připravil bez odkazů na předchozí práce. To je ve světe vědy téměř neslýchané. Jediné poděkování, jež Einstein do článku vložil, bylo jeho věrnému příteli Michelu Bessovi, strojnímu inženýrovi z patentového úřadu. Tomu bylo něco přes třicet let a shodou okolností byl autorovým přítelem. I v roce 1905 si fyzikové stěžovali na přetíženost. Einsteinovy stati vycházely v předním časopisu; jemu natolik záleželo na kariéře, že zůstal s časopisem ve spojení a zasílal do redakce mnoho rekapitulujících příspěvků. Fyzikové listující časopisem je však buď jen letmo přelétli nebo takové nezařaditelné články úplně ignorovali. 75

Aby se dostal z patentového úřadu, podal Einstein přihlášku na asistentské místo na univerzitě v Bernu. Článek o relativitě, na který byl tak hrdý, přiložil spolu s ostatními. Byl odmítnut. O něco později se hlásil na střední školu a nabízel opět své učitelské služby. Rovnice byla vložena do zalepené obálky spolu s přihláškou a ostatními formuláři. Přihlášených bylo jednadvacet a tři byli pozváni k pohovoru. Einstein mezi nimi nebyl.5 Časem se však několik vědců začalo o jeho práci zajímat a pak se objevila žárlivost. Henri Poincaré byl pýchou francouzské Třetí republiky a spolu s Davidem Hilbertem v Německu jedním z největších matematiků na světě. Poincaré jako mladý muž sepsal jako první myšlenky, které se později staly základem teorie chaosu. Vypráví se, že jako student šel jednou po ulici a viděl na rohu stařenku, jak plete. Sel dál a přemýšlel o geometrii jejích drátů, najednou se prudce otočil a běžel zpátky. Sdělil jí, že tu je ještě jeden způsob, jak by mohla postupovat; nezávisle vynalezl pletení obrace. V této době mu však již bylo padesát let a přestože stále přicházel s novými myšlenkami, nemíval už často dost energie, aby je dopracoval. Nebo možná šlo o něco víc. Vědci středního věku často hovoří o tom, že jejich problém není v nedostatku paměti nebo schopnosti rychle myslet. Jedná se spíše o strach vstoupit na pole neznámého. Poincaré se totiž dostal do blízkosti toho, co dělal Einstein. V roce 1904 byl členem velké skupiny evropských intelektuálů, kteří byli pozváni na Světovou výstavu do St. Louis. (Byl tam rovněž německý sociolog Max Weber, který byl tak ohromen syrovou energií Ameriky - popisoval Chicago „jako člověka staženého z kůže" - že se díky to6 mu zbavil letitých depresí. ) Poincaré měl skutečně na výstavě přednášku na téma „teorie relativity", ale název je 76

ovšem zavádějící, neboť se jen okrajově dotkla toho, čeho zanedlouho dosáhl Einstein. Možná kdyby byl Poincaré jnladší, mohl to byl dotáhnout do konce a přijít s úplnými výsledky, které Einstein získal o rok později, včetně oné překvapující rovnice. Avšak po přednášce a následném vyčerpávajícím programu, který měli pro něj jeho hostitelé v St. Louis připravený, nechal stárnoucí matematik věc být a dál se o to nestaral. Skutečnost, že se řada francouzských vědců odvrátila od Lavoisierova bezprostředního přístupu a místo toho ustrnula u sterilní přeabstrahovanosti, ztížila Poincarého pozici, když se měl zahloubat do praktické soudobé fyziky. Když si v roce 1906 uvědomil, že mladík ve Švýcarsku otevřel nekonečné nezorané pole, reagoval Poincaré chladně a s uraženou ješitností. Místo, aby se blíže podíval na rovnici, kterou mohl považovat za své nevlastní dítě, a místo toho, aby ji předvedl svým pařížským kolegům a dále ji rozvíjel, udržoval upjatý odstup. Nikdy o ní nemluvil a málokdy zmínil Einsteinovo jméno. Ostatní současníci však zkoumali Einsteinovo dílo důkladněji, ale zpočátku spíše přehlíželi takové klíčové body, jako proč Einstein vybral „c" jako ústřední motiv. Byli by porozuměli, kdyby relativita a příslušná rovnice přišly s nějakými čerstvými experimentálními výsledky. Kdyby Einstein postavil nějaký nový přístroj, kterým by se ve své laboratoři mohl podívat na detaily toho, čím se zabývala Marie Curieová a další, a udělat tak unikátní objevy. Ale co nemohli pochopit, bylo, že neměl žádné laboratoře. „Poslední objevy", s nimiž pracoval, pocházely od vědců, kteří zemřeli desítky či dokonce stovky let před ním. Ale to nevadilo. Einstein nepřišel se svými myšlenkami na základě toho, že by trpělivě skládal dohromady široký okruh nových výsledků. Místo toho, jak jsme se již dočetli, trávil prostě 77

dlouhý čas tím, že „zasněně" uvažoval o světle a rychlosti a o tom, co je v našem vesmíru ještě logicky možné a co ne. Ale zasněné a blouznivé to připadalo jen nezúčastněným, kteří ho nepochopili. To, co se mu podařilo završit, byl jeden z největších intelektuálních počinů všech dob. Staletí po zrodu matematicky koncipované vědy v sedmnáctém století se lidé domnívali, že se jim podařilo popsat hlavní obrysy vesmíru. Že je sice potřeba dopracovat některé detaily, ale že vlastnosti světa lze podle kritéria „zdravého rozumu" pokládat za samozřejmé. Žili jsme ve světě, v němž si předměty pohybující se kolem nás udržovaly konstantní hmotnost, ve světě, kde čas ubíhal hladce a všichni 7 jsme se mohli dohodnout, kde se v jeho toku nacházíme. Einstein pochopil, že vesmír je jiný. Uvědomil si, že jsme v situaci, jako kdyby nás Bůh uzavřel v malé dětské ohrádce na povrchu Země - a ještě způsobil abychom si mysleli, že to, co zní pozorujeme, je to jediné, co se tu děje. Přesto pořád, nablízku i v dáli (po celý čas kolem nás, kdybychom byli schopni to vidět) je další oblast, kde už naše intuice nefunguje. Jen čisté myšlení umožní pochopit, co se tam děje. Fakt, že energie a hmota jsou zaměnitelné, jak ukazuje E = mc2, je pouze jedním z těchto širších důsledků. Existuje mnoho dalších a abychom si je přiblížili, bude dobré představit si svět, kde místo toho, aby horní rychlostní mez byla 1,079 miliardy, bude třeba příjemných 45 km/h. Co bychom měli spatřit podle Einsteinova článku z roku 1905 ?8 První zarážející věc, které bychom si po vstupu do tohoto světa asi všimli, vyplývá z příkladu s raketoplánem. Auta budou mít svoji normální váhu, pokud budou trpělivě čekat na červenou, ale v momentě, kdy skočí zelení, budou při zrychlování nabírat hmotnost. Stane se to i chodcům, běžcům, cyklistům a vlastně všemu, co se pohybuje. Skolač78

ka čekající s kolem na rohu váží asi 50 kg, její váha se zvýší na 109 kg v momentě, kdy se rozjede na 40 km/h. A bude-li rychlá nebo pojede-li ze svahu a dosáhne 44,96 km/h, bude mít brzo hmotnost přes l 000 kg. Její kolo „nakyne" právě tak. V momentě, kdy zpomalí, navrátí se ihned i se svým 9 kolem ke své původní klidové hmotnosti. Současně však auta, kola i chodci zažijí další změnu. V závislosti na pozici, z které je pozorujeme, dochází k deformacím. Pokud se auto řítí směrem k nám, zdá se i kratší, resp. některé jeho konstrukční díly se zdají kratší a jeho poloha posunutá. Při 44,9 km/h již bude nepatrné. Řidič a pasažéři uvnitř se budou zdát rovněž scvrklí, ale jakmile 10 zastaví, budou mít opět svůj normální vzhled. Jak budou auta spěchat kolem, uvidíme je nejenom hmotnější a se změněnými rozměry, ale také si všimneme, že čas uvnitř se zpomaluje. Když řidič sahá k CD přehrávači, aby ho zapnul, uvidíme, že se jeho ruka pohybuje extrémně pomalým pohybem. A jakmile začne ze spuštěného přehrávače vycházet zvuk, uslyšíme, jak se zvukové vlny linou úmorně pomalu a přeměňují i rané trylky Michaela Jacksona v těžké, málem pohřební žalozpěvy. Při tomto pohledu na vesmír neexistuje žádný bod, z něhož bychom se mohli podívat, jak je tomu „ve skutečnosti". Neexistuje zádní dopravní helikoptéra vznášející se nad tímto podivným městem - z níž by se dalo prohlásit, ano, ta auta procházejí těmi podivnými změnami, ale kolemstojící se nezměnili, ti jsou evidentně „normální". Neboť proč by měli mít kolemstojící (z hlediska změn) nějakou zvýhodněnou pozici před auty? Vždyť ani řidiči aut ani školačka na kole nebudou mít žádný subjektivní pocit změn. Cyklistka se na sebe podívá a zjistí, že ani její řídítka ani její tělo ani baťůžek neztěžkly. Budou to naopak lidé, které bude míjet, kdo se budou zdát divní. To oni přibrali na váze. 79

I spolujezdci v autě souhlasí. S jejich CD přehrávačem prý nic není a mladý Michael Jackson trylkuje ve stejné 3 tónině jako jindy. Zato lidé vně auta se teď zdají pomalí, hoteloví vrátní zvedají ruce s lopotnou tíží při každém zahvízdání na taxík nafukují tváře jako majestátní hlubinná mořská ryba. Tyto jevy shrnuje relativita ve svém tvrzení, že pokud se nějaký objekt kolem nás pohybuje, pozorujeme zmnožování jeho hmoty, změny délek a dilataci času. Kolemstojící to pozorují u aut, řidič auta, když se ohlédne, to naopak pozoruje u kolemstojících. Při prvním čtení to možná působí jako nesmysl. Ani pro Einsteina to nebylo lehké přijmout - vzpomeňme na dlouhý rozhovor s Michelem Besso a nevysvětlitelné napětí, které pociťoval onoho památného letního dne, kdy se ještě snažil tyto souvislosti dopracovat. Je to těžké přijmout jen proto, že vlastně nikdy vzájemně na sebe nepůsobíme při rychlostech blízkých 1,079 miliardy km/h (a účinky jsou příliš nepatrné, než abychom si jich mohli všimnout při normálních rychlostech). Představme si například přenosný přehrávač na nějakém pikniku. Pro někoho, kdo stojí vedle něj, je příliš hlasitý. Pro jiného, kdo kráčí o pár set metrů dál, je hudba příliš tichá. Jsme ochotni připustit, že neexistuje žádná odpověď na otázku, jak je tomu „doopravdy". To má však jednoduchý důvod v tom, že se dokážeme dostatečně rychle přesunout o těch pár set metrů a ověřit to. Pro mravence nebo nějaké ještě menší stvoření, kterému trvá mnoho generací, než se odsune tak daleko od přehrávače, že může zaznamenat nějaké změny hlasitosti, se náš názor, že se hudba může jevit různě hlasitá různým pozorovatelům - bude zdát bláznivý. Zmíněná webová stránka (davidbodanis.com) seznamuje s podrobnostmi, jak lze toto vše odvodit z velice jedno80

•duchého předpokladu, totiž že rychlost světlaje konstantIní. I v našem okolí ovšem existuje spousta předmětů, které Ise opravdu pohybují vysokými rychlostmi, kde jsou tyto l jevy na denním pořádku. Elektrony vystřelované z katody l na stínítko běžné televizní obrazovky se kupříkladu pohyIbují tak rychle, že vzhledem k nám interagují tak, jako by •během letu více zhmotněly. Inženýři to musí brát v úvahu l při konstrukci zaostřovacích magnetů. Kdyby tak neučinili, Ividěli bychom na obrazovce jen šmouhy. Navigační satelity GPS (globální poziční systém), které [létají nad našimi hlavami a vysílají dolů lokalizační signáI ly pro auta, letadla a turisty, se rovněž pohybují tak rychle, lže z našeho pohledu čas na jejich palubě ubíhá pomaleji. IV obvodech ručních přijímačů GPS, používaných k určeIní polohy, nebo větších přístrojů GPS, užívaných bankaImi k synchronizaci plateb, je naprogramována korekce na Ityto odchylky - v přesné shodě s Einsteinovými rovnicemi L roku 1905.» Einstein nebyl nikdy příliš nadšen, že se jeho výtvoru •začalo říkat relativita.12 Domníval se, že to činí mylný doI jem, jako by vše bylo možné, že přesné výsledky už nadále •neexistují. Tak tomu není. Předpovědi jsou zcela přesné.13 Označení je také zavádějící z toho důvodu, že všechny Einsteinovy rovnice (samozřejmě) drží pohromadě a jsou •navzájem konzistentní. Třebaže každý z nás může nazírat věci ve vesmíru odlišně, existuje univerzální metoda synIchronizace, aby se tyto rozmanité pohledy spojily a zajisti[ly soulad. Staré představy, že hmota se nikdy nemění a že [čas běží stejným tempem pro každého, dávaly smysl, když si Ilidé všímali jen obyčejných, pomalu se pohybujících objekfců ve svém okolí. V opravdovém širším vesmíru tyto předI stavy nejsou správné, ale existují přesné zákony vysvětlujíIcí, jak se změní. 81

Je to úspěch., jakého bylo v dějinách dosaženo jen velmi zřídka. Představme si, že bychom byli schopní vyrobit třpytivý krystalický model světa tak malý, že by se vešel do dlaně. Nyní otevřete ruku - a uvidíte celý vesmír, jak vzniká, vznáší se do výše a rozzáří se v plné kráse. Newton byl prvním člověkem, který to udělal. V 17. století vymyslel úplný systém světa, který se dal popsat několika málo rovnicemi, přesto však obsahoval všechna pravidla, jak dospět od prvotních principů až ke stvoření celého vesmíru. Einstein byl další. Abychom poukázali tuto paralelu ještě působivěji, Einstein i Newton vykonali většinu své práce v neskutečně krát14 kých časových obdobích kolem svých dvaceti let. Newton na farmě své matky v Lincolnshire (poté co byla jeho univerzita uzavřena pro morovou epidemii) vytvořil za pouhých osmnáct měsíců fundamentální dílo, když vynalezl integrální počet, objevil zákon všeobecné gravitace, a ještě vypracoval klíčové pojmy mechaniky platné v celém vesmíru. Einstein v rozmezí necelých osmi měsíců v roce 1905 (kdy stále pracoval na plný úvazek, od pondělka do soboty na patentovém úřadu) dal vzniknout své první teorii relativity a E = mc2 spolu s další prací, která pomohla připravit cestu laserům, počítačovým čipům, klíčovým aspektům moderního farmaceutického a biotechnologického průmyslu a všem internetovým přepínacím prvkům. Vskutku byl, podle Newtonových slov, podobně jako on uprostřed dvacítky „v nejlepším věku pro objevy". V každé z oblastí posunul Einstein hranice známého. Sjednotil výzkumné oblasti, jež zůstávaly izolované, prověřoval předpoklady, které do té doby každý jen akceptoval. Pár vědců, kteří před ním odhalili malé části toho, co on později jako celek odvodil, nemělo šanci se mu rovnat. Poincaré se asi dostal blíže než všichni ostatní, ale když 82

měl prolomit zaběhlé představy o toku času a povaze současnosti, nechal toho, protože nebyl schopen uvážit radikální důsledky tohoto pohledu. Proč byl Einstein o tolik úspěšnější? Svádělo by to říci, že prostě jen proto, že byl chytřejší než všichni ostatní. Ale mnozí Einsteinovi bernští přátelé byli vysoce inteligentní, přičemž někteří by jako Poincaré zlámali všechny stupnice IQ. Thorstein Veblen jednou napsal zvláštní kratičký esej, který se podle mého soudu dotýká hlubší příčiny. „Vezměme si, začíná. Veblen, že se malý hoch učí, že všechno v Bibli je pravda." Pak jde na sekulární střední školu nebo na univerzitu, kde mu říkají, že to pravda není. „Co jsi se naučil na maminčině klíně, byl omyl. Nicméně, co tě učíme tady, je zase čistá pravda." Někteří studenti řeknou, no, dobrá, beru to. Jiní budou podezřívavější. Už se jednou napálili, když slepě věřili v tradiční svět. Nehodlají se nechat napálit znovu. Naučí se předkládané, ale vždycky na to budou hledět kriticky, pouze jako na jednu z možností.15 Einstein byl Žid, a přestože jeho bezprostřední rodina byla bez vyznání, znamenalo to, že byl ponořen do kultury s odlišnými názory na osobní zodpovědnost, spravedlnost a víru v autority, než byl běžný konsensus v Německu a ve Švýcarsku.16 Šlo ovšem i o něco víc. Jako malý chlapec byl Einstein fascinován magnety. Ale místo toho, aby ho jeho rodiče kvůli tomu škádlili, měli pro jeho zájem pochopení. Jak vlastně magnet funguje? Musí tu být příčina, a ta příčina musí mít další příčinu, a tak dál a možní, kdybys to vysledoval až do konce, došel bys... kam bys vlastně došel? Kdysi existovala u Einsteinů doma velice jasná odpověď, kam bychom došli. Když vyrůstali jeho prarodiče, většina Židů v Německu měla ještě blízko k tradiční ortodoxii. Byl 83

to svět proniknutý Biblí jakož i nashromážděnou ostře racionální analýzou Talmudu. Důležitost se přikládala snaze proniknout až na samý okraj poznatelného a pochopit nejhlubší schémata ustanovená Bohem pro náš svět. V mladistvém věku si Einstein prošel obdobím intenzivního náboženského zanícení. V čase studií na střední škole v Aarau sice tato doslovná víra už vyprchala, ovšem touha spatřit, na čem to všechno stojí, byla přítomna, spolu s přesvědčením, že tam na úplném konci najdeme něco fantastického. Existovala tu skulina, věci se dají vysvětlovat pochopitelným, racionálním způsobem. Kdysi byla tato skulina vyplněna náboženstvím. Nyní se dala poměrně snadno nabídnout vědě. Einstein věřil, že všechna řešení čekají na své objevitele. Pomohlo také, že Einstein měl prostor pro rozpracování svých nápadů. Práce na patentovém úřadu znamenala, že se nemusel prokousávat akademickými články („svádí to k povrchnosti," napsal Einstein, „čemuž dokáží odolat jen silné povahy"17) a v podstatě se mohl svými myšlenkami zabývat jak dlouho potřeboval. A hlavně, rodina mu důvěřovala, a tím mu dodávala sebevědomí. Podporovali u něj ten hravý a distancovaný přístup, kterého bývá zapotřebí, má-li člověk upustit od zakořeněných domněnek a. představit si takové podivné věci jako raketoplán dotírající na bariéru rychlosti světla, nebo snahu dohonit unikající paprsek světla. Jeho sestra Mája později cosi naznačila v jemném sebeironickém tónu.18 Líčila, že když Einstein dostal jako malé dítě vztek, házel po ní někdy věcmi. Jednou to byla velká koule od kuželek, jindy vzal dětskou motyčku „a pokusil se jí udělat díru" do hlavy. „To by mohlo stačit na to, aby bylo vidět, jak člověk musí mít dobrou hlavu, když chce být sestrou intelektuála," poznamenala. Když popisovala 84

středoškolského profesora řečtiny, jak si stěžoval, že z jejího bratra, nikdy nic nebude, dodávala: „A Albert Einstein se opravdu nikdy nestal profesorem řecké gramatiky."19 Aby se to všechno mohlo pohnout dopředu, musel tu být existenční tlak nebo tvůrčí tenze, ale obojího měl Einstein na rozdávání. Bylo tu selhání v období uprostřed dvacítky, kdy se dostal do izolace od ostatních seriózních vědců, když si kamarádi z univerzity už dávno budovali svoje kariéry. Byl tu také ohromný pocit viny za obtíže, do kterých se dostal jeho otec se svým vlastním obchodem. V době Einsteinova dětství byl otec dosti úspěšný jako dodavatel elektrických zařízení v Mnichově, ale když dosáhl Einstein mladistvého věku, tak se otec přestěhoval s rodinou do Itálie, aby začal znovu. Udělal to snad proto, že se klíčové kontrakty přestaly zadávat židovským firmám. V důsledku stěhování a řady ne zcela úspěšných podniků, kde se mu nikdy nepodařilo úplně prorazit, byl na mizině a musel splácet půjčky svému švagrovi, věčně rýpajícímu strýčku Rudolfovi „Zazobanému" (jak ho Einstein posměšně nazýval20). To mu podlomilo zdraví. Ale navzdory tomu všemu, celá rodina tvrdošíjně sháněla peníze na Einsteinovo studium. („Trápí ho představa, že je pro nás břemenem, neboť jsme lidé skromných prostředků," jak otec poznamenal v dopise z roku 1901.21) Einstein pociťoval ohromný závazek, aby ukázal, že toho všeho byl hoden. Několik fyziků se nakonec začalo o Einsteina vážně zajímat a jezdili ho občas do Bernu navštěvovat, aby si pohovořili o relativitě, rovnici a ostatních záležitostech.22 Bylo to přesně to, v co Einstein a Besso doufali, ale současně to mezi nimi vytvářelo propast. Einstein se totiž pomalu dostával v myšlenkách dál, než kam ho jeho nejlepší přítel mohl sledovat. Besso byl chytrý, ale zaměřil se spíše na 85

průmysl. („Velmi jsem se ho snažil postrčit k tomu, aby začal [učit na univerzitě], ale pochybuji... že to udělá. Prostě se mu nechce.") A dále (směrem k vyšší úrovni) ho již Besso nemohl následovat. Besso svého mladšího přítele zbožňoval a kdysi, ještě ve studentských letech, i leccos obětoval, aby mu pomohl. Snažil se i po večerech, když jedli Gruyěre a párky s čajem, držet krok s dalšími myšlenkami, které Einsteinovi tanuly na mysli. Einstein sám přijímal rostoucí odstup od svých přátel vlídně. Bessovi nikdy ani nenaznačil, že by ho dál nezajímal. Pokračovali v procházkách na venkově, v zastávkách na skleničku, hudebních večírcích a kanadských žertících s ostatními. Bylo to však trochu, jako když se dva staří přátelé ze školy rozcházejí poté, co nastoupili odlišnou dráhu na univerzitě nebo při prvním zaměstnání. Oba by byli opravdu rádi, kdyby tomu tak nebylo, ale vše, čím se nyní zabývají, je od sebe vzdaluje. Když se sejdou, mohou se bavit o starých dobách, ale ten entuziasmus je trochu nucený, přes to, že si to žádný z nich nepřipouští. K podobnému odcizení došlo postupně s Einsteinovou manželkou Milevou. Bývala jeho spolužačkou, a to velmi chytrou, společně studovali fyziku. Muži zabývající se vědou si zřídka berou kolegyně z oboru (kolik je takových?); ale Einstein byl vůči přátelům z koleje málem domýšlivý na to, jaké měl štěstí. První dopisy pro ni začínaly neutrálně: Curych, středa [16. února 1898] Musím ti říci, co jsme už probrali... Hurwitz měl přednášku o diferenciálních rovnicích (s výjimkou parciálních), také o Fourierových řadách...

86

Ale vztah se vyvíjel, jak dosvědčují výňatky z řady dopisů napsaných od srpna do září 1900: Zase pár líných, nudných dní míjelo před mýma rozespalýma očima, znáš to, dní, kdy člověk vstává pozdě, protože ho nenapadá nic kloudného, pak jde ven, než se pokoj uklidí... Potlouká se kolem a unyle vzhlíží k obědu... Nicméně, věci se mění, budeme mít ten nejrozkošnější život na světě. Nádhernou práci a spolu... Buď veselá, můj nejdražší miláčku. Něžně tě líbá, Tvůj Albert 23 Jejich společný život začal šťastně. Manželka nemohla dosáhnout zcela jeho úrovně, ale byla opravdu dobrou studentkou. Při závěrečných zkouškách na univerzitě, kde on obdržel 4,96, přiblížila se mu s 4,0 a jistě mohla sledovat jeho práci. (Legenda, že je zodpovědná za jeho klíčové dílo, ovšem pochází od srbské nacionalistické propagandy ze 60. let 20. století; její rodina totiž pocházela z okolí Bělehradu.24) Když však přišly děti, měli příjem tak nízký, že si mohli dovolit jen částečnou výpomoc. Chodili k nim na návštěvu vzdělaní přátelé a manželka se snažívala zapojit do debat. To však nebývá jednoduché s tříletým synkem sedícím na klíně a zuřivě se domáhajícím pozornosti. Chcete pokračovat v zábavě, ale po nesčetných vyrušeních, když musíte přinést hračky a nakreslit obrázky a posbírat rozsypané jídlo, hosté již nemíní vše donekonečna opakovat. Zůstanete mimo. Einstein nakonec patentový úřad opustil. Když to v roce 1909 udělal, jeho šéf byl zmaten. Nechápal, proč tento mladý muž hodlá dobrovolně zahodit takovou dobrou kariéru. Nakonec mu bylo nabídnuto místo ve švýcarském univer87

žitním systému, a pak po profesuře v Praze (kde mimo jiné hrával na housle a zúčastnil se diskusí v salonu, kam příležitostně zavítal i plachý mladý muž jménem Franz Kafka) skončil Einstein jako profesor v Berlíně. Jeho úspěch ho nyní už skoro úplně izoloval od bernských přátel. S manželkou byli rozvedeni a své dvě zbožňované děti mohl jen občas navštěvovat. V té době Einstein již zaměřil celou svou osobní pracovní aktivitu jiným směrem. Rovnice E = mc2 byla jen malou částí speciální teorie relativity. V roce 1915 dokončil ještě velkolepější teorii, tak hlubokou a zásadní, že celá speciální relativita byla jen její malou součástí. (Epilog přináší některé klíčové poznatky práce z roku 1915 - „Ve srovnání s tímto problémem je původní teorie relativity dětskou hrou."25) Rovnicí se bude ještě jednou krátce zabývat, ale už jako mnohem starší pán. Na tomto místě dochází v našem příběhu k významnému posunu. Úvodní teoretický vývoj rovnice je za námi; Einsteinův osobní podíl vyhasíná. Evropští fyzikové již akceptovali, že E = mc2 platí: že hmotu lze v principu transformovat tak, že se „zamrzlá" energie, z níž se skládá, uvolní. Nikdo však nevěděl, jak to prakticky provést. Jedna stopa tu ale byla. Vedla k oněm podivným substancím, které zkoumala Marie Curieová a jiní, k hustým kovům radia, uranu a dalších látek schopných jakýmsi způsobem vyzařovat energii týden po týdnu, měsíc po měsíci, aniž by vyčerpaly svůj skrytý zdroj. Mnoho laboratoří začalo zkoumat příčiny tohoto jevu. Ale k odhalení mechanismů velkých výronů energie nestačilo pokračovat ve zkoumání povrchu věcí, měřit váhu, barvu nebo povrchové chemické vlastnosti záhadně teplého radia nebo uranu. 88

Mlleva a Albert Einsteinovi.

Místo toho vědci museli vstoupit dovnitř, do samého srdce těchto látek. Teprve tam se v konečném důsledku 2 ukáže, jak se dostat k energii slibované rovnicí E = mc . Co tedy odhalí, až se pokusí nahlédnout do nejvnitrnějších struktur obyčejné hmoty?

8 Do nitra atomu

V roce 1900 se vysokoškolští studenti učili, že se obyčejná hmota - cihly, ocel, uran a všechno ostatní - skládá z menších částic, zvaných atomy. Ale z čeho jsou vytvořeny atomy, nikdo nevěděl. Jeden běžný názor: hovořil o tom, že to jsou taková tvrdá a lesklá „kuličková ložiska", tvrdé zářící entity, do nichž nelze nahlédnout. Bylo to výhradně zásluhou Ernesta Rutherforda, hřímajícího urostlého muže medvědího vzezření z Manchesterské univerzity, že kolem roku 1910 se leccos vyjasnilo. Rutherford byl v Manchesteru, namísto na Oxfordu nebo Cambridgi nejen proto, že pocházel z venkova na No89

vého Zélandu a mluvil nekultivovaným přízvukem. Měl-li vědecký asistent v sobě dostatek sebezapření, dalo se to přehlédnout. Problém byl spíše v tom, že Rutherford v době, kdy byl ještě studentem na Cambridgi, odmítal prokazovat dostatečnou úctu vůči svým nadřízeným. Dokonce navrhl vytvořit podnik, aby vydělali nějaké peníze na jednom ze svých vynálezů - a to byl smrtelný hřích. Přesto důvod, proč se stal vědcem, který měl jako první možnost jasného nahlédnutí do nitra atomu, souvisel do velké míry s tím, že jeho zvýšená vnímavost vůči diskriminaci z něj udělala ohromně laskavého vůdce. Klamný „hulvátský" povrch, to byla jen vnější fasáda. Uměl si vychovávat zručné asistenty a klíčový experiment mu snímal mladík, jenž měl později sestrojit nesmírně užitečný přenosný detektor radiaktivního záření podle Ruthefordova návrhu. Slyšitelně klikající čítač se stal pro Hanse Geigera poukázkou ke slávě. Jejich objevy jsou dnes součástí osnov veškerých škol, takže je těžké vrátit se zpátky do doby, kdy byly ještě překvapivé.1 To, co Rutherford zjistil, bylo, že tyto zdánlivě pevné, nedobytné atomy jsou téměř úplně prázdné. Představte si, že se meteor zřítí střemhlav do Atlantského oceánu, ale místo toho, aby zůstal tam dole a nakonec zaduněl o oceánské dno, zaslechneme jen další velké burácení a spatříme, jak se řítí zase zpátky ven. Představte si, jak těžké bylo prorazit naše předsudky a uvědomit si, že se to dá vysvětlit jedině tak, že tam pod hladinou Atlantského oceánu ve skutečnosti není hluboký sloupec hladké vody. Místo toho, v analogii se závěry, které byl Rutheford nucen učinit, to vypadalo tak, že hladina Atlantiku byla jen tenká pružná tekutá povrchová blána, a pod ní, kde podle našich zkušeností měly být tajemné vlny, mořské proudy a tuny vod, ve skutečností není nic. 90

Ernest Rutheford.

Je tam vzduchoprázdno a kamera umístěná tam dole ukáže přilétající meteor, jak prorazil vnější membránu a padá dál prázdným prostorem. Teprve až úplně dole, na samém mořském dně, je jakési mocné zařízení, nesmírně husté a kompaktní, které dokáže přilétající meteor zachytit a poslat ho velkou rychlostí zpátky ven atmosférou a do kosmu. Ekvivalentem dna uvnitř atomu je atomové jádro, zapomenuté kdesi až v samém středu atomu. Úplně nahoře u vnějšího povrchu se honí mračna elektronů, která zodpovídají za běžné chemické reakce - třeba hoření kousku dřeva. Avšak ta dálka k centrálnímu jádru, které se třpytí v prázdném prostoru hluboko pod nimi! Podobaly-li se atomy kuličkovým ložiskům, pak Rutheford shledal, že tato ložiska jsou prakticky úplně prázdní. Byla tam jen malá pecička přesně uprostřed, nazvaná jádro. Bylo to znepokojivé zjištění - že atomy jsou složeny převážné jen z prázdného prostoru - ale na základě toho nemohl ještě nikdo pochopit, jak použít E = mc2. „Pevné" elektrony při vnějším povrchu atomu kvůli tomu rozhodně nevytrysknou ze své trudné existence a nezmění se v mraky energie. 91

Bylo jasné, že místem, kterému se vědci budou muset příště věnovat, je jádro atomu. V atomu byla spousta elektřiny, ale zatímco záporná polovina byla difúzně rozptýlena v rozlehlých orbitech elektronů, druhá, kladná polovina se musela vtěsnat do ultrahustého středového jádra. Nebyl znám žádný způsob, jak udržet takové množství elektřiny zkoncentrované v tak malém objemu. Přesto něco v tom jádře dokázalo směstnat veškerou tuto elektřinu a udržet ji v tak pevném sevření, že nevyklouzla. Právě tady se mohl nacházet ten sklad - skrytá energie na níž poukazovala Einsteinova rovnice. Tam uvnitř byly kladně nabité částice - zvané protony - ale nikdo se nemo2 hl dopracovat k nějakým větším podrobnostem. Rutherfordův asistent James Chadwick konečně učinil důležitý krok v roce 1932, když objevil ještě jednu složku uzamčenou uvnitř jádra. Byl to neutron, který získal svoje jméno podle toho, že byl elektricky zcela neutrální, i když se velikostí zhruba podobal protonu. Jeho identifikace trvala Chadwickovi přes patnáct let. Studenti si už v jednom momentě začali tropit posměšky z jeho pátrání po částici, co má podle všeho tak málo vlastností, že prý se stejně dobře může nazývat „málotron". Pokud jste strávili celé roky v Rutherfordově blízkosti a vyrovnali jste se s jeho cholerickými návaly netrpělivosti, dokážete zvládnout i rozverné studenty. Chadwick byl sice kliďas, ale uměl jít odhodlaně za svým cílem.3 Chadwick byl chlapcem z chudiny manchesterských ulic a jeho profesionální kariéra málem skončila dříve, než začala. Jako nový postdoktorand u Rutherforda odjel Chadwick do Berlína studovat do laboratoří Hanse Geigera, který se mezitím vrátil domů. Po začátku 1. světové války poslechl radu místní pobočky cestovní kanceláře Thomas Cook, že není žádný důvod spěchat s návratem. Následkem toho 92

nakonec strávil čtyři roky jako válečný zajatec v upravených stájích chladného a větrného dostihového závodiště v Postupimi. Snažil se tam dělat tolik výzkumu, jak jen bylo možné, dokonce se mu podařilo získat i radioaktivní materiál. Podnikavá firma, společnost Berlin Auer, měla mimořádnou zásobu thoria a prodávala ho německé veřejnosti v zubní pastě se sloganem „aby vaše zuby zářily bělostí". Chadwick si toto zázračné zubní bělidlo objednal rovnou od stráží a pak ho využil pro svoje experimenty. Měl však tak ubohé vybavení, že z jeho pokusů nikdy moc nevzešlo. Začal zaostávat a když se po skončení války vrátil v roce 1918 do Anglie, jen stěží se mu podařilo vrátit se do výzkumu. Už nikdy neuposlechne něčí hloupou radu. Teoreticky měl Chadwickův objev neutronu v roce 1932 bezprostředně vést k dalším objevům. Rada radioaktivních látek vyzařuje neutrony a ty by bylo možno zacílit jako submikroskopické kulomety na připravené atomy. Jelikož jsou neutrony neutrální, nemají problémy se záporně nabitými elektrony na povrchu cílových atomů. Když zasáhnou střed, neměly by mít žádné potíže ani s náboji v jádru. Měly by být schopny vklouznout přímo dovnitř. Snad by se daly využít jako sondy ke zjištění, co se tam uvnitř odehrává. Pro Chadwicka však bylo velkým zklamáním, že se mu to nikdy nepodařilo uskutečnit. Čím silněji pálil neutrony do atomu, tím menší úspěch měl s pronikáním neutronů do jader. Až v roce 1934 se jinému vědci podařilo najít způsob, jak tento problém překonat a přiměl neutrony vstupovat do cílových jader, aby se konečně bylo možné dozvědět se něco o jejich struktuře. A ani nepracoval přitom v nějaké sofistikované výzkumné laboratoři, nýbrž na posledním místě, kde by to nikdo očekával. Řím, kde Enrico Fermi žil, vzpomínal na zašlou slávu, ale už po desítky let až do 30. let minulého století nabíral za 93

Evropou zpoždění. Laboratoř, kterou vláda dala Fermirnu jenž měl renomé jednoho z předních evropských fyziků, se nacházela v zastrčené ulici uprostřed klidného zahradního parčíku. Byly tam vykachlíkované stropy, chladné mramorové římsy a vzadu ve stínu mandloní rybníček se zlatými rybkami. Pro někoho, kdo se chtěl odtrhnout od hlavního evropského názorového proudu, to bylo ideální místo. A právě v tomto klidném odloučení Fermi zjistil, že ostatní týmy na to jdou špatně, když se snaží nepatrné jádro ve středu atomu ostřelovat neutrony o stále vyšších a vyšších energiích. Rychlé spršky neutronů zaměřované na velké prázdné prostory uvnitř cílových atomů znamenaly, že většina neutronů jednoduše proletěla. Teprve když se neutrony podařilo zpomalit tak, že se na cestě do hlubin atomu takřka loudaly, měly dobrou možnost tam proniknout. Zpomalené neutrony se chovaly jako lepkavé kulky. Proč se tak dobře přilepovaly k jádru bylo dáno tím (máme-li to vyjádřit názorně), že se při relativně pomalém letu „rozmazaly". I když jejich hlavní část jádro minula, rozmazané části měly stále jistou pravděpodobnost se spojit.4 To odpoledne, když Fermi zjistil, že zpomalené neutrony toto dokáží, jeho asistenti natahali kbelíky s vodou z rybníčku se zlatými rybkami z kouta zahrady. Namířili rychlé neutrony z obvyklého radioaktivního zdroje do vody. Molekuly vody mají takový rozměr, že se přicházející rychlé neutrony mezi nimi začnou opakované odrážet sem a tam, až se zpomalí. Když se neutrony konečně vynoří, pohybují se již tak pomalu, že budou snadno vnikat do všech jader uchystaného terče.5 S Fermiho trikem měli vědci konečně sondu, kterou se dostali do jádra. Ale ani to ještě věci zcela, nevyjasnilo. Neboť co se děje poté, když tam zpomalené neutrony vstoupí? Celý potenciál, o němž hovoří Einsteinova rovnice, se stále 94

nechtěl objevit. Byly to v nejlepším případě lehce pozměněné formy tradičních jader, uvolňující pouze mírnou formu energie. Hodila se například pro izotopové přípravky, které se daly v malém množství požít a pak sledovat, co se s nimi děje uvnitř těla. Jeden z prvních badatelů, který využil podobné značky, George de Hevesy, je sám poprvé použil, aby dokázal, že „čerstvé" hašé, jež mu servíruje jeho bytná v manchesterském penziónu, není tak docela čerstvé, nýbrž 6 naopak se vrací každý den zpátky na čistém talíři. Ale často malé úniky energie z prvků, jež se daly bez potíží i poly2 kat, nebyly tím, co slibovalo ohromné c v naší rovnici. Muselo tu existovat nějaké další vysvětlení; jakási další rovina poznání, která fyzikům dosud unikala. Atomy nebyly pevné hmotné koule, nýbrž to byly téměř úplně prázdné prostory - jako vyprázdněná oceánská pánev - jen s tím nejnepatrnějším smítkem jádra uprostřed. To spatřil Rutherford. Ovšem ani jádro nebylo jednoduše pevné zrnko. Obsahovalo protony jiskřící kladným elektrickým nábojem a spolu s nimi tam byly také nenabité neutrony. To bylo jasné od roku 1932. Neutrony mohly poměrně snadno vcházet do jádra a vycházet ven, pokud jsme je (překvapivě) zpomalili. To pochopil Fermi v roce 1934. Ale tady se věci na několik let zastavily.

9 Polední klid na sněhu

Řešení problému, co se děje uvnitř jádra atomu - a současně i odhalení hlubších mechanismů chování hmoty, jež měly nakonec vést k uvolnění energie E = mc1 - přišlo až v roce 1938. Zároveň s ním přišla i osamělá Rakušanka, šedesátiletá žena odloučená na kraji Evropy, do Stockholmu; a ani neuměla švédsky. 95

„Nemám tu," psala, „žádné postavení, které by mě opravňovalo k čemukoli. Zkuste si představit, jaké by to bylo, kdybyste... na ústavu neměl ani vlastní místnost, nikdo vám nepomáhal, neměl žádná práva..."1 Byla to skličující změna, neboť ještě před pár měsíci byla Lise Meitnerová jednou z předních německých vědeckých pracovnic - „naše Madame Curie", jak se vyjádřil Einstein.2 Do Berlína přicestovala poprvé v roce 1907 jako velmi plachá studentka z Rakouska. Ale snažila se otevřít ostatním a brzy navázala přátelství s neobyčejně pohledným mladíkem z univerzity, který se jmenoval Otto Hahn. Byl uvolněně sebevědomý, měl ironický frankfurtský přízvuk a zdálo se, že si vzal jako svůj osobní závazek na starost, aby se nová tichá příchozí cítila dobře. Brzy měli společnou laboratoř v suterénu chemické katedry. Byli skoro přesně stejně staří, táhlo jim na třicet let. Přesvědčil ji, aby s ním broukala jeden part vícehlasých Brahmsových písní, přestože zpívala falešně. Když jim šla společná práce obzvláště od ruky, psala., „[Hahn] s oblibou hvízdával dlouhé pasáže z Beethovenova houslového koncertu, a přitom někdy naschvál měnil rytmus posledních taktů, aby se mohl smát mým protestům..."3 Fyzikální ústav byl hned vedle a tamní stážisté „nás často navštěvovali a občas také lezli dovnitř oknem z truhlářské dílny." Po práci zůstávala Meitnerová sama, bydlela vždy v samostatných pokojích, při koncertech sedávala na nejlevnějších studenských místech. Chodila na ně ovšem bez doprovodu. Společnost nacházela jedině v laboratoři. Byla daleko lepší analytičkou a teoretickou než Hahn, ten však měl dost „filipa" na to, aby pochopil, že to bude jen pro jeho dobro; už v minulosti si uměl najít dobré rádce. První společné objevy Hahna s Meitnerovou měly za následek, že získali velkou laboratoř v novém Institutu císaře 96

Otto Hahn a Lise Meitnerová.

Viléma na tehdejším západním okraji Berlína. Tehdy byly odtamtud ještě vidět venkovské větrné mlýny a kousek dál na západ les. Hahn s Meitnerovou vešli ve známost jako důležitý a spolehlivý výzkumný tým. Přispěli k vytvoření nezbytného základu znalostí o vlastnostech atomů, jejich zjištění bylo brzy nutno brát v potaz právě tak jako Rutherfordova zjištění v Anglii. Během toho všeho se k sobě Meitnerová s Hahnem chovali navenek formálně, pečlivě se vyhýbali tykání. Ve všech jejích dopisech je on „Drahý pan Hahn". Ale tyto způsoby mohou skrývat zvláštní pouto - nevyslovené vědomí, že takováto vznešená formálnost brání dvěma lidem v hlubších vztazích. V roce 1912, po čtyřech letech společné práce s Meitnerovou, jíž teď bylo třicet čtyři let, si Hahn vzal za ženu mladší studentku umění. Meitnerová říkala každému, že jí to nevadí. Aie přestože se nikdy s Hahnem oficiálně nescházela, nescházela se s nikým jiným ani v následujících letech. Byl tu ještě jeden mladý kolega, s nímž Meitnerová 97

udržovala přátelské vztahy, James Franck. Zůstali ve spojení přes půl století, i poté, co se oženil, a pak když byl donucen opustit Německo a odjet do Ameriky. „Zamiloval jsem se do tebe," škádlil ji Franck, když jim bylo oběma 4 přes osmdesát. „Spát! (Pozdě!)" smála se Lise. Během první světové války Meitnerová pracovala jako dobrovolnice v nemocnicích, a to i ve velmi náročných podmínkách poblíž východní fronty, zatímco Hahn plnil úkoly pro armádu. Morální dilema jeho práce s otravnými plyny podle všeho nikoho z nich netrápilo. Meitnerová pravidelně posílala dopisy obsahující drby z laboratoře, informativní sdělení o plaveckých výletech s Hahnovou manželkou a příležitostně i nesmírně laskavé popisy o své práci v nemocnici. Měla také trošku času na výzkum: „Drahý pane Hahne!... Zhluboka se nadechněte, než začnete číst... Chtěla jsem dokončit některá měření, abych vám mohla... říci spoustu skvělých věcí."5 Meitnerová vyplnila jednu z posledních mezer v periodické soustavě prvků. Práce byla její, dala však na ni obě jména a dokonce před redaktorem Pkysikaltsche Zeitsckrift trvala na tom, aby Hahnovo jméno bylo uvedeno jako první. Během válečné odluky příliš neusilovala, aby jí Hahn odpovídal, ale občas jí uklouzlo: „Drahý pane Hahne!... Buďte tak dobrý a napište alespoň o radioaktivitě. Pamatuji si doby, je to hodně dávno, kdy jste občas poslal pár řádek i bez radioaktivity." Krátce po válce se rozešli do různých laboratoří. V roce 1920 začala Meitnerová vést oddělení teoretické fyziky na Chemickém institutu císaře Viléma. Navenek byla stále plachá, získala však sebedůvěru týkající se odborné příče, pravidelně sedávala v první řadě s Albertem Einsteinem nebo velkým Maxem Planckem na nejvýznamnějších teoretických seminářích. Hahn si byl vědom, že na tyto pro98

blémy nemůže stačit a opatrně se zaměřil na přímočařejší chemii. Když však Fermiho pokroky roku 1934 ukázaly, že se neutron nabízí jako ideální sonda do jádra atomu, změnila Meitnerová ještě jednou směr výzkumu a začala studovat vlastnosti atomového jádra. To znamenalo, že mohla najmout pro tuto práci i Hahna, protože chemici byli pro 6 studium vlastností nově formovaných látek zapotřebí. V roce 1934 začali pracovat opět spolu a za asistenta si vzali postgraduálního studenta, Fritze Strassmanna. V třicátém třetím roce se ale dostal k moci Hitler. Meitnerová byla Židovka a byla tudíž okamžitě vyhozena z Berlínské univerzity, stále však byla rakouskou občankou a Královský institut císaře Viléma měl vlastní finanční zdroje a tedy ji i nadále zaměstnával a platil. Ale v roce 1938 Německo zabralo Rakousko a Meitnerová se stala automaticky občankou Německa. V ústavu by ji byli možná mohli dále zaměstnat, ale hodně to záviselo na tom, co řeknou její kolegové. Kurt Hess, který se zabýval organickou chemií, měl na ústavu odedávna malou kancelář. Byl málo významný a naplněný záští a na ústavu patřil k prvním, kdo se dali aktivně k nacistům. „Židovka ohrožuje náš ústav," šeptal každému, kdo byl ochoten naslouchat.7 Meitnerová se to doslechla od jednoho ze svých bývalých studentů, který zůstal na její straně. Prohovořila to s Hahnem. Hahn šel rovnou za Henrichem Horleinem, pokladníkem organizace financující Chemický institut císaře Viléma. A Hahn Hórleina požádal, aby se Meitnerové zbavil. Rekneme-li o někom, že je okouzlující a milý, jako byl celý život Hahn, znamená to jen, že si vytvořil jistý reflex chovat se tak, aby se lidé kolem něj cítili dobře. Neříká to nic o tom, zda má nějaké hlubší morální cítění. Hahn možná cítil trochu výčitky: „Lise je velmi nešťastná, když jsem ji teď nechal na holičkách."8 Ale většina německých fyziků 99

dělala, co po nich nová vláda žádala a mnoho Rahnových bývalých studentů, pronacistických, bylo teď na vlivných místech. Ne s ní, ale s nimi musel nyní spolupracovat, jim se potřeboval zalíbit.9 Trochu jí pomohl s některými záležitostmi ohledně odchodu, ale není jasné, do jaké míry to otřesená Meitnerová dokázala pochopit. Z jejího deníku: „Hahn říká, že bych už do ústavu neměla chodit. V podstatě mě vyhodil."10 Do doby než v srpnu 1938 zakotvila ve Stockholmu, se Meitnerová nikomu nezmínila, co jí Hahn udělal. Místo toho téměř reflexivně zůstala na dálku zapojena do své bývalé práce. Se Strassmanovou a Halmovou pomocí naváděla svazky pomalých neutronů do uranu, nejtěžšího ze všech prvků, které vyskytují v přírodě. Protože neutrony pronikaly dovnitř a pak vázly v zasažených jádrech, každý očekával, že výsledkem bude nějaká nová substance, ještě hmotnější než uran. Ale ať se ona i výzkumníci v Berlíně snažili sebevíce, žádný nový prvek přesně identifikovat nedokázali. Hahn jako vždy byl asi tím posledním, kdo pochopil, co se děje.11 Meitnerová se s ním setkala v listopadu na neutrální půdě v Kodani, a když přiznal, že nemá žádné vodítko, poslala ho zpět s jasnými pokyny jak postupovat dál. Měl zkrátka používat prvotřídní neutronové zdroje, čítače a zesilovače, jež postavila a které dosud zůstaly v jejich laboratoři přesně na tom místě, kde je při odjezdu zanechala. Pošta mezi Stockholmem a Berlínem byla tak rychlá, že s ním dokonce mohla projednávat jednotlivé kroky. „Názory a úsudky Meitnerové byly pro nás v Berlíně tak důležité," líčil později Strassmann, „že jsme vždy okamžitě provedli potřebné... experimenty." Jakkoli byla hluboce raněná, mohla alespoň 12 pokračovat v práci, která pro ni byla v životě to hlavní. Meitnerová navrhla, aby si dávali pozor na různé formy radia, jež mohly v průběhu dlouhého bombardovacího 100

procesu uranu vznikat. (Radium je kov s jádrem skoro tak hmotným jako má uran. Oba jsou tak přeplněny neutrony, že svůj „život" nevyhnutelně končí vyzářením radioaktivního paprsku.) V tomto stadiu to byla jen předtucha, založená na podobnostech mezi těmito dvěma kovy a jejich společném výskytu v dolech. Ale znamenalo to, že hlubší aspekty E = mc1 se už brzo objeví na scéně. Pondělí večer v laboratoři: Drahá Lise! S těmi „izotopy radia" se něco děje, je to tak pozoruhodné, že to zatím říkáme jenom vám... Možná, že byste přišla na nějaké fantastické vysvětlení... Budete-li mít nějaký návrh, který by se dal publikovat, pak to bude pořád práce nás tří. Otto Hahn13 V laboratoři se používalo obyčejné baryum jako jakýsi klih, který měl za úkol posbírat úlomky neutrony obohaceného radia. Jakmile baryum tuto práci vykonalo, bylo zachyceno v kyselinách a vypláchnuto pryč. Problém ale byl, že se ho Hahnovi nedařilo separovat. Část odseparovaného barya měla na sobě stále přilepené kousíčky čehosi radioaktivního. Byli se Strassmannem v koncích. „Meitnerová byla intelektuální hlavou našeho týmu," vysvětloval Strassmann.14 Ale teď byla pryč. Hahn jí napsal znovu o dva dny později: „Chápete, udělala byste dobrý skutek, kdybyste na to přišla."15 Víc udělat nemohli. Podivný výsledek - proč nemohli zbavit radioaktivity obyčejné baryum? - se nyní bude muset snažit vysvětlit sama. 101

Blížily se Vánoce a jistí manželé, kteří věděli, že Meitnerová je ve Stockholmu sama, ji pozvali, aby bydlela v hotelu ve vesnici Kungálv na západním pobřeží Švédska, kde trávili dovolenou. Její synovec Robert Frisch, jehož měla vždycky ráda, byl v Kodani a Meitnerová navrhla, že by tu 16 mohl pobýt s nimi. Meitnerová se se svým synovcem poprvé blíže seznámila, když studoval v Berlíně s vášnivým zaujetím přírodní vědy. Často spolu hrávali klavírní duety, při nichž mívala potíže udržet tempo. (Oba je to bavilo a žertem překládali 17 Allegro má no tanto jako „Rychle, jen tetička ne." ) Nyní byl Robert dospělý muž a nadějný fyzik, pracující v Dánsku u Nielse Bohra. První večer dorazil pozdě a vůbec nebyl ve stavu, aby byl schopen diskutovat o vědě. Příštího jitra, jakmile sestoupil do přízemí do hotelové restaurace, našel svou tetu, jak si láme hlavu nad Hahnovým dopisem. Baryum vykazovalo takovou trvalou radioaktivitu (vyzařovalo takové proudy energie) že ona i její kolegové v Berlíně žasli, proč se tak děje. Vždyť tam bylo přidáno až dodatečně!18 Frisch navrhl, že to může být chyba v Rahnově experimentu, ale teta to odbyla mávnutím ruky. Hahn nebyl žádný génius, ale byl to dobrý chemik. Jiné laboratoře dělají chyby. Ta její ne. Frische nebylo třeba dlouho přesvědčovat. Věděl, že má pravdu. Zůstali u stolu a dále to probírali, zatímco Frisch dojídal snídani. Experiment navržený Meitnerovou berlínské skupině bylo možno vysvětlit, pokud se atom uranu jaksi rozštěpil vedví. Jádro barya je podobné asi polovině jádra uranu. Co když je ono detekované baryum tvořeno těmito polovinami, které tam vznikly z uranu? Ale s přihlédnutím k veškerým poznatkům jaderné fyziky, ke všem práčem počínaje Rutherfordem - něco takového nemělo být možné. 102

V uranovém jádře se nachází přes dvě stě částic, protonů a neutronů. Jsou slepeny dohromady tím, co je známo jako silná interakce, mimořádně pevný jaderný klih. Jak může jediný nově příchozí neutron zpřetrhat všechny tyto vazby a odtrhnout tak velký kus? Neházíte přece oblázek na velký balvan v očekávání, že se balvan rozlomí. Hned po snídani se vydali na procházku zasněženou krajinou. Od hotelu nebylo daleko k lesu. Frisch si nasadil lyže a nabídl tetě, že jí pomůže nasadit ty její, ale ona odmítla („Lise Meitnerová dostála závazku," napsal Frisch, „že dokáže jít stejně rychle bez nich"19). Nikdo nikdy neodštípl z atomového jádra víc než jen malý kousíček. To je mátlo. I kdyby přilétající neutron udeřil do nějakého slabého místa, jak mohly být desítky protonů od sebe odtrženy naráz? Jádro nebylo postaveno jako skalnatý útes, který se může přelomit v půli. Musí zůstat neporušené i po miliardy let. Kde je ten zdroj energie, který ho dokáže najednou roztrhnout? Meitnerová poprvé potkala Einsteina v roce 1909 na konferenci v Salcburku. Byli přesně stejně staří a Einstein byl už slavný. Na konferenci rekapituloval svoje objevy z roku 1905. Objev, že energie může vznikat z mizející hmoty byl tak „převratně nový a překvapivý," líčila Meitnerová o desítky let později, „že si tuhle přednášku dodnes velice 20 dobře pamatuji." Teď se na sněhu se svým synovcem zastavili u kmene stromu, pohodlně se usadili a pustili se do luštění té záhady. Nejnovější model jádra pocházel od Nielse Bohra, laskavého, v řeči uhlazeného Dána, zaměstnavatele jejího synovce. Ten místo, aby se na jádro díval jako na tvrdý kov, jakousi sadu posvařovaných kuličkových ložisek, pohlížel na ně spíše jako na tekutou kapku. 103

Kapka vody je na hranici protržení, pokud je váha kapaliny uvnitř velká. Tato kritická hmotnost má analogii v praskajících elektrických nábojích protonů v jádru. Všechny protony se navzájem odpuzují (jako každé dva kladné elektrické náboje). Ale kapka vody zůstává většinu doby pohromadě, neboť je navíc obklopena pružnou membránou povrchového napětí. Ta velice připomíná vážkou, klihovitou silnou interakci, která drží hrozen protonů pohromadě navzdory veškerému jejímu elektrickému odpuzování. V malých jádrech, například uhlíku nebo olova, je slepující silná interakce opravdu tak silná, že na té spoustě odpudivé elektřiny mezi protony nezáleží. Odpuzování nepřeváží. Ale u velkých jader, ohromných, jako má uran, nemohl by nějaký neutron navíc tuhle rovnováhu náhle zvrátit? Meitnerová se synovcem nebyli jen tak nějakými fyziky. Měli s sebou papír a tužky a v štědrovečerním mrazu švédského lesa je použili a začali počítat. Co kdyby se ukázalo, že jádro uranu je tak velké a tak přehuštěné nadbytečnými neutrony (tvořícími jakousi distanční vložku mezi protony), že je už i před tím, než tam začneme uměle natlačovat další neutrony, v značně nestabilním stavu? Připomínalo by pak kapku vody roztaženou už do maximální možné vzdálenosti těsně předtím, než se roztrhne. Do tohoto přehuštěného jádra je následně vstřelen ještě jeden neutron. Meitnerová začala kreslit jím vybuzené kmity jádra. Kreslila asi tak dobře, jako uměla hrát na piano. Frisch jí vzal zdvořile tužku z ruky a provedl nákresy sám. Jediný neutron navíc způsobil po svém vniknutí dovnitř, že jádro se začalo podél jedné osy roztahovat. Je to, jako když stlačíme uprostřed velký balon naplněný vodou. Oba konce se vyboulí. Budete-li mít štěstí, guma to vydrží a voda nevyprskne ven. 104

Nepřestávejte však. Znovu na něj trochu zatlačte a když se balon rozeběhne do stran, vyčkejte, až se odrazí zpět a pak na něj zatlačte v opačném směru znovu. Opakujte to pořád dokola. Balon nakonec praskne. Máte-li to dobře načasováno, nemusíte ani tlačit velkou silou. Pokaždé, když se vodní balon při své vibraci odrazí zpátky, necháte ho dosáhnout maximálního bodu a pak - jako když se rozhoupává houpačka - přidáte další ráz, abyste ho zdeformovali ještě více. V uranovém jádru právě toto dělají příchozí neutrony. Proč měl Hahn takové potíže s určením toho, co viděl, bylo v jeho přesvědčení, že přidávám neutronů může pouze učinit substanci těžší. Ve skutečnosti ovšem dodatečné neutrony atom uranu rozbily. Bylo-li tomu tak, šlo o naprosto zásadní objev, ale museli si to ještě ověřit. Vyšli z toho, že elektřina protonů v jádře je nyní k dispozici (právě díky ní se kousky rozlétnou od sebe). V jednotkách, v nichž fyzici počítají, to představovalo 200 milionů elektronvoltů (200 MeV). Meitnerová s Frischem to odhadli víceméně z hlavy. Prokáže však nyní Einsteinova rovnice z roku 1905, že se tam uvnitř opravdu nachází takovéto množství energie? Frisch vypráví: „Naštěstí si [moje teta] pamatovala, jak se počítají hmotnosti jader... atak zjistila, že dvě jádra vzniklá rozdělením uranového jádra budou v součtu lehčí než původní uranové jádro - o přibližně jednu pětinu hmotnosti protonu. A kdykoli mizí hmota, vytváří se energie, podle Einsteinova vzorce E = mc2..."21 Kolik energie to bude? Jedna pětina protonu je neskutečně malé smítko hmoty. Tečka nad písmenem i má více 105

protonů, než je hvězd v naší galaxii. Jak může „zmizení" pouhé pětiny jediného protonu, onoho submikroskopického smítka, dát 200 MeV energie? V Berkeley v Kalifornii se plánovala stavba magnetu o velikosti budovy, který kdyby byl napájen větším množstvím elektrické energie, než normálně stačí celému městu Berkeley, by dokázal urychlit částici jen na 100 MeV energie. A nyní mělo toto smítko vyrobit mnohem více. 2 Zdálo by se to nemožné - nebýt ohromné velikosti c . Svět hmoty a svět energie spojuje takovýto bláznivě se rozšiřující most. Kousek protonu přejde po „mostovce" znaménka „=": transformuje se, přitom roste. Roste. Na své procházce kolem Kungálv došli Frisch s Meitnerovou k mostu přes řeku, ale řeka byla zamrzlá. Vesnice byla daleko a ticho nenarušil ani žádný zvuk z tržiště. Meitnerová provedla výpočet. Frisch později vzpomínal: ,Jedna pětina protonu byla přesně rovna 200 MeV. Tak tady byl ten zdroj energie! Vše náhle souhlasilo!" Cesta do nitra atomu byla otevřená. Všichni předtím se mýlili. Nebylo to v tom střílet na něj stále silnější a silnější municí. Jedna žena a její synovec v poledním tichu na sněhu to nyní pochopili. K odpálení atomu uranu dokonce není potřeba žádný příkon. Stačí dostat dovnitř ten správný počet nadbytečných neutronů. Pak se začne rozhoupávat stále prudčeji a prudčeji, až silná vazebná interakce povolí, a fragmenty vystřelí od sebe. Výbuch se živí sám. Meitnerová se synovcem považovali vědu za politicky neutrální a připravovali svůj objev k publikaci. Bylo třeba ho pojmenovat a Frisch si připomněl, jak se dělí bakterie. Když už byl zase zpátky v Kodani, zeptal se amerického biologa, který byl u nich na návštěvě, na správné anglické slovo. V následném článku zavedl k popisu dělení ato106

22

jnových jader slovo fission. Mezitím své berlínské objevy publikoval i Hahn avšak s minimálním přiznáním zásluh Meitnerové, a tím vypukla téměř čtvrt století trvající kampaň, která měla za cíl přesvědčit svět, že veškeré zásluhy patří jemu. Třicetileté hledání bylo u konce. Tři desetiletí od doby, kdy se Einsteinova rovnice v roce 1905 poprvé objevila, fyzikové ukázali, jak se dá otevřít atom, a zamrzlá., koncentrova2 ná energie vyjádřená E = mc z něj vypustit ven. Objevili jádro a částici zvanou neutron, který se dokáže dosti snadno dostávat do jádra, i ven (zvláště s použitím zpomalovacího triku), a zjistili, že vniknou-li nadbytečné neutrony do přetížených jader atomů jako je uran, celé jádro se roztřese, rozkývá a potom vybuchne. Meitnerová si uvědomila, že právě toto nastává jen díky tomu, jakým způsobem je mocná elektřina v rámci jádra držena uvnitř lepidlem silné jaderné interakce. Když neutron navíc jádro rozkmitá, tyto silné pružiny povolí a vnitřní součásti se rozlétnou od sebe s velkou energií. Ověříme-li si všechny hmotnosti před a poté, shledáme, že rozlétavající se kousíčky „váží" méně, než když byly pohromadě v jádře. Právě tato „ztracená" hmotnost je tím, co pohání jejich vysokorychlostní únik. Ona totiž ve skutečnosti nezmizela. Hluboký význam rovnice zaručuje, že se prostě hmotnost stane zjevná, ve formě energie v důsledku mocné injekce c2, jež ji (v jednotkách [km/h]2) zvětší přibližně l 165 000 000 000 000 OOOkrát. Bylo to hrozivé zjištění, neboť teoreticky každý mohl nyní začít rozbíjet jádra (tyto ústřední buňky atomů) a vypouštět ven výbušné „rakety" energie. V každé jiné éře by se asi všechny další kroky uskutečňovaly pomalu a první atomová bomba by možná spatřila světlo světa až někdy v še107

desátých nebo sedmdesátých letech 20. století. Ale v roce 1939 svět právě započal největší válku ve svých dějinách. Byl nastartován závod o to, v které zemi se podaří sílu rovnice uvolnit jako první.

108

Díl 4

Dospělost

10 Německo na tahu

V roce 1939 měl Einstein daleko k onomu neznámému mladíkovi, jehož otec musel žebrat u lipského profesora o místo. Jeho práce ohledně relativity z něj udělala nejslavnějšího vědce na světě. Byl hlavním berlínským profesorem a když mu politici a protižidovská chátra znemožnili další pobyt, odešel roku 1933 do Ameriky a převzal místo na nově zřízeném Institutu pokročilých studií (Institute for Advanced Studies) v Princetonu v New Jersey. Jakmile se Einstein doslechl o výsledcích slečny Meitnerové a o tom, jak je další výzkumné týmy začaly rozpracovávat, dokázali jeho kolegové přesvědčit jednoho z nejbližších prezidentových důvěrníků, aby odnesl přímo do Bílého domu jeho dopis F. D. Roosevelt, Prezident Spojených států, Bílý dům, Washington, D. C. Pane: Některé výsledky... jež mi byly v poslední době v rukopisné podobě předány, mne vedou k očekávání, že prvek uran bude v nejbližší budoucnosti možno přeměnit v nový a důležitý zdroj energie. Jisté aspekty vzniklé situace 109

budou asi od vlády vyžadovat obezřetnost a v případě nutnosti i rychlou akci... Tento nový fenomén pravděpodobně... umožní konstruovat bomby a je možné - byť zdaleka nejisté - že nesmírně účinné bomby nového typu. Jediná bomba tohoto druhu, která by vybuchla ve člunu v nějakém přístavu, by docela dobře mohla zničit celý přístav i s přilehlým okolím... Váš oddaný 1 Albert Einstein Naneštěstí se setkal s následující odpovědí: BÍLÝ DŮM, WASHINGTON

19. října 1939 Můj drahý profesore, Chci vám poděkovat za Váš nedávný dopis a nesmírně zajímavou a důležitou přílohu. Pokládal jsem tyto údaje za natolik důležité, že jsem svolal radu... Přijměte, prosím, mé srdečné díky. Se srdečným pozdravem, Váš Franklin Roosevelt2 I ten, kdo byl v Americe jen pár let jako Einstein, musel pochopit, že fráze „nesmírně zajímavý" znamená vlastně odmítnutí. Prezidentům neustále někdo posílá nepraktické návrhy. Je povinnost být zdvořilý, je-li odesilatel slavný, ale Roosevelt ani jeho spolupracovníci nevěřili, že by jediná bomba mohla zničit celý přístav. Dopis byl smeten s prezidentova stolu a skončil v rukou Lymana J. Briggse, bezstarostného ředitele Federální110

Albert Einstein.

ho úřadu měr a vah (Bureau ofStandards), vášnivého kuřáka dýmky. To on bude mít na starost veškerý další vývoj americké atomové bomby. V dlouhé historii případů, kdy vláda pověřila jistými úkoly nevhodné lidi - a některé jsou přímo ukázkové - je tohle jeden z nejukázkovějších. Briggs nastoupil do vládních služeb v roce 1897 za vlády Grovera Clevelanda, před americko-španělskou válkou. Byl člověkem minulosti, cítil se dobře v dobách, kdy se všechno zdálo snazší a Amerika byla bezpečná. Chtěl, aby to tak i zůstalo. V dubnu 1940 začal synovec slečny Meitnerové, Robert Frisch (tou dobou už v Anglii) přesvědčovat britské úřady, že použitelnou bombu lze sestrojit. Přísně tajné memorandum s touto zprávou bylo později spěšně doručeno do Washingtonu. V té době již po celé Evropě zuřily těžké boje, německé tanky válcovaly další a další země. Ale na Lymana J. Briggse to nezapůsobilo. Ta bláznivá britská zpráva mohla být nebezpečná, kdyby se měla dostat na světlo. Uzamkl ji proto ve svém sejfu. 111

Němečtí byrokraté, i ti, co neměli žádnou vědeckou průpravu, si na dějiny osvojili právě opačný pohled. K čemu byla dobrá nedávná minulost? Vedla jen k prázdným pultům na konci 1. světové války, korupci za Výmarské republiky, inflaci a pak nezaměstnanosti. Budoucnost měla být lepší. Právě proto se tolik věřilo v nové silnice, nová auta, nové stroje - a nové výboje. Poslední laboratorní spekulace rovněž slibovaly cosi nového a významného. Josef Goebbels si později poznamenal do svého deníku: „Obdržel jsem zprávu o posledním vývoji v německé vědě. Výzkum v oblasti rozbití atomu nyní dospěl do bodu, kde prý... se podaří uvolnit strašnou ničivou sílu s použitím minimálních prostředků... Hlavní je, aby nás nikdo 3 nepředběhl..." A hned také měli člověka pro tuto práci. V létě roku 1937, začátkem července, byl Werner Heisenberg v sedmém nebi. Byl největším žijícím fyzikem po Einsteinovi, proslaveným prací v kvantové mechanice a principu neurčitosti. Právě se oženil a vracel se nyní z prodloužených líbánek do starého rodinného bytu v Hamburku, kde žila jeho matka a kde byla stále ještě vystavena pět stop dlouhá elektricky ovládaná bitevní loď, kterou jako hoch postavil. Měl před sebou příjemný telefonní hovor, neboť mu právě bylo nabídnuto vyšší místo na univerzitní katedře, kde získal téměř před patnácti lety jako zázrak německého akademického systému svůj doktorát. Rektorovi volal z telefonu svojí matky. Když Heisenberga něco potěšilo, měl ve zvyku stát zpříma s rovnými rameny, jakoby ve vzrušeném pozoru. Hovor se uskutečnil, ale rektor mu sdělil, že je tu vážný problém. Stárnoucí fyzik Johannes Stark přesvědčil týdeník SS aby otiskl anonymní článek o tom, že Heisenberg nemá dost 112

vlasteneckého cítění, že pracoval s Židy, nemá správného germánského ducha a podobně. Byl to onen druh veřejného osočení, který často předcházel zatčení v pozdních nočních hodinách a deportaci do koncentračního tábora. Heisenberg byl vyděšený a zároveň měl vztek. Zasedli si na nesprávného člověka! Je pravda, že pracoval s židovskými vědci, ale Bohr, Einstein i Wolfgang Pauli a mnoho dalších byli Židé nebo z části Židé, ale on neměl na výběr. Nehledě na to se vlasti vždycky zastával ve veřejných diskusích a obhajoval Hitlerovy činy, vždy věrně odmítal nabízená místa na špičkových 4 zahraničních univerzitách. Heisenberg se snažil zapojit nejbližší přátele, kteří měli vliv, ale bylo to marné. Brzy byl předveden k výslechu do suterénu velitelství SS na Prinz-Albert Strasse v Berlíně, kde byly stěny z neomítnutého betonu a u stropu byla tabulka s posměšným nápisem „Dýchejte klidně a zhluboka". (Nebyl bit, jeden z vyslýchajících měl doktorát, který mu byl udělen v Lipsku, a Heisenberg byl tehdy jeho zkoušejícím. Ale jeho manželka později přiznala, že z toho měl mnoho let noční můry.5) Teprve, když už se nezdálo, že by se útok SS stupňoval, přibral si ještě jednoho spojence, ženu, jež mu byla nejblíže ze všech - svoji matku. Heisenbergovi pocházeli ze vzdělané střední třídy a totéž platilo i o Himmlerových. Heisenbergova matka znala matku Heinricha Himmlera z dob svého mládí. V srpnu paní Heisenbergova zašla za paní Himmlerovou do malého, ale velmi čistého bytu, kde každý den ležely před krucifixem čerstvé květiny a vytáhla z kabelky dopis od svého syna. Zprvu paní Himmlerová nechtěla svého syna obtěžovat, ale jak Heisenberg později vzpomínal, matka vytáhla trumfovou kartu: „Och, víte paní Himmlerová, my matky nevíme nic o politice - ani vašeho syna ani toho mého. Ale víme, 113

že se musíme starat o naše chlapce. Z toho důvodu jsem za vámi přišla."6 A ona to pochopila. Fungovalo to. [Z kanceláře velitele SS] Velevážený pane profesore Heisenbergu! Teprve dnes mohu odpovědět na váš dopis z 21. července 1937, v němž se na mne obracíte ve věci článku profesora Starka... Protože jste mi byl doporučen mojí rodinou, nechal jsem váš případ prošetřit se zvláštní péčí a důkladností. Jsem rád, že vás mohu nyní informovat, že útok neschvaluji... a že jsem podnikl opatření proti jakémukoli dalšímu útoku proti vám. Doufám, že vás uvidím na podzim v Berlíně, v listopadu nebo v prosinci, takže si budeme moci vše lépe prohovořit z očí do očí. S přátelským pozdravem Heil Hitler! Váš H. Himmler P. S. Považoval bych přesto za vhodnější, kdybyste do budoucna u těch, jimž popřáváte sluchu, činil rozdíl mezi výsledky jejich vědecké práce a osobními a politickými názory.7 P. S., rozumí se, znamenalo, že Heisenberg může využívat Einsteinovy výsledky o relativitě i E = mc2, ale musí ukázat, že se distancuje od Einsteina samotného a vůbec nepodporuje liberální či internacionalistícké proudy (podpora Společnosti národů nebo projevy proti rasismu), do nichž se jak známo Einstein a jiní židovští fyzikové zapojovali. 114

Tyto podmínky nebylo pro Heisenberga těžké splnit. Jako dorostenec působil v turistických oddílech, kde mladí Němci dny a týdny nepřetržitě trampovali v divoké přírodě, navazovali spojení s opravdovými kořeny svého národa. U táborových ohňů prý hovořili o mýtických hrdinech a o tom, jak se jejich země jednou obrodí ve vytouženou „Třetí" říši pod vedením prozíravého vůdce - Fúhrera. Mnozí chlapci z toho vyrostli, ale Heisenberg byl účasten tohoto hnutí, ještě když mu bylo hodně přes dvacet let, navzdory posměšným poznámkám svých dospělejších liberálních kolegů. Ještě během svých univerzitních studií, když se připravoval na státní zkoušky, pravidelně opouštěl semináře a s chlapeckým oddílem, který vedl, podnikal dlouhé pochody i celonoční výlety do lesa. Zde spali pod širým nebem a ráno se řítili na vlak, aby v 9.00 Heisenberg stihl další přednášku. Když začal v Německu v září roku 1939 pracovat armádní Zbrojní úřad - měsíc po Einsteinově dopisu adresovanému prezidentu Rooseveltovi - Heisenberg byl jedním z prvních dobrovolníků. Říše už byla ve válce, dělostřelectvo, pěšáci, letectvo a tanky sklízely úspěchy v Polsku. Ale snadno se mohly objevit větší problémy. Heisenberg uměl vždy pikle pracovat a nyní se přímo překonával. V prosinci dodal první část souhrnného materiálu o výrobě funkční atomové bomby. V únoru 1940 měl hotovou celou zprávu, a když byla v Berlíně ustavena skupina pro vybudování reaktoru, na němž souběžně pracovala i jeho domovská univerzita v Lipsku, ujal se vedení obou skupin a pravidelně pracoval střídavě v obou městech. Pro většinu lidí by to bylo vyčerpávající, ale Heisenberg byl na vrcholu sil. Bylo mu něco přes třicet let, pravidelně lezl po horách, jezdil na koni a každý rok se dva měsíce účastnil aktivního výcviku jednotky horských myslivců při rakouské hranici. 115

První testy se uskutečnily v Berlíně, v obyčejné prkenné budově na zalesněném pozemku nedaleko starého institutu Lise Meitnerové, pod starou třešní, která počátkem teplého, jasného léta roku 1940 krásně rozkvetla. Aby byli všichni zvědavci udrženi v uctivé vzdálenosti, byla budova pojmenována „Virushaus". Heisenberg nechal pro začátek navézt dovnitř dostatek uranu. Ne pouhých pár kilogramů kolik v roce 1938 sehnala Meitnerová pro Hahnův pokus. Tehdy se proto roztříštilo jen velice málo atomů. Vzorek byl tak tenký, že většina neutronů uvolněných těmito atomy ihned unikla do prostoru laboratoře. Heisenberg objednal desítky kilogramů. Uran nebylo těžké sehnat, říšské armády totiž zabraly Československo (už rok před vpádem do Polska) a největší uranové doly v Evropě, které využívala kdysi i Marie Curieová, byly v Jáchymově. Uran byl doručen. S věhlasem Heisenbergova jména Zbrojní úřad dokonce zajistil přednostní zásilky po železnici. Prostým poskládáním velkého množství uranu na hromadu se ale reakce nerozeběhne. Vždyť jádro, jak jsme se již dověděli, je mizivě malé smítko, utopené v prázdných prostorách atomu. Většina neutronů uvolněná prvními rozpady jen proletí kolem, jako když vesmírná sonda mimozemšťanů proletí sluneční soustavou. Fermiho trik - použití zpomalených neutronů - mohl tento problém vyřešit a reakci „nastartovat". Rychlé neutrony si lze představovat jako štíhlé „proudnicově zaoblené". Pomalé neutrony lze naopak považovat za „mihotavější", rozmazanější. I když se jejich hlavní část dostane jen do blízkosti některého z připravených jader, část neutronu - ten „rozmazaný kousek" - se s nimi „dokáže spojit". Co v případě rychlého neutronu znamená těsně mimo, bude v tomto případě daleko pravděpodobněji „zásah".8 Jsou-li takovéto pomalé neutrony zachyceny, respektive vtaženy dovnitř, 116

Werner Heisenberg (sedící třetí zprava).

jsou připraveny podmínky pro to, aby se E = mc2 mohla náhle uplatnit. Aby se jádro rozkmitalo, vybuchlo a uvolnilo svoji velkou zásobu energie. V rámci tohoto procesu vyšle navíc ven spršku nových neutronů, takže ještě více atomů bude postupně zasaženo, rozkmitáno a roztrženo. Heisenberg pátral po správné substanci (moderátoru), která by zajistila dobré zpomalení neutronů. Cokoli, co je nasycené vodíkem, bude do určité míry fungovat, nárazy neutronů na vodík totiž vedou ke zpomalení neutronů. Z tohoto důvodu Fermi tehdy v třicátém čtvrtém roce dosáhl určitého efektu i s obyčejnou vodou (H2O) - z rybníčku se zlatými rybkami na ústavním pozemku. Když se však první německé týmy snažily rozmístit v okolí uranového vzorku obyčejnou vodu, došlo sice k několika praskavým reakcím uprostřed vzorku, rozpadlo se pár atomů uranu, ale neutrony prýštící ven se stále pohybovaly příliš rychle, než aby se reakce mohla rozšířit. Heisenberg potřeboval lepší moderátor. Věděl, že přibližně v téže době, kdy Fermi prováděl svoje experimenty, 117

přišel americký chemik Harold C. Urey na to, že voda ve všech světových jezerech a oceánech není složena pouze z H2O. Je k ní přimíchána obměněná molekula, která je o trochu těžší. Místo obyčejného vodíku má ve své struktuře deuterium, které je velice podobné vodíku, ale váží dvakrát tolik. Jinak je stejná jako obyčejná voda - je právě tak tekutá a průhledná. Je součástí našeho deště, ledu a moří, neustále ji pijeme. Je jí však jen jedna molekula na každých 10 000 molekul obyčejné vody, což je důvod, proč si „těžké vody" nikdo dříve nevšiml. (Velká plovárna jí v sobě má v přepočtu jen asi sklenici.) Těžká, voda se ovšem skvěle hodí ke zpomalování vysokorychlostních neutronů. „Otřou" se totiž o těžší deuterium a začnou kličkovat, při každém dalším odrazu se zpomalují. Když se po několika desítkách odrazů vynoří, pohybují se již daleko pomaleji, než když vcházely dovnitř. Německým laboratořím se zprvu podařilo shromáždit jen několik litrů těžké vody. Pro použití v Berlíně a Lipsku současně to nestačilo. Heisenberg byl více nakloněn Lipsku, takže to bylo právě v přízemí tamního fyzikálního ústavu, kde se začaly připravovat nejdůležitější pokusy. V průběhu roku 1940 proudila dovnitř cenná těžká voda spolu s několika kilogramy uranu. Směs těžké vody a uranu byla napěchována v tuhém sférickém kontejneru, zavěšeném na kladkostroji a kolem byly umístěny měřicí přístroje. Od profesorů se neočekávalo, že se budou zabývat všemi experimentálními detaily, ale Heisenberg se vedle teoretického nadání mohl pochlubit i praktickými dovednostmi. Některé z měřicích přístrojů postavil sám s Robertem Dópelem, který měl technickou stránku pokusu na starosti. Když byly uran a těžká voda na místě a kontejner osazen měřícími přístroji, pokus mohl začít. Střelný prach potřebuje ke svému odpálení doutnák. Dynamit potřebu118

je roznětku. U atomové reakce v uranu příliš nízké kvality na to, aby došlo k plné explozi, musí existovat primární zdroj neutronů. Dópel nechal ve dně kontejneru otvor. Jako neutronový zdroj posloužilo malé množství radioaktivní látky, podobné, jako užíval Chadwick. Po převozu ji uložili v jedné jediné dlouhé sondě, a teď poprvé - při pokusu, který začal v únoru 1941 - byly všechny funkční díly potenciální bomby pohromadě. Až dají Dópel s Heisenbergem pokyn, sonda se začne zasouvat otvorem a první rychlé neutrony budou uvolněny dovnitř uranu. Několik atomů uranu se rozpadne, rozletí se daleko rychleji, než kdokoli tušil předtím, než Meitnero2 vá vysvětlila, jak se tu uplatňuje E = mc . Ještě daleko vyšší počet neutronů se přitom vyzáří z rychlých úlomků. Prvními vrstvami uranových atomů proletí bez velkého efektu, jakmile však narazí na těžkou vodu, zachytí se a budou poskakovat sem tam, dokud se nezpomalí. Až dosáhnou další vrstvy uranového kovu, budou již „kmitat" tak pomalu, tak rozmazaně, že budou mít daleko větší pravděpodobnost spojení s jádry uranu, zvláště s těmi nejkřehčími z nich. Rychle je přetíží, rozkmitají, rozechvějí a přivedou k výbuchu. Každý výbuch bude jen dalším praskavým projevem E = mc2, v posloupnosti, která, jak ukáží Geigerovy počítače, bude přibývat stále rychleji a rychleji. Podle Heisenbergových výpočtů tu v prvních několika milióntinách vteřiny vznikne asi 2 000 výbuchů. Za další milióntiny vteřiny jich bude 4 000. Pak 8 000, 16 000 atd. Zdvojnásobování na této časové škále vzroste nahoru velice rychle. Poběží-li vše dobře, budou tu stále ještě ve zlomku sekundy biliony takovýchto maličkých výbuchů, pak stovky bilionů a kaskádovitý efekt bude pokračovat. Dojde k „roztržení" normální struktury hmoty, až se energie stlačená po miliardy let 119

uvnitř atomů naráz uvolní. Zde, v suterénu Lipského institutu, na této univerzitě řízené funkcionáři dosazenými sem z říšského ústředí a se studenty honosícími se svastikami ve třídách nahoře. K odpálení miliardy atomů není třeba stavět gigantickou laboratoř s miliardou spouštěcích neutronových zařízení. Stačí, rozbije-li se pár atomů a vzniklé úlomky neutrony - samy rychle vykonají zbytek. První uran není tak čistý, aby se mohla rozběhnout nekontrolovaná reakce, ale je to jen začátek. Profesoři vydali poslední pokyny. Dópelův asistent Wilhelm Paschen zasunul sondu. Psal se počátek roku 1941. Iniciační neutrony byly v uranu! Všichni s rozšířenýma očima zírali na stupnice. A nic se nestalo. Nebylo tu totiž dost uranu pro spuštění reakce. Heisenberga to však nevyvedlo z míry a jednoduše objednal další - od podnikavé obchodní společnosti Berlin Auer, jež se během let přesunula od zubní pasty k velkoobchodním dodávkám celé škály uranových produktů. Dodávky nebyly žádný problém, jak také Einstein varoval ve svém dopisu Rooseveltovi. („Německo nyní zastavilo prodej uranu ze zabraných československých dolů," napsal Einstein, „takže nejdůležitějším zdrojem uranu zůstává Belgické Kongo."9) Společnost Union Miniere v okupované Belgii nahromadila ve svém skladu tunové zásoby. Po vyčerpání jáchymovských zásob se Němci obrátili tam. Zpracování uranu do použitelné formy bylo namáhavé, vyžadovalo spoustu práce a navíc, vznikající jemný uranový prach je nebezpečný pro dělníky. Ale Heisenberg se mohl spolehnout na dodavatelskou firmu, která si s takovými pojmy jako lidská práva nedělala starosti.10 Německo mělo spoustu koncentračních táborů přeplněných lidmi odsouzenými na smrt. Proč jich nevyužít pro důležité pro120

iekty? V průběhu války představitelé Berlin Auer kupovali „otrokyně" z koncentračního tábora v Sachsenhausenu 11 a nechávali je pracovat na přípravě oxidu uraničitého. Ještě v dubnu 1940 vyjádřil Heisenberg netrpělivost nad tím, jak dlouho první auerské dodávky trvají. Odpovědný šéf armádního projektu ho ubezpečil, že Berlin Auer přiměje svoje pracovníky k maximálnímu výkonu. Zásilky začaly chodit v létě a teď v roce 1941 byly ještě narych12 lo zaslány další. Na podzim roku 1941 byly testy slibnější a na jaře v roce 1942 nastal průlom. Nádoba kontejneru vyzařovala neutrony. O třináct procent víc, než kolik jich vložený startér pouštěl dovnitř. Uvězněná energie, o níž Einstein poprvé hovořil před necelými čtyřiceti lety, se uvolňovala! Jako by zde ústil dlouhý komín z hlubokého podzemí a dunivá meluzína - uvolněná energie - jím vycházela, ven. Himmler se v něm nezklamal. Triumfujícímu Heisenbergovi se podařilo přimět sílu Einsteinovy rovnice dostat bouřlivě na povrch a zjevit se - v nacistickém Německu! Einstein se dověděl o Heisenbergově úspěchu, neboť ředitel Ústavu císaře Viléma byl Holanďan, a když ho také vyhnali a skončil v Americe, podělil se s novými kolegy o tom, co slyšel o Virushausu a Lipsku. Einstein napsal americkému prezidentovi další dopis: „Nyní jsem se dozvěděl, že výzkum v Německu prováděný ve velké tajnosti byl rozšířen do dalšího z ústavů císaře Viléma, do Fyzikálního ústavu."13 Ale tentokrát nebyli ochotni projevit svoji zdvořilosti, aby odpověděli. Bělovlasý cizinec, to je jedna věc, zvláště, má-li velkou reputaci ve vědě. Ale s blížící se válkou nervozita a napětí vzrůstaly a FBI nyní našla důvody, proč jeho výroky bagatelizovat. Vždyť Einstein byl socialista a sionista - a dokonce se vy121

slovil proti nadměrným ziskům výrobců zbraní. FBI hlásila zpátky armádní rozvědce, že: S ohledem na jeho radikální zázemí by nedoporučovala zaměstnání dr. Einsteina ve věcech utajené povahy bez velice pečlivého prošetření, jelikož se zdá nepravděpodobné, že by se člověk s takovým zázemím mohl v tak 14 krátkém čase stát loajálním americkým občanem. Že se i ve Spojených státech nakonec podařilo zahájit seriózní atomový projekt napomohla jistá obratná politika netrpělivých návštěvníků z Británie. Mark Oliphant, další z Rutherfordových chytrých hochů, vedl v létě roku 1941 útok na dvou frontách. Nejprve přijel do Washingtonu nabídnout jako dárek dutinový magnetron - klíčové zařízení pro zmenšení radarových zařízení z velikosti pokoje do objemu, který se dal vtěsnat do letadla. Zařízení bylo rovněž značně přesné (Při této příležitosti Oliphant odhalil, že Lyman J. Briggs, vedoucí atomového výzkumného projektu, uzamkl přísně tajné britské výsledky ve svém sejfu.) Následně Oliphant odcestoval do Berkeley, kde pracoval fyzik Ernest Lawrence. Lawrence nebyl podle vědeckých měřítek mimořádně bystrý, ale miloval stroje, skvělé velké a silné stroje, a právě jeho jednoduchost a přímost vedly k tomu, že si je i dokázal dát vyrobit.15 Samuel Allison (tou dobou na Chicagské univerzitě) kupříkladu vzpomíná, že Briggs míval „malou kostičku uranu, kterou si s oblibou nechával ležet na svém stole a ukazoval zasvěceným... Briggs říkával: „Tohohle chci celou libru. Lawrence by býval řekl, že chce čtyřicet tun, a dostal by je."16 Na podzim roku 1941 byl už Briggs pryč a na jeho místě seděla skupina těch nejschopnějších vedoucích včetně 122

Lawrence. Poté co se v prosinci po Pearl Harboru Spojené státy zapojily do války, projekt konečně odstartoval. Byl nazván Manhattan, jako součást krycí historky, že je pouhou součástí Manhattanské průmyslové zóny. Utečenci, jimiž Briggs pohrdal, byli nyní nenahraditelní. Například Eugene Wigner byl pozoruhodně tichý, skromný Maďar, pocházející ze stejně tiché a skromné rodiny. Když propukla první světová válka, Eugenův otec zůstal stranou politických diskusí s celkem rozumným poukazem na to, že s císařem se židle nenakloní kvůli názorům Wignerovy rodiny. Ale tato opatrnost prakticky znamenala, že když si znamenitý student Eugene vybíral, kam jít na univerzitu, otec ho přiměl, aby si zvolil praktický směr a získal diplom inženýra, poněvadž vyhlídky na úspěch 17 v kariéře teoretického fyzika byly mizivé. Wigner ve fyzice opravdu uspěl, a poté co byl v třicátých letech donucen odejít z Evropy, skončil jako člověk, jenž sehrál klíčovou úlohu při americké obdobě Heisenbergových výpočtů, detailním rozpracování popisu, jak dochází k řetězové reakci. Ale jeho technické zázemí ho vedlo k tomu, že se s tím vypořádal podstatně lépe než Heisenberg. Například ohledně toho jaký tvar má mít uran vkládaný do reaktoru? Nejúčinnější možný tvar je koule. Takto je maximální množství neutronů hluboko uvnitř. Druhým nejlepším (kdyby kouli bylo příliš těžké přesně vyříznout) by byl ovál. Pak přichází v úvahu válec, pak krychle, a nakonec, nejhorší ze všech možností, by bylo snažit se vše postavit s uranu ve tvaru plochých desek.18 A pro svůj lipský přístroj zvolil právě Heisenberg ploché desky. Důvod byl prostě ten, že ploché povrchy se skoro vždy nejsnáze počítají, řídíme-li se podle teorie.19 Ale inženýři s dostatkem praktických zkušeností se nikdy neomezují na čistou teorii. Existuje spousta neformálních 123

řemeslných triků jak s ovály a jinými tvary pracovat. Wigner je znal a spolu s ním je znala řada podobně opatrných „utečenců", kteří se rovněž řídili rodinnou radou aby dali přednost technickému diplomu. Heisenberg nikoli. To mělo zásadní význam. Profesoři obecně tíhnou k hierarchii a němečtí profesoři před 2. světovou válkou v tom měli primát. V dalším průběhu války mnoho mladých vědců v Německu zjistilo, že se Heisenberg v tom či onom technickém předpokladu mýlí. Ale Heisenberg skoro nikdy nebyl ochoten naslouchat a rozzlobil se, když se o tom někdo byť jen zmínil. I tak nebyly ovšem vůbec žádné záruky, že Spojené státy závod o bombu vyhrají. Amerika se právě zotavovala z těžké krize. Velká část průmyslové základny byla dosud opuštěná a rezavěla. Když Heisenberg začínal svůj výzkum pro armádní arzenál, wehrmacht byla nejmocnější bojová síla na světě. Celé armádní svazy disponovaly vybavením, jaké neměl žádný jiný stát. Spojené státy měly armádu, která by dokázala, s pomocí artefaktů z 1. světové války zásobit celkem asi tak dvě divize, což ji celosvětově řadilo do druhé desítky zemí, přibližně na úroveň Belgie.20 Německo mělo také nejlepší inženýry na světě a silný univerzitní systém - přestože vyhnalo ze země mnoho Židů. A především mělo náskok. Dva cenné roky, kdy Heisenberg se spolupracovníky pilně pracovali, zatímco Briggs většinou jen lelkoval u svého psacího stolu. Toto byly kličky osudu, které ovlivní, kdo nakonec úspěšně použije rovnici jako první. E = mc2 byla nyní daleko od čistých sfér Einsteinem načrtnutých symbolů. Spojenci museli ve svém úsilí přidat. A německé pokusy musí být sabotovány.

124

11 Norsko

Britská výzvědná služba od začátku monitorovala německý program a identifikovala jedno jeho slabé místo. Nebyl to uran - toho byla v Belgii spousta a nemělo smysl se ho pokoušet zničit, i kdyby se podařilo k němu dostat. Nebyl to ani samotný Heisenberg. Žádné atentátnické komando ho nemohlo dopadnout v Berlíně ani v Lipsku a letovisko jeho rodiny v Bavorských Alpách bylo příliš odlehlé a pravděpodobně i příliš dobře střežené. Jako nejzranitelnější cíl se spíše jevila těžká voda. Reaktor se nemohl plně zažehnout bez uměle zpomalených neutronů z prvních rozpadů, jež by si dokázaly najít další smí tečka jader a zapůsobit na ně tak, aby se roztrhla a vydala svoji ukrytou energii. Heisenberg si pro tento účel zvolil těžkou vodu - ovšem její separace od obyčejné vody vyžaduje hodně velkou továrnu a velké množství energie. Několik opatrných členů Heisenbergova personálu navrhovalo, aby si Německo postavilo vlastní továrnu na bezpečné německé půdě. Ale Heisenberg, podporován armádními činiteli věděl, že už tu jedna dokonale funkční továrna na těžkou vodu pracuje a využívá nevyčerpatelné elektrické energie z vydatných norských vodopádů.1 Norsko, pravda, bylo ještě donedávna nezávislou zemí, ale cožpak to dnes není toliko dobytá provincie? Bylo to osudné rozhodnutí, ale pokolení německých nacionalistů měla pocit, že se jejich země dusí v obklíče2 ní. Heisenberg byl zastáncem rozhodnutí spolehnout se na norskou továrnu, protože podporoval myšlenku nového práva Říše na nadvládu nad celou Evropou. Během války zaníceně navštěvoval jeden podmaněný národ za druhým, kráčíval kancelářemi svých bývalých kolegů doprovázen místními kolaboranty; v Holandsku vysvětloval 125

ohromenému Hendriku Casimirovi, že sice ví o koncentračních táborech, ale že „demokracie nedokáže vyvinout 3 dostatečnou energii", a on „chce, aby Německo vládlo." Norská továrna byla situována nad horskou strží ve Vemorku, 90 mil vzdušnou čarou od Osla. Před válkou produkovala jen 12 litrů těžké vody měsíčně, a to pro laboratorní účely. Inženýři z velkého průmyslového koncernu I. G. Farben v Německu žádali víc a bývali by si i připlatili, ale norské vedení podniku odmítlo, jelikož nechtělo pomáhat nacistům. O několik měsíců později inženýři z Farben žádali znovu; tentokrát - když wehrmacht rozdrtila norskou armádu - s podporou vojáků s kulomety. Osazenstvo Vemorku nemělo na výběr. Výroba se do poloviny roku 1941 zvýšila na l 500 kilogramů ročně. V polovině roku 1942 to bylo až 5 000 kilogramů ročně nepřetržitých dodávek do Lipska, Berlína a dalších nukleárních center. Továrnu hlídalo jen několik set vojáků, poněvadž místo se zdálo nedobytné. Norský odboj byl zjevně příliš malý a nevycvičený, než aby byly obavy z jeho možného útoku na tak ohromnou továrnu. Komplex byl obehnán ostnatým drátem s obloukovými reflektory a přístup tam byl pouze přes jediný visutý most. Stál na místě tak hluboko vříznutém do úbočí hor, že přes pět měsíců v roce stíny okolních vrcholků zcela bránily slunečním paprskům v přístupu a dělníci museli být lanovkou vytahováni na výše položenou plošinu, aby se vůbec dostali na slunce. Toto byl cíl, na nějž se britská vláda rozhodla zaútočit. Kdyby byl Vemork na pobřeží, možná by se o to pokusili členové Královského námořnictva, ale jelikož byl 100 mil ve vnitrozemí, volba padla na tým z První výsadkové divize. Vojáci to byli dobří. Většinou to byli dělničtí chlapci z Londýna, ruce mozolnaté z přestálé krize. Teď, když jim bylo všem kolem dvaceti, podstupovali ještě obtížnější vý126

Továrna na těžkou vodu společnosti Norsk Hydro ve Vemorku.

cvik: zbraně, radiostanice, trhaviny. Samozřejmě jim neřekli, kam jdou - k tomu došlo až v den odletu. Do té doby se domnívali, že se připravují na jakousi parašutistickou soutěž s Američany. Ze je jejich osud vlastně řízen snahou dostat pod kontrolu důsledky Einsteinovy rovnice a Rutherfordova výzkumu, o tom neměli ani zdání. Dvě družstva na kluzácích odstartovala po setmění ze severního Skotska v závěsu za novými vysokorychlostními bombardéry Halifax. Dohromady to bylo asi třicet vojáků. (Dnes si takový kluzák představujeme jako jednomístný stroj, ale v dobách před rozšířením vrtulníků bývaly daleko větší, podobaly se malým nákladním letadlům bez motoru.) Byla to příšerná noc. Ohromná ložiska rud v horách, nad nimiž přelétali, pravděpodobně dezorientovala kompas jednoho z letadel a navedla pilota do horského hřebenu, kde havaroval. Pilot druhého kluzáku byl Australan, který se ocitl v nemožném dilematu uprostřed sněžné bouře v noci na severní polokouli. Když zůstane s tažným Halifaxem nahoře, křídla 127

a kabeláž se mu obalí tak těžkou vrstvou ledu, že se zřítí. Pokud se však uvolní a zamíří dolů příliš brzy, běsnící horská vichřice odmrští letadlo nekontrolovatelným směrem. Australanův kluzák se nakonec v těžkém mračnu odpojil, ale došlo k poruše, začal klesat, a tak při přistání těžce havaroval. Na místě obou havárií mnoho lidí přežilo a v obou případech se několika vojákům, kteří si píchli morfin a nadopovali se amfetaminy, podařilo probít se sněhem a dorazit na místní statky pro pomoc. Všichni ovšem byli brzy zatčeni německými vojáky nebo místními kolaboranty. Většina byla ihned zastřelena, někteří byli nejprve několik týdnů mučeni. Ještě před pár lety byl R. V. Jones slibný astronomický badatele na Balliol College v Oxfordu. Teď, když mu bylo něco málo přes třicet, byl jakožto ředitel letecké špionáže postaven před etické dilema. Bylo by dobrou příležitostí blýsknout se na nějakém oxfordském večírku, ale postihlo ho to v reálném životě. Třicet výsadkářů - specialistů bylo vysláno do akce a všichni do jednoho padli. K továrně se jim vůbec nepodařilo proniknout. „Na mně bylo rozhodnutí," vzpomíná Jones po desetiletích, „zda má být podniknut další útok, či nikoliv. Vše bylo o to těžší, že sám jsem měl zůstat v bezpečí v Londýně - ať by se s druhou vlnou stalo cokoliv - což bylo obzvláště nevhodné pro vyslání dalších třiceti mužů na smrt... " „Uvažoval jsem takhle: již jsme rozhodli - před tragédií a tudíž bez citové zátěže - že továrna na těžkou vodu musí být zničena. Se ztrátami se ve válce musí počítat, takže pokud jsme byli oprávněni požadovat první útok, máme 4 právo žádat i jeho opakování." Tentokrát to vzali na sebe přímo Norové. Z řad utečenců do Británie bylo vybráno šest dobrovolníků. Jeden pů128

vodné pracovat jako instalatér v Oslo, druhý byl obyčejný montér. Dobové záznamy naznačují, že Britové v jejich případný úspěch tam, kde zklamaly desítky elitních parašutistů, příliš nevěřili. Minimální pozornost byla kupříkladu věnována eventuálnímu únikovému scénáři. Měli však na výběr? S pokračujícími zvýšenými zásilkami těžké vody do Německa mohly lipské výzkumy pokročit. Berlínská buňka Virushaus mohla také chytit dech. Šest Noru obdrželo co možná nejlepší výcvik, poté byli odesláni do luxusního zabezpečeného objektu Zvláštní výcvikové školy č. 61 (S. O. E. Speciál Training School Number 61) poblíž Cambridge na závěrečnou přípravu - a také, aby počkali, až se obloha vyjasní. Byly tu hovorné anglické přítelkyně a občas večeře za branami Cambridge. V únoru roku 1943 se meteorologické předpovědi zlepšily; objekt byl najednou prázdný. Po úspěšném seskoku nad Norskem se setkali s předsunutou skupinou několika dalších Noru, kteří na ně čekali v opuštěných boudách na samotě celou zimu. O několik týdnů později v neděli kolem 9. hodiny večerní se dostali na běžkách společně do Vemorku. „Na půli cesty z prudkého svahu jsme poprvé zahlédli náš cíl, hluboko pod námi, na protilehlé straně... Kolos se tu skvěl jako středověký hrad, na nejnepřístupnějším mísv objetí propastí a bystřin."5 Byl to nejzazší záchvěv toho, co mělo svůj počátek v Einsteinových poklidných úvahách - hrstka ozbrojených mužů, írudce oddychující v hlubokém sněhu, zírající na osvětlelou pevnost uprostřed noci. Bylo jasné, proč Němci postaL jen malou stráž. Jediná přístupová cesta vedla přes visumost nad nepřekonatelnou kamenitou strží víc než sto metrů hlubokou. Snad by bylo možné v prudké přestřelce zabít stráže na mostě - přestože jejich stanoviště bylo kry129

Dělníci, na něž narazili, neměli I. G. Farben vůbec v lásce a byli až příliš ochotní nechat je projít. Za deset minut byly nálože nastraženy. Dělníci byli posláni ven a oba muži je rychle následovali. Asi v jednu hodinu v noci se ozvalo slabé zadunění; v několika oknech krátce se zablesklo. Osmnáct „buněk" pro separaci těžké vody přes metr vysokých a bylo vyrobeno z tlusté oceli; připomínaly trochu předimenzované plynové bojlery. Žádné výbušniny, co si těch devět mužů bylo schopno naložit, je nemohly úplně zničit. Místo toho Norové umístili malé plastikové nálože na dno každé z nich. Nálože prorazily díry a ještě vyslaly spoustu šrapnelů, které přesekly nechráněná potrubí. Teplý vítr (známý jako fén) se rozfoukal a Norové cítili, jak jim na zpáteční cestě dolů roklí taje sníh pod nohama. Rozsvítila se pátrací světla a rozhoukaly se sirény „nálet", ale to nevadilo. Terén byl dostatečně zvrásněný, aby muže přikryl. Když šplhali a pak ujížděli na běžkách co nejdál do bezpečí, těžká voda se řinula z továrních rour a znovu se spojovala s horskými bystřinami.

12 Amerika na tahu Útokem získali Spojenci čas, ale i ten by byl býval promarněn, kdyby v čele jejich projektu bomby stála špatná osoba. V jedné chvíli padlo jméno berkeleyského fyzika Ernesta Lawrence1, ale odborná zdatnost jeho lidí by u Heisenberga vyvolala jen soustrastný pohled. Americký systém fyzikálního výzkumu býval v 20. a 30. letech minulého století tak slabý2, že bomba musela být zkonstruována z velké části odborně zdatnějšími utečenci z Evropy. Nikdo by nebyl horší do čela takového týmu než ramenatý Lawrence z Jižní Dakoty. 132

Italský utečenec Emilio Segrě získal v Lawrencově laboratoři místo za 300 dolarů měsíčně. Pro Segrěho, který byl židovského původu, to byl přímo dar z nebes, neboť kdyby se se svou mladou ženou museli vrátit do Itálie, už nikdy by nedostal místo na univerzitě. A také bylo velmi pravděpodobné, že by byli předáni Němcům a jejich děti - jako v mnoha příbuzných případech - mohly být zavražděny. Segrě vzpomíná, co Lawrence udělal: V červenci roku 1939 se mě Lawrence, který tehdy už musel znát mou situaci, zeptal, jestli se mohu vrátit do Palerma. Odpověděl jsem mu po pravdě a on okamžitě opáčil: „Ale proč bych vám měl potom platit 300 dolarů měsíčně? Odteďka budete dostávat 116 dolarů." Zůstal jsem stát jako opařený a ještě teď, po mnoha letech, žasnu... [že] ani na vteřinu nepomyslil nato, jakým působí dojmem.3 Muž pověřený generálním dohledem nad programem atomové bomby, Leslie Groves, byl o něco lepší než Lawrence, alespoň v tom smyslu, že nevyhrožoval svým zaměstnancům okamžitou smrtí. Také on, jako Lawrence, dokázal efektivně prosazovat svoje plány. Studoval na MÍT, pak skončil čtvrtý v ročníku na West Pointu a měl velké zásluhy na dostavbě budovy Pentagonu. K uskutečnění projektu atomové bomby bylo třeba postavit velký závod, nejlépe u velké řeky, odkud by bylo možno čerpat chladicí vodu pro reaktor. Bylo třeba postavit kilometry továren pro filtrování jedovatých uranových kalů. Groves tohle všechno dokázal, 4 včas a levněji než byl plánovaný rozpočet. Ke Grovesovu charakteru patřilo ale také to, že byl neustále nasupený, stylem, jež patřil v té době k americkému veřejnému životu. Rozčiloval se a vyhrožoval. Veřejně 133

ponižoval svoje asistenty., žíly na krku se mu nadouvaly vzteky. (Fakt, že nyní musel jednat s teoretickými fyziky takové intelektuální úrovně, proti níž se jeho vychvalované výsledky z West Pointu jevily jako nicotné, mu na toleranci nepřidal.) Když bylo v dubnu roku 1943 oficiálně otevřeno přísně tajné výzkumné centrum pro projekt bomby v Los Alamos v Novém Mexiku, Groves vystoupil s projevem. Jeden z mladých posluchačů Robert Wilson později vzpomínal: „Řekl, že osobně vůbec nevěří v konečný úspěch projektu. Zdůraznil, že jestli - nebo až - ztroskotáme, bude to nejspíš on, kdo se bude muset postavit před kongresový výbor a vysvětlovat, jak byly peníze proinvestovány. Na radostnou atmosféru nadšení v úvodu konference to působilo 5 jako studená sprcha." Mnoho reálných projektů se zhroutilo, když je převzali šéfové tohoto druhu. V Británii byl kupříkladu už v roce 1941 hotov a vyzkoušen funkční prototyp tryskového letounu, ale špatná organizace zabránila tomu, aby byl v dostatečném množství zařazen do výzbroje a pomohl Královskému letectvu. Groves možná dokázal motivovat praktické inženýry, ale skoro určitě by zklamal, kdyby měl inspirovat teoretiky, kteří musí věřit tomu, že uspějí v neprobádaném intelektuálním terénu. Ale na podzim roku 1942, v době kdy Heisenberg připravoval další postup po úspěšných lipských testech, Groves učinil geniální tah. Vybral a jmenoval snad až přecitlivělého Jacoba Roberta Oppenheimera do funkce každodenního dohledu nad vědci v Los Alamos. Byla to práce, která málem zničila Oppenheimerovo zdraví. Než došlo k prvnímu výbuchu, 183 cm vysoký Oppenheimer vážil už jen 58 kilo. V průběhu času mu práce na projektu Manhattan zničila kariéru a učinila z něj ve Spojených státech takového vyděděnce, který by býval šel i do vězení, kdyby se pokusil zveřejnit své vlast134

Jacob Robert Oppenheimer.

ní utajené poznámky. Ale svou práci dovedl do úspěšného konce. Oppenheimerova velká síla měla dosti zvláštní původ v jeho skrytém nedostatku sebedůvěry. Nebylo to ale (pro většinu lidí) poznat na první pohled. Vystudoval Harvard za pouhé tři roky a s „červeným diplomem"; studoval v Rutherfordově laboratoři. Doktorát získal v Gótringenu a. brzy na to, stále ještě dvacetiletý, se stal jedním ze špičkových teoretických fyziků Ameriky. Zdálo se, že bez námahy zvládá cokoliv. Jednou požádal doktoranda na Berkeley Lea Nedelského, zda by za něj nevzal několik přednášek: „Není to žádný problém," řekl Oppenheimer, „všechno je to v knize." Když ale zjistil, že kniha je holandsky a on holandsky neumí, Nedelsky protestoval. ,„Ale to je taková lehká holandština,' na to Oppenheimer."6 Ovšem všechno to byly takové nejisté, křehké, trochu zoufalé schopnosti. Celá jeho rodina byla taková. Otec získal postavení v newyorském konfekčním průmyslu a pak si vzal upjatou, trochu snobskou dámu, která vyžadovala, aby její rodina dělala všechno tak, „jak se má". Byly tu za135

hradní altány, služebnictvo a klasická hudba. Na letních táborech zařídila., aby se ostatním chlapcům dostalo ponaučení, že si mají s Robertem hrát, a byla překvapena, když ho nakonec začali šikanovat a v jednom případě ho dokonce nechali přes noc zamčeného v ledárně. V Rutheríbrdově laboratoři byl tak zoufalý z toho, že není ústřední postavou, že se v náhlém záchvatu pokusil uškrtit jednoho ze svých kamarádů. V Góttingenu si pro sebe nechával ručně vázat knihy, peskoval manželský pár věnující se postgraduálnímu studiu, za jejich „dacanské způsoby", když si z finančních důvodů nepořídili opatrovnici k dětem. A pak měl deprese z toho, že si o něm mysleli, že je nafoukaný. V důsledku toho všeho byl Oppenheimer skvělý v odhalování slabostí a vnitřních pochyb u ostatních. Když za časů svého profesorování na Berkeley „zaútočil" na některého ze svých vědeckých kolegů, dokázal se vždy neomylně trefit do jeho největších slabin, neboť velice dobře věděl, co to znamená mít slabinu. Dokonce i ve fyzice si byl vědom svých vlastních slabin a zažíval destruktivní pocit sebemrskačtví při tom, když se pokaždé instinktivně stáhl právě v momentě, když už málem udělal nějaký velký objev. A pak v Los Alamos se změnil. Po dobu války jeho sarkasmus zmizel. Ale schopnost odhalit u jiných lidí nejhlubší tužby a obavy zůstala, a to z něj udělalo skvělého vůdce. Ihned mu bylo jasné, že tak potřební mladí postgraduální fyzici jen tak neopustí radarové laboratoře MÍT nebo jiné slavné válečné projekty a nezamíří na toto neznámé pracoviště v Novém Mexiku jen kvůli platům a zajištěnému postupu. Přijdou jedině tehdy, když budou vědět, že tam zamířili špičkoví američtí fyzikové. V souladu s tím Oppenheimer nejprve naverboval starší zkušené fyziky. Postgraduálové na sebe nenechali dlouho čekat. Dokonce získal na svou stranu mladého génia Richarda Feynmana, vzpírají136

čího se všem autoritám. (Povězte Feynmanovi, že něco je naléhavý národní zájem a že tato země ho potřebuje a on si pohrdavě po newyorsku odfrkne a řekne vám, abyste mu šel z očí.) Ale Oppenheimer pochopil, že Feynman je tak nepřátelský převážně ze zuřivého vzteku. Jeho mladá žena měla tuberkolózu a v éře před objevem antibiotik bylo pravděpodobné, že brzo zemře. Oppenheimer zařídil, aby za ním mohla přijet do Nového Mexika. Také pro ni zařídil místo v nemocnici, dosti blízko Los Alamos, takže ji Feynman mohl pravidelně navštěvovat. Ve svých pozdějších pamětech si Feynman z gustem dobírá všechny své bývalé šéfy - s výjimkou oněch dvou let v Los Alamos, kdy dělal vše, oč ho Oppenheimer požádal. Oppenheimerovy schopnosti vynikly zejména u nejtěžších problémů, které bylo v Los Alamos třeba vyřešit. Amerika totiž stavěla dva úplně odlišné druhy bomb. Jeden tým pod vedením Lawrence v Tennessee zvolil hrubý přístup. Snažil se zkrátka vyextrahovat nejvýbušnější komponentu z přírodního uranu. Podaří-li seji nashromáždit v dostatečném množství, bude sestrojena bomba. Továrny v Tennessee si osvojily přímočarý technický přístup, jaký Lawrencovi a ostatním prakticky orientovaným Američanům vyhovoval. Až na výjimky byl projekt převážně zajišťován rodilými Američany.7 Jiný tým ve státě Washington zvolil rafinovanější přístup. Začínali u obyčejného uranu a doufali, že se jim ho podaří přeměnit v úplně nový prvek - pomocí procesu transmutace podobného atomu, s nímž zápasili středověcí alchymisté - a také třeba Newton. Alchymisté se snažili změnit olovo ve zlato. Pokud by skupina ze státu Washington uspěla, přetransformovala by obyčejný uran v nový, zlomocný kov, plutonium. Tento zapeklitější přístup podporovali zase až na výjimky evropští uprchlíci, vzdělaní v teoretičtější tradici.8 137

Pentagon měl rád Lawrence a „neotesané Američany" na jihu v Tennessee, ukázalo se však, že washingtonský cizinecký projekt si vede lépe. Navzdory veškerému Lawrencovu křiku, tirádám a výhrůžkám, továrny v Tennessee - ohromné haly celkově přes míli dlouhé, jež stály přes miliardu dolarů (dokonce i v měně roku 1940) - dokázaly po měsících provozu vytřídit sotva tolik uranu, kolik se vešlo do jediné obálky. To na bombu nestačilo. Ale přestože se washingtonskému týmu podařilo slíbené plutonium vskutku stvořit, pracovníci v Los Alamos rychle přišli na to, že jej nikdo nedokáže správně zažehnout. Potíž nebyla v tom, že by plutonium nevybuchovalo. Tento nový prvek naopak explodoval příliš snadno. Výroba jednoduché uranové bomby (podaří-li se týmu v Tennessee nashromáždit dostatek uranu) naopak nebyla složitá. Je-li kritické množství nutné k explozi 25 kilogramů uranu, stačí, vyrobíme-li 20ti kilogramovou kouli, vyřízneme do ní otvor, vezmeme velkou pušku, zamíříme na ten otvor a vstřelíme do něj těch zbývajících 5 kilogramů. Prahu exploze bude dosaženo tak rychle a reakce nastane v tak malé soustředěné oblasti, že většina výbušného uranu typu 23S U se přemění v energii dříve, než se výbuchem rozptýlí. Nové a nestálé plutonium se však chovalo jinak. Vystřelíme-li dva segmenty proti sobě, plutonium začne explodovat ještě než ty dvě půlky dostanou do kontaktu. Samozřejmě, že by přitom nikdo neměl stát poblíž, neboť tam, kde reakce započala, dojde k výronu zkapalnělého a plynného plutonia. Ale to bude vše. Nedojde ke skoro žádné nukleární reakci, většina surového plutonia se nepřeměněna rozptýlí do okolí. A právě tady se projevila Oppenheimerova intuice a manažerské nadání. Zapomeňte na to, snažit dva oddělené díly plutonia srazit dohromady. Způsob, jak přimět plutoniové 138

palivo hořet - uvědomil si - je začít s koulí plutonia s dosti nízkou hustotou. Ta sama nevybuchne. Když ji však obalíme výbušninami a odpálíme je všechny přesně ve stejný okamžik, koule se zhroutí dovnitř. A to tak rychle, že se kas2 kádovitá posloupnost erupcí E = mc , která se uvnitř začne 9 šířit, stačí akumulovat dřív, než se plutonium rozletí. Tato technika se nazývá imploze, ale výpočty byly obtížné. Jak zajistit, aby se plutoniová koule zhroutila rovnoměrně? Zaznělo hodně cynických poznámek ohledně toho, zda to vůbec může fungovat. (Když Feynman poprvé viděl, o co se implozní teoretici snaží, prohlásil stručně: „To smr10 dí!" ) Oppenheimer to však zdolal. Podporoval teoretiky, kteří přišli s nápadem na implozi a shromáždil ty pravé experty na výbušniny. Jak projekt narůstal do rozměrů, že pod vedením kohokoli jiného by se asi rozpadl do změti škorpících se individualit, obratně manipuloval účastníky, takže všechny různé zainteresované skupiny pracovaly pohromadě a souběžně. V daném okamžiku měl nejlepšího amerického odborníka na výbušniny, nejlepšího britského odborníka na výbušniny a Maďara Johna voň Neumanna - nejrychlejšího matematika na světě, co během své dlouhé kariéry pomohl stvořit počítač. A měl též zástup dalších osobností mnoha různých národností. A přiměl i Feynmana, aby se přidal! Jediná primadona, která by bývala mohla to úsilí zmařit, byl nesnesitelně egocentrický maďarský fyzik Edward Teller. Oppenheimer ho šikovně odvedl stranou, daroval mu vlastní kancelář a pracovní tým (i uprostřed nedostatku školené pracovní síly), aby se mohl soustředit na své vlastní drahocenné myšlenky. Teller byl natolik marnivý, což Oppenheimer samozřejmě věděl, že to vzal jako své ocenění a v blaženém uspokojení pak už dál nikoho neobtěžoval.11 139

Celý tento tým měl svého britského dvojníka. Skupina v Chalk River u Ottawy věnovala svoje úsilí výše uvedeným teoretickým otázkám stejně jako praktické separaci izotopů. Groves k ní měl nedůvěru, ale Oppenheimer potřeboval veškerou pomoc. Peníze nehrály roli. Každý věděl, z jaké úrovně Německo startovalo. V jedné době výpočty v Los Alamos naznačovaly, že by možná pouzdro z ryzího zlata pomohlo odrážet uniklé neutrony zpátky do explodující bomby. 0eho váha by také pomohla udržet explodující plutoniovou bombu pohromadě.) O něco později obdržela Charlotte Serberová, vedoucí oddělení příchozí pošty v Los Alamos, malý hnědý balíček. „Serberová už od rána bavila sebe i své podřízené tím, že zvědavým slečnám opakovala: „Prosím nečíst a postupovat."12 Ale s tím balíčkem z Fort Knoxu nedokázaly pohnout. Zlato je hustší než olovo (proto bylo vybráno) a malá patnácticentimetrová koule masivního zlata uvnitř vážila více než třicetikilogramová vzpěračská činka. (Fort Knox je sídlo amerických zlatých rezerv.) Přesto, navzdory desítkám špičkových odborníků a prakticky neomezeným fondům, se plutoniový problém nedařilo stále vyřešit. Co když, trápil se Oppenheimer s kolegy, se žádná funkční bomba tímto způsobem vyrobit nedá? V tomto případě by bylo možná nejlepší prostě jen nahromadit co největší množství radioaktivního plutonia. Nesnažili se právě toto „uvařit" v Heisenbergově reaktoru s těžkou vodou"? Oppenheimer o tom byl informován v memorandu z 21. srpna roku 1943: Je možné... že [Němci] budou schopni produkovat, řekněme, dvě takovéhle věcičky za měsíc. To by postavilo zvláště Británii do mimořádně těžké situace, ale byla by 140

tu naděje na protiakci z naší strany předtím, než bude 13 válka prohraná... Jedním z autorů memoranda byl Edward Teller, na něhož by nebylo nutno brát takový zřetel, ale druhým byl Hans Bethe, neobyčejně rozvážný muž. Byl šéfem teoretického oddělení v Los Alamos a do roku 1933 spolu s Geigerem členem fakulty v Tubingen. Měl vynikající kontakty s fyziky, kteří zůstali v obsazené Evropě. „Věcičky", jež měli Bethe s Tellerem na mysli, byly hotové bomby, jež se v této fázi zdály nepravděpodobné, ale kdo ví, co se Němcům nakonec podaří zkonstruovat? I několik kilogramů práškového radioaktivního kovu prostě jen rozprášeného nad Londýnem, by mohlo učinit části města celé roky neobyvatelné. Existovaly znepokojivé zprávy o pokročilých zbraňových nosičích vyráběných v Německu a jeden z Heisenbergových mužů byl později spatřen v Peenemůnde, kde se stavěla „zbraň odplaty", nadzvuková střela V-2. Také se stavěly jednodušší V-l. Ty, pokud by se trefily radioaktivní hlavicí do postavení spojeneckých vojsk na jihu Anglie před naloděním nebo později v Normandii, mohly způsobit nevídané ztráty.14 Hrozby byly brány tak vážně, že Eisenhower souhlasil s tím, aby Geigerovy detektory a příslušně vyškolení specialisté byli připraveni na pochod s jednotkami formovanými v Anglii pro den D (vylodění v Normandii)15. A pak, na samém sklonku roku 1943, když byl Oppenheimer nejvíce zaneprázdněn problémem plutoniové imploze, přijel do Alamos Niels Bohr; byl na útěku ze svého institutu v Kodani. Bohr byl laskavý postarší fyzik „vědec první fyzikální ligy." V průběhu let se na jeho institutu vystřídal každý, kdo něco znamenal, od Heisenberga, přes Oppenheimera až po synovce Lise Meitnerové Roberta Frische. 141

Bohr nyní přinášel vážné zprávy: 6. prosince 1942 - poté, co uprchl - vtrhla do jeho ústavu německá vojenská policie. Nezdařilo se jim sice ukrást zlaté medaile za Nobelovy ceny, které tam uchovávali. George de Hevesy je totiž rozpustil v nádobě se silnou kyselinou a nechal je v kapalné podobě 16 nenápadně na zadní polici. Ale šířili kolem sebe hrůzu. Zatkli jednoho z Bohrových kolegů, který v budově bydlel. A co bylo nejhorší. Kolovaly zvěsti, že silný ústavní cyklotron, předchůdce částkového urychlovače, byl rozebrán na součástky a odvezen do Německa. Cyklotrony dovedou vyrábět plutonium. Nato pak britská vojenská rozvědka hlásila, že navzdory sabotáži i pozdějšímu spojeneckému náletu, byla továrna ve Vemorku znovu uvedena do provozu. Inženýři z I. G. Farben zuřivě pracovali na obnovení provozu. Náhradní díly byly spěšně namontovány a výroba byla nyní vyšší než kdykoli předtím. V únoru roku 1944 norský odboj hlásil, že celá vyprodukovaná zásoba těžké vody má být odeslána do Německa. Co dělat? Byl to trýznivý okamžik, předvídající dilemata, s nimiž se spojenečtí fyzikové setkají o rok později při rozhodování o svržení bomby. Další přímý útok nebyl možný, neboť továrna ve Vemorku byla nyní příliš dobře střežena. Hlavní vlakové koridory byly rovněž účinně hlídány, byly tu jednotky pravidelné armády, detašované jednotky SS, pomocná letiště. Jediné slabé místo, kde bylo možno zásilku do Německa napadnout, bylo tam, kde se vagóny s těžkou vodou z Vemorku nalodí na své cestě na pobřeží Norska na trajekt přes jezero Tinnsjó. Podle plánu k tomu mělo dojít někdy uprostřed prosince roku 1944. Podaří-li se vlak potopit spolu s trajektem, žádní němečtí potápěči ho nedo142

káží vynést z hlubin jezera.17 Ale Tinnsjó bylo také hlavním přestupním bodem do zbytku Norska pro tovární dělníky z Vemorku a jejich rodiny. A byla to také oblíbená turistická trasa. Na trajektu byly vždy nevinné rodiny výletníků. Koho že pro vyšší dobro zabít? 2 Kvůli rovnici, mohutné síle nabízené E = mc , fyzici žádali strašný čin, horší, než jaký snad lze od člověka žádat. Knut Haukelid byl jedním z Noru, kteří zůstali po útoku na továrnu v týlu, těžce se protloukal po Hardangerské plošině, přežil masivní štvanice. Nyní už byl velmi zkušený, znal vše co se týkalo sabotáže. Jak se vloudit do města, najít spolehlivé lidi, a sestavit a vyzkoušet všechny potřebné trhaviny a načasovat je. Ale o to teď nešlo. Cestoval tak daleko a tolik zkusil, aby zachránil svoje spoluobčany. Nyní je bude zabíjet, nechá je utonout v ledové vodě. Norské velení do Londýna: NÁSLEDUJÍCÍ ZPRAVA :...POCHYBNOST ZDA VÝSLEDEK OPERACE VYVÁŽI REPRESALIE STOP NEUMÍME ROZHODNOUT JAK JSOU OPERACE DŮLEŽITÉ STOP PROSÍME ODPOVĚZTE TENTO VEČER POKUD MOŽNO STOP

Londýn Norskému velení: VĚC BYLA ZVÁŽENA STOP POVAZUJEME ZA VELMI DŮLEŽITÉ ABY TEZKA VODA BYLA ZNIČENA STOP DOUFÁME ZE SE TO DÁ PROVÉST BEZ PŘÍLIŠ KATASTROFÁLNÍCH NÁSLEDKU STOP PŘEJEME MNOHO ÚSPĚCHU STOP S POZDRAVEM AT SE DÍLO PODAŘÍ 18

Haukelid nemohl udělat víc, než že s přepravním technikem ve Vermorku zařídil, aby zásilka šla až dvacátého v neděli, kdy bude slabý provoz. (Odborová aktivita byla vždy ve Vemorku silná a v důsledku toho měl odboj zastoupení 143

a podporu i v továrně.) Předtím v sobotu pozdě večer, dorazil Haukelid se dvěma místními lidmi na zakotvený trajekt. Bezpečně se dostali na palubu, ale když slídili v podpalubí a hledali místo, kam uložit výbušniny, přistihl je noční hlídač, mladý Nor. Jednoho z Haukelidových společníků ovšem znal z místního sportovního klubu a rychle přikývl na souhlas, když mu předestřeli svoji krycí historku. Totiž že Haukelid a ten druhý, Rolf Sorlie, se musí ukrýt před Němci a potřebují si někam složit zavazadla. Zatímco ti dva stáli vzadu a rozmlouvali, Haukelid se Sórliem položili nálože. Přímo na přídi trupu, aby výbuch převrátil člun dopředu a šroub zůstal nepoužitelný ve vzduchu, což způsobí, že se nakloněný člun rychle naplní vodou a klesne ke dnu. Za půl hodiny byl Haukelid hotov. Když jsem opouštěl strážného, neměl jsem vhlavějasno, jak bych se měl vlastně zachovat... Vzpomněl jsem si na osud dvou norských strážných z Vemorku, jež Němci po tamním útoku poslali do koncentračního tábora. Nechtěl jsem Nora vydat Němcům. Pokud by však strážný zmizel, bylo nebezpečí, že to v Němcích ráno vzbudí podezření Spokojil jsem se s tím, že jsem si se strážným dlouho potřásal rukou a děkoval mu, což ho zjevně udivilo. 19 V Haukelidově složité pozici byli všichni zainteresovaní. Alf Larsen, hlavní inženýr ve Vemorku, byl předtím ten večer na slavnostní večeři a jeden houslista, který tam byl na návštěvě, říkal, že nazítří pojede trajektem. Larsen se mu pokoušel říci, že by se měl zdržet déle v tomto nádherném kraji, že lyžování teď opravdu stojí za to. Když nad tím však houslista mávl rukou, Larsen nedokázal dále naléhat. Člověk, na kterého měl kontakt v továrně mu řekl, že jeho stará matka se také chystá na loď. 144

Trajekt přesjezero Tinnsjo.

Bomba vybuchla v 10:45 ráno, pod člunem bylo 400 metrů vody. Při náhlém náklonu se plošinové vagóny vlaku utrhly, dveře se jejich nárazem otevřely. Matka továrního dělníka na palubě nebyla - syn ji nepustil z domu - ale houslista ano. Celkem bylo na palubě padesát tři lidí. Většina zdatných německých stráží si dokázala prorazit cestu a dostali se z potápějící lodi včas, ale mnoho žen a dětí bylo odstrčeno. Více než tucet cestujících byl uvězněn uvnitř. Několik sudů s jen málo pročištěnou vodou se pohupovalo na hladině jezera, a pasažéři, jimž se podařilo dostat pryč, ale už se nevešli do záchranných člunů (byť houslista se tam dostal) - se mohli vyškrábat na ně a vyčkat až do příjezdu záchranných člunů. Ale sudy s koncentrovanou těžkou vodou ve svém zpomaleném volném pádu předvedly, co obsahují. Jelikož molekuly těžké vody jsou složeny z jader těžších než obyčejná voda, sudy klesaly jako se závažím, zavířily kolem trajektu spolu s nevinnými pasažéry a klesly ke dnu.

Půldruhého roku nato, v srpnu roku 1945, čekalo 25 kilogramů vyčištěného uranu 235 (23SU), zapouzdřeného do 5 000 kilogramů korditu, s ocelovou výplní, pancéřovým krytem a odpalovacím mechanismem na těžkém podvalníku na nakládku letounu B-29 na ostrově Tinian. Ten byl vzdálen šest hodin letu od Japonska. Oppenheimer doma v Los Alamos monitoroval závěrečnou operaci. Kdyby byl jednodušší člověk, asi mohl být hrdý. Stavba „stroje" se spoustou vědců, továren a montážních jednotek, které se Heisenberg v Německu neúspěšně pokoušel dát dohromady, byla tady - na americkém břehu a pod Oppenheimerovým řízením - konečně dovedena k úspěšnému konci. Reky byly čerpány, aby zásobovaly výrobní závody a reaktory, byla postavena celá města kvůli ubytování desítek tisíc pracovníků, transmutací se podařilo stvořit nový chemický prvek. Byl to nesmírný úspěch. Fermiho první neutronový zdroj - použitý v Římě a založený na Chadwickově řešení - se vešel do dlaně. Další přístroj postavený Fermim v roce 1940 poté, co získal v New Yorku granty, měl rozměr několika objemných skříněk. Do roku 1942 - poprvé s hmatatelnou vládní podporou a pod Oppenheimerovým dozorem postavil Fermi vylepšený agregát, který zaplnil velkou část závodního squashového kurtu pod tribunami stadionu Chicagské univerzity. Verze, sestrojená o dva roky později, když se peníze do projektu atomové bomby jen sypaly, tvořily ústřední část 300 000 akrového pozemku v srdci státu Washington poblíž Hanfordu. Se svými pomocnými stavbami zabíraly víc plochy než celý římský ústav v roce 1934. Pár lidí, kteří znali celou historii, před nimi mohlo jen stát a žasnout. I plutoniový problém byl vyřešen, když matematici a experti na výbušniny konečně nalezli tvar, při němž klasické výbušniny plynule implodují do plutoniové koule. Pravi146

dělný přísun z plutonia washingtonské stanice se nyní dal zpracovat ve více bomb. Méně úspěšným továrnám v Tennessee se rovněž podařilo vyčistit malé množství uranu. A byl to právě celý výtěžek Tennessee - prakticky veškerý 23S uran U, co měly Spojené státy k dispozici - jež se nyní nakládal na Saipanu. Heisenbergovu práci se podařilo zablokovat. V roce 1945 nalezly postupující spojenecké armády v Německu celé továrny často podzemní, kde v mnoha řadách nad sebou stály kompletní proudové letouny a občas i letoun na raketový pohon. Ale potopení lodi na jezeře Tinnsjó zaručilo, že konstrukce atomové bomby pokročila jen nepatrně. Přestože se Heisenberg pokoušel pokračovat. Ještě v roce 1942, když to vypadalo, že by finanční podpora mohla klesnout, zaníceně vysvětloval na konferenci čelných nacistických funkcionářů potenciální sílu atomové bomby ve snaze získat fondy zpět. I ted", když už byla válka skoro jistě prohraná, nařídil, že práce mají pokračovat v městečku Hechingen. Tam se ubytoval v ulici přímo naproti domu, kde bydlíval Einsteinův bohatý strýček. Ten, co podporoval rodinu v jejích obchodních snahách, a tak vlastně zajistil Albertovi možnost k přípravě na univerzitu. Zařízení přestěhované z Berlína a Lipska bylo promyšleně nainstalováno v místě, kde ho žádné průzkumné letadlo nemohlo najít. Bylo umístěno v jeskyni v jednom přilehlém městě. Jeskyně se nacházela ve skalní stěně, na vrcholku oné skály stál kostel - a ten a jedině ten byl z nebe vidět.20 Heisenberg si vždycky liboval ve velkých gestech. Když jedné noci na výletním ostrově v Severním moři zkoncipoval kvantovou mechaniku vylezl na vrchol nejbližší duny a čekal tam až do svítání, ve snaze napodobit romantické postavy z obrazů Caspara Davida Friedricha. Nyní na občasných výletech z jeskyně, šplhával na nejvyšší bod ve městě, 147

vstupoval do kostela, sedal k varhanům a tam ve své samotě hrával s výmluvnou zběsilostí Bacha. Nukleární reakce přitom již hodně pokročily od lipských dob. Němečtí vědci nakonec dosáhli asi poloviční úrovně jaderného štěpení, které je zapotřebí k udržení řetězové reakce. Heisenberg ale věděl, že dál se už nedostane. Nakonec ho v Alpách dopadlo americké komando a on se vzdal, jako by to očekával, přestože jednotky wehrmachtu 21 dosud v přilehlých městech bojovaly. Heisenberg bude po svém odkládaném propuštění v roce 1946 v Německu uvítán jako hrdina. Naproti tomu Oppenheimer už před koncem války věděl, že jeho poválečný život nebude jednoduchý. V třicátých letech byl levičákem, což mu jako berkeleyskému profesoru fyziky sice nemuselo uškodit, jenže poté, co se stal šéfem Los Alamos, FBI slídila úplně všude. Při prvních výsleších před vojenskou rozvědkou zalhal o některých detailech své minulosti. Pár vlivných lidí ho chtělo vyhodit, ale Groves ho chránil, a tak ho jeho nepřátelé na oplátku začali trápit. Většinu svého ředitelování měl odposlouchávaný telefon, rovněž přidělený byt byl plný odposlouchávacích zařízení, jeho bývalí přátelé byli rovněž vyslýchám a on sám byl na výletech sledován. Jeho manželka začala pít, a ne málo. Sám sice zatím napaden nebyl, ale věděl, že ho mohou vydírat. FBI ho sledovala při jeho návštěvách v Saň Franciscu, kde trávil noci s jednou přítelkyní, s níž si bývali v minulosti blízcí. Co ale bylo důležitější: věděl, co se stalo na jezeře Tinnsjó, věděl, co je uskladněno v Pacifiku. Dnes se běžně prohlašuje, že atomové bombardování Japonska bylo jednoznačně oprávněné. Alternativou byla pozemní invaze, která by nutně byla daleko horší. Ale v té době to nebylo tak jasné. Jádro japonské armády nepředstavovalo pro Američany žádnou hrozbu. Bylo odříznuto v Cíne, přičemž americké 148

ponorky byly schopné zabránit mu v návratu na domovské ostrovy. Velká váha ruské armády hrozící ze severu by jinak musela být schopna tyto armády zničit, jakmile se nashromáždí v dostatečném počtu. Japonský průmysl byl z velké části vybombardován. Už předtím v roce 1945 dostaly americké strategické bombardéry za úkol zničit třicet až šedesát velkých a menších měst. Do srpna jich vybombardovali 22 padesát osm. Douglas MacArthur, vůdčí osobnost pacifického tažení, neočekával, že bude zapotřebí invaze. Admirál Leahy, velitel sboru náčelníků štábů, později skálopevně tvrdil, že atomová bomba nebyla zapotřebí. Curtis LeMay, náčelník strategického bombardovacího letectva, s ním souhlasil. Dokonce generál Eisenhower, jenž bez skrupulí zabil tisíce nepřátel, když šlo o to ochránit vlastní vojáky, nebyl této myšlence vůbec přátelsky nakloněn. Právě v té době vysvětloval Henrymu Stímsonovi, postaršímu ministru války: „Řekl jsem mu, že jsem proti tomu ze dvou důvodů. Za prvé, Japonci byli připraveni se vzdát a nebylo nutné házet po nich takovou hroznou věcí. Za druhé, příčila se mi myšlenka, že právě naše země použije tuhle zbraň jako první... Starého pána jsem tím ovšem přivedl k zuřivosti".23 Pocit, že to možná nebude potřeba, byl tak silný, že se mluvilo o tom, že by se měla nejdřív předvést ukázka, nebo alespoň upravit formulace v kapitulačních podmínkách tak, aby bylo zřejmé, že císař může zůstat na trůně. Oppenheimer se zúčastnil mnoha těchto schůzí. Pozorně naslouchal, argumentoval - často trochu opatrnicky - pro použití, bude-li to zapotřebí, ale podporoval klauzuli o beztrestnosti japonského císaře. Tyto argumenty nezabraly. Trumanovým nejvlivnějším poradcem byl Jimmy Byrnes, muž generace LymanaJ. Briggse, ale zdaleka ne tak mírné nátury. Étos, v němž byl Byrnes 149

vychován, byl, že když bojuješ, bojuješ vším, co máš po ruce. Vyrůstal v Jižní Karolíně v 80. letech 19. století bez otce a jen s nevelkým vlivem školní docházky. (Návštěvníci jeho rodného státu v dřívějších dobách psali o svém údivu nad tím, jakou vzácností bylo setkat se ve dvanáctičlenné porotě s dvanácti muži, kteří by měli všechny své oči a uši. Jižní Karolina měla stále étos hraničářské společnosti a dloubání očí, kousání a sekání nožem byly obvyklými způsoby, jimiž se řešily hádky.) Byl to právě Byrnes, kdo se postaral o to, že klauzule ochraňující císaře - která mohla obměkčit japonské odpůrce kapitulace - byla vypuštěna. Alternativy přitom nebyly nesmyslné: buď jen čekat, až se ponorková blokáda zatáhne, nebo nechat postupující Rusy udělat špinavou prácí. Poznámka z prezidentova „Prozatímního výboru" ze dne 1. června 1945 zní: Pan Byrnes navrhl a výbor schválil, že... bomba má být použita proti Japonsku co možná nejdříve; že má být použita proti válečné továrně obklopené dělnickými čtvrtěmi; a má být použita bez předchozího varování."24 Jedna část Oppenheimera to přijala se souhlasem; druhá část jeho osoby - zvláště když byl mimo Washington si nebyla jistá. Ale záleželo na tom? Pomohl přivést tyhle mohutné síly na svět, ale nyní byl jejich nejméně významnou součástí. Oppenheimerův nadřízený Leslie Groves byl generál Groves. Los Alamos byl projekt armády Spojených států. Armáda konstruovala zbraně, aby jich použila.25 Nakládka atomové bomby začíná.

150

13 8:16 ráno nad Japonskem

Hvízdající, vývrtkovité rotující bombě („tvarem připo1 mínající odpadkový koš s křidélky" ) trval pád z bombardéru B-29 přesně čtyřicet tři vteřin. V její střední části byly malé dírky, kudy byly při jejím upuštění vytrženy drátky. To odstartovalo časový spínač prvního odjišťovacího systému. Další malé dírky vyvrtali v Novém Mexiku výše do jejího ocelového pláště, tam se v průběhu volného pádu odebíraly vzorky vzduchu. Když se propadla do výšky 2 100 metrů (7 000 stop) nad zemí, barometrický spínač zapojil druhý odjišťovací systém. B-29 byl ze země vidět jen jako drobounká stříbřitá tečka, a bomba - ani ne tři metry dlouhá a třičtvrtě metru široká - byla příliš malým smítkem, než aby ji bylo vůbec vidět. Z bomby byly vysílány dolů slabé rádiové signály k nemocnici Šina ležící přímo pod ní. Některé z těchto signálů se absorbovaly ve zdech nemocnice, většina se jich však odrazila zpátky k obloze. Ze zádi bomby poblíž otočných křidélek vyčnívala řada tenkých prutových antén. Ty sbíraly vracející se rádiové signály a z časové prodlevy mezi vypuštěním a návratem elektronicky stanovovaly zbývající vzdálenost k zemi. V 580 metrech přišel poslední odražený rádiový signál. John voň Neumann s kolegy vypočítali, že bomba explodující značně výše by rozptýlila většinu svého tepla do atmosféry; zatímco kdyby vybuchla níže, vyhloubila by ohromný kráter do země. Výška něco pod 600 metrů se jevila jako ideální.2 Elektrická jiskra zapálila nálože s korditem a nastal konvenční výbuch. Malá část celkové hmoty vyčištěného uranu byla nyní vstřelena dělovou hlavní, nacházející se uvnitř bomby. Podle prvních plánů mělo být toto dělo velmi těžké zařízení, víceméně kopie velkého kanónu ame151

rického námořnictva. Teprve po několika měsících si jeden z Oppenheimerových mužů uvědomil, že námořnická děla jsou tak těžká jen proto, aby přestála zpětný náraz po výstřelu. To tady samozřejmě, nehrálo žádnou roli - dělo mělo vystřelit pouze jednou. Místo původně uvažovaných 2,5 tuny vážilo nakonec pouhou pětinu této hmotnosti. Vystřelená část uranu proletěla asi metr dlouhou hlavní kanónu a zabořila se do masy ostaního uranu. Nikde na Zemi nebyly nikdy předtím nahromaděny desítky kilogramů takto vyčištěného uranu. Uvnitř něj se nacházelo množství uvolněných, zbloudilých neutronů. Atomy uranu byly sice dobře chráněny elektronovými mračny svého vnějšího obalu, ale neutrony nemají žádný elektrický náboj, a nebyly proto elektrony ovlivněny. Prolétly vnější elektronovou bariérou jako sonda křižující dráhy planet při letu našemu Slunci - a i když mnohé zase rovnou vylétly na druhé straně ven, některé přeci jen byly na srážkové trajektorii s maličkým jadérkem uprostřed. Jádro obvykle brání cizím částicím ve vstupu, jelikož vře kladně nabitými protony, ale neutrony nemají žádný elektrický náboj a jsou tedy neviditelné pro protony. Přilétající neutrony vnikají do jádra, vychylují ho z rovnováhy, způsobují tam zmatek a rozkmitávají ho. Atomy uranu vytěžené na Zemi byly každý přes 4,5 miliardy let starý. Jen velice mocná síla, dávno před vznikem Země, dokázala stlačit jejich elektřinou sršící protony dohromady. Po vytvoření uranového jádra přišla ke slovu silná jaderná interakce. Jako mocný klih udržela protony pohromadě po celé následující dlouhé epochy. Když se Země ochlazovala a utvářely se kontinenty, když se Amerika oddělila od Evropy a severní Atlantský oceán se pomalu zaplňoval, když se sopečné jícny rozevřely na druhé straně ze152

niěkoule a vytvořily zárodek budoucího Japonska. Jediný neutron navíc však nyní tuto rovnováhu zvrátil. V momentě, kdy rozkmit jádra stačil k roztržení vazby silné interakce, dostala se ke slovu opět obyčejná odpudi3 vá elektrická síla mezi protony. Jediné jádro neváží mnoho a jeho odlomená část váží ještě méně. Ani v důsledku její ohromné rychlosti se ostatní uran příliš nezahřeje. Ale hustota uranu dostačovala k tomu, aby se rozeběhla řetězová reakce, a brzo tu nebyly pouze dva řítící se úlomky uranového jádra, nýbrž čtyři, osm, šestnáct a tak dále. Hmota se při tomto štěpení atomů „ztrácela" a přecházela do formy energie odlétajících úlomků jádra. Proces E = 2 4 = mc právě probíhal. Celá posloupnost násobně se větvících rozpadů a výronů neutronů byla ukončena během pouhých pár milióntin vteřiny. Bomba stále ještě visela ve vlhkém ranním vzduchu, na svém povrchu orosená, neboť před pouhými čtyřiceti třemi sekundami se nacházela v chladném vzduchu ve výšce 9 500 metrů, a nyní, 580 metrů nad nemocnicí, bylo příjemných 27 ° C. Po dobu trvání převážné části jaderné reakce se bomba propadla už jen o pouhý zlomeček milimetru; z vnějšku pouze jakési první podivné vybouleniny na jejím ocelovém povrchu mohly naznačit, co probíhá uvnitř. Řetězová reakce mezitím prošla osmdesáti následnými „generacemi" zdvojení. U několika málo posledních byly střepiny rozbitých uranových jader již tak početné a pohybovaly se tak rychle, že začaly zahřívat kov ve svém okolí. Těch několik posledních zdvojení bylo kritických. Představte si, že máte na zahradě rybník, na němž plave kousek leknínu, jenž každý den zdvojuje svoji plochu. Za osmdesát dní leknín rybník úplně pokryje. Kterého dne bude

153

polovina rybníka ještě volná, otevřená slunci a vzduchu? Sedmdesátého devátého dne. 2 V tomto okamžiku veškeré působení reakce E = rač skončilo. Žádná další hmota se již „neztrácela"; žádná další čerstvá energie nevznikala. Energie pohybu rozbitých jader se prostě přetransformovala do tepelné energie - podobně, jako když mnutím rukou zahřejete svoje dlaně. Ale uranové úlomky se třely o nehybný kov nesmírnou rychlostí, díky 2 onomu vynásobení c , V mžiku se pohybovaly nezanedba5 telným zlomkem rychlosti světla. Tření a nárazy způsobily, že kovy uvnitř bomby se začaly zahřívat. Začaly poblíž tělesné teploty čili 37 ° C, pak dosáhly teploty vařící se vody 100 ° C, pak teploty varu olova 560 °C. Ale zdvojující se generace řetězové reakce pokračovaly a štěpilo se stále více uranových atomů, takže teplota dosáhla 5 000 °C (teplota slunečního povrchu), pak několika milionů stupňů (teplota ve středu Slunce) a rostla dál. Po krátký okamžik byly ve středu „zavěšené" bomby podmínky podobné těm, jež tu byly v počátečních fázích vzniku vesmíru.6 Teplo postupuje ven. Prochází ocelovou výplní kolem uranu a stejně snadno tím, co bývalo několikatunovým masivním pláštěm bomby, ale pak se zastavuje. Jakékoli entity horké tak jako tato exploze, mají energii, jež se musí uvolnit. Začíná emitovat rentgenové paprsky v ohromných kvantech. Některé míří směrem vzhůru, některé do stran a zbytek v širokém prostorovém úhlu k zemi. Exploze se vznáší; úlomky se pokoušejí ochladit. Ustrnou a vyzáří velkou část svojí energie. Po uplynutí 1/10 000 vteřiny, když už rentgenová sprška pominula, tepelná koule pokračuje ve svém rozpínání. Teprve teď začíná, být centrum výbuchu vidět. Fotony obyčejného světla se nemohly prodrat emisí rentgenové154

Výbuch atomové bomby v prvních milisekundách (nahoře) a rozrývání země v průběhu expanze, před tím než bomba vytvořila hřibovitý mrak (uprostřed; dole).

ho záření; viditelné mohlo být jedině žhnutí po obvodu (těchto emisí). Když se objeví plný záblesk, je to, jako by se roztrhla obloha. Objekt, který se zjeví, se podobá jednomu z oněch gigantických sluncí ze vzdálených částí naší Galaxie. Při pohledu ze země zaplňuje několiksetnásobně více oblohy než obyčejné pozemské Slunce. Nadpozemský objekt plane plnou silou asi půl vteřiny a pak začíná pohasínat, za další dvě nebo tři vteřiny se vyčerpá. „Vyčerpání" z velké části nastává vyzářením tepelné energie. Ohně se rozhoří takřka okamžitě. Všude dole lidská kůže exploduje a visí ve velkých cárech z těl. První z desítek tisíc obětí právě v Hirošimě umírají. 155

Přinejmenším třetina energie z řetězové reakce uniká při tomto mohutném záblesku. Zbytek pak následuje vzápětí. Teplo podivného objektu stlačuje normální vzduch urychluje ho na rychlosti, jež tu nikdy předtím nebyly výjimkou okamžiků, kdy sem ve vzdálené minulosti dorazil velký meteor nebo kometa. Rychlostí pohybu mnohonásobně předčí jakýkoli hurikán - pohybuje se vlastně tak rychle, že je naprosto tichý, neboť předběhne jakýkoli zvuk, jež jeho nesmírná síla vytvořila. Po něm následuje druhá tlaková vlna, o něco pomalejší; poté se atmosféra vrací zpátky, aby zaplnila vytlačenou dutinu. To nakrátko sníží hustotu vzduchu prakticky na nulu. V jisté vzdálenosti od výbuchu začínají nyní vybuchovat formy života, které dosud přežily, neboť jsou krátkodobě vystaveny vakuu jako v mezihvězdném prostoru. Malé množství uvolněného tepla se ale vůbec nemůže dostat pryč. Zůstává na místě, vznáší se tam, kde dříve byly roznětky, antény a kordit. Za několik vteřin začíná stoupat. Přitom nabývá na objemu a v dostatečně velké výšce se rozplývá. A když se pak zjeví velký hřibovitý mrak, první práce E - mc2 zde na planetě Zemi byla dokonána.7

156

po konce času

14 Sluneční ohně Záblesk světla z výbuchu nad Hirošimou z roku 1945 proťal oběžnou dráhu Měsíce. Část záření se od něj odrazila zpětkZemi; většinapokračovaladál, putovalake Slunci adál donekonečna. Záři by bylo bývalo možno vidět z Jupitera. Z pohledu galaxie to však bylo absolutně bezvýznamné bliknutí. Naše Slunce samo vychrlí energii ekvivalentní mnoha milionům takovýchto bomb každou sekundu. Neboť E = mc2 je všeobecně platná v celém vesmíru. Všechna ta bojující komanda, úzkostliví vědci a chladní byrokraté, všechno to je jen kapka, jen nepatrné šeptnutí v nesmírně mocném mumraji rovnice. Einstein a ostatní fyzici to věděli dávno. Bylo jen souhrou osudu, že prudký vývoj techniky a tlak válečných dob vedly k tomu, že rovnice byla poprvé aplikována ve vojenské oblasti. V tomto oddíle knihy přejdeme k daleko širší perspektivě. Povzneseme se nad pozemskou technologii a ukážeme, jak její řád prolíná vesmírem, jak řídí vše od zážehu prvních hvězd až po zánik života. Od objevu radioaktivity v 90. letech 19. století měli vědci podezření, že by se uran nebo podobné palivo mohly uplatňovat v širším vesmírném měřítku, a zvláště pak v našem 157

sálajícím Slunci. Bylo zapotřebí něčeho takto mocného, poněvadž Darwinovy poznatky jakož i geologická zjištění ukázaly, že Země musí existovat a být Sluncem zahřívána již miliardy let. To by uhlí nebo jiná konvenční paliva svojí výhřevností nikdy nedokázala zajistit. Bohužel, astronomové nedokázali najít na Slunci žádné stopy po uranu. Každý prvek vysílá svůj specifický vizuální signál a optický přístroj zvaný spektroskop (neboť rozkládá „spektrum") jej umožňuje identifikovat. Zaměříme-li však spektroskop na Slunce, jeho hlášení je jasné. Není tam žádný uran, thorium ani žádný jiný známý radioaktivní prvek. Co ale ve světle ze vzdálených hvězd i z našeho Slunce naopak ihned bilo do očí, byl fakt, že uvnitř je vždy přítomno železo, spousty a spousty surového kovu. V roce 1909 v době, kdy Einstein mohl konečně opustit patentový úřad, existovaly přesvědčivé argumenty, že Slunce je z 66 procent složeno z ryzího železa. To nebyl zrovna povzbudivý výsledek. Uran totiž může vyzařovat energii v souladu s rovnicí E = mc2, poněvadž uranové jádro je tak velké, že stěží drží pohromadě. Železo je jiné. Jeho jádro je jedno z nejdokonalejších a nejstabilnějších, jaké si lze představit. Koule ze železa., i kdyby šlo o roztavené, plynné nebo plazmatické (ionizované) železo, prostě nemůže vyzařovat teplo po miliardy let. S vidinou použití E = mc2 k vysvětlení, proč hvězdy a celý vesmír svítí, byli vědci najednou v koncích. Okna vesmíru byla dokořán a astronomové před nimi stáli v údivu. Člověk, který překonal tuto bariéru, umožnil E = nu? se uplatnit, byla mladá Angličanka, jménem Cecilia Paynová. Hrozně ráda sledovala, kam až ji její mysl dokáže zavést. Bohužel, učitelé na Cambridgi, kam vstoupila v roce 1919, neměli žádný zájem o takové bádání. Změnila svůj hlavní studijní 158

HHMM

Cecilia Paynová.

obor, pak ještě jednou, a nakonec se začala věnovat astronomii. Ale když se Paynová rozhodla pro cokoliv., výsledky byly impozantní. Vyděsila nočního asistenta u univerzitního dalekohledu už první večer, kdy se tam objevila, když studovala teprve pár dní. „Utekl dolů po schodišti/' vzpomínala, „a supěl: Tam nahoře je ženská, co klade otázky." Ale nenechala se odbýt a několik týdnů na to vyvolala jiný incident: „Jela jsem na kole k observatoři sluneční fyziky a na mysli mi tanula jistá otázka. Spatřila jsem mladíka, blond vlasy mu padaly do očí, jak sedí obkročmo na střeše jedné z budov a opravuje ji. ,Přišla jsem se zeptat/ křičela jsem na něj nahoru, ,proč se ve spektrech hvězd nepozoruje Stárkův efekt'."1 Tentokrát však její objekt neutekl. Byl to totiž astronom Edward Milné. Tak se spřátelili. Paynová se snažila vtáhnout přátele, humanitní studenty, do astronomie, která ji vzrušovala. A i když ti tomu, co říkala, asi příliš nerozuměli, projevovali zájem. Patřila k lidem, s nimiž se ostatní cítí dobře. V jejích pokojích na Newnham College bylo prakticky pořád plno. Jeden přítel napsal: „...uvelebená na zádech na podlaze (nenávidí křesla) hovoří o všem pod Sluncem, od etiky až po novou teorii výroby kakaa." 159

Rutherford tou dobou již na Cambridgi učil, nevěděl však co si s Paynovou počít. K mužům býval drsně upřímný a přátelský, k ženám byl též drsně upřímný ale dost brutální. Na přednáškách k ní byl krutý, snažil se přimět všechny chlapce v posluchárně, aby se bavili na účet této jediné ženy ve svém středu. Nepřestala tam však kvůli tomu chodit, na seminářích dokonce dokázala udržet krok s nejlepšími studenty. Ale ještě po čtyřiceti letech, poté co jako profesorka na Harvardu odešla do důchodu, si vzpomínala na řady řičících mladíků snažících se zavděčit svému profesorovi. Na univerzitě však byl také Arthur Eddington, tichý kvaker, který se s velkým potěšením stal jejím studijním vedoucím. Nikdy sice neupustil od své rezervovanosti - čaj se studenty se podával pravidelně v přítomnosti jeho postarší neprovdané sestry - ale dvacetiletá Paynová u něj znovu probudila jakousi nevyslovenou úctu před silou čistého myšlení. Rád ukazoval, jak by asi bytosti žijící na planetě úplně zahalené v mracích byly schopny dedukovat vlastnosti nespatřeného vesmíru nad sebou. Tam nahoře budou muset být zářivé koule. Představoval si tok jejich úvah, neboť plynné mraky plující prostorem musí postupně vytvářet tak husté shluky, že se uvnitř nastartují jaderné reakce, rozsvítí se a stanou se slunci. Tyto zářící koule budou dostatečně hmotné, aby si přitáhly planety tančící kolem nich. A pokud bytosti na této smyšlené planetě jednou shledají, že náhlý vítr vyfoukal otvor v jejich mracích, zvednou hlavu a spatří vesmír zářících hvězd s obíhajícími planetami, přesně, jak si to představovali.2 Tep se zrychloval při pomyšlení, že by někdo na Zemi dokázal rozřešit problém železa, ve Slunci, a tak vlastně domyslet Eddingtonovu vizi. Když Eddington přidělil Paynové problematiku hvězdných niter, představující možná 160

začátek tohoto úkolu, zapsala si později: „Problém mě pronásledoval dnem i nocí. Vzpomínám si na živý sen: byla jsem ve středu [obří hvězdy] Betelgeuse, a viděno odtamtud, řešení bylo úplně jasné; za bílého dne ovšem bylo zase pryč." Ale dokonce ani s laskavým Eddingtonem za zády nemohla žena v Anglii udělat diplomovou práci na tomto poli, a tak odešla na Harvard a tam rozkvetla ještě více. Vyměnila své těžké vlněné oblečení za lehčí americkou módu 20. let. Našla si vedoucího diplomové práce, průbojného astrofyzika Harlowa Shapleyho. Líbila se jí svoboda na kolejích a neotřelá témata na univerzitních seminářích. Překypovala entuziasmem. Ale právě ten mohl všechno zmařit. Primitivní entuziasmus je pro mladé badatele nebezpečný. Jste-li radostně vzrušeni z nového oboru - plni nedočkavosti zapojit se do toho, co dělají vaši profesoři a kolegové studenti - obvykle to znamená, že se budete snažit kopírovat jejich postupy. Studenti, jejichž práce nějak vyčnívá nebo vybočuje z řady, naopak mívají důvod, proč si udržovat kritický odstup. Einstein nijak zvlášť nerespektoval curyšské profesory. Považoval je povětšinou za dříče, kteří si nikdy nepoložili otázku po základech svého učení. Faraday nemohl být spokojen s vysvětleními, jež opomíjely niterné city jeho náboženské víry. Lavoisier se cítil uražen vágní, nepřesnou chemií, jež mu odevzdali jeho předchůdci. U Paynové se něco z tohoto potřebného odstupu dostavilo až poté, co trochu lépe poznala své zábavné spolužáky z Ivy League: „Řekla jsem přítelkyni, že se mi líbí jedna z děvčat na naší ubikaci na Radcliffe College. Byla jsem šokována: ,Ale vždyť je to ZidovkaP procedila. To jsem fakt nechápala... Stejný po3 stoj zde měli ke spolužákům afrického původu." Také si všimla, co se odehrává v zadních místnostech 161

hvězdárny. V roce 1923 slovo computer neznamenalo elektrický přístroj. Označovalo lidi, jejichž jediným zaměstnáním bylo počítat. Na Harvardu se používalo pro skupinku starých panen s pokleslými rameny sedící v těchto zadních místnostech. Některé kdysi bývaly prvořadými vědeckými talenty („Vždycky jsem se chtěla naučit vyšší matematiku," říkala jedna, „ale [ředitel] si to nepřál"). Ale to už v nich bylo většinou dávno udušeno, když měly stále napilno s měřením poloh hvězd či katalogizováním stohů předchozích měření. Pokud se vdaly, mohly přijít o práci, pokud si stěžovaly na nízký plat, mohli o ni přijít rovněž.4 Lise Meitnerová mívala podobné problémy při svých badatelských začátcích v Berlíně, ale to se nedalo srovnat s tímto bezútěšným, život deprimujícím sexismem. Některým z harvardských „komputerů" se za několik desetiletí shrbené práce podařilo změřit více než 100 000 spektrálních čar. Ale co znamenají nebo jak zapadají do posledního vývoje ve fyzice, to nebylo určeno pro ně. Paynová se nehodlala nechat vtlačit do jejich řad. Údaje ze spektroskopu mohou být nejednoznačné tam, kde se čáry překrývají. Začala, se zajímat o to, do jaké míry je způsob, jak je její profesoři rozkládali, ovlivněn tím, co už měli předem na mysli. Pečlivě si prohlédne například následující písmena a pokuste se je přečíst n d e k c

e ý m t h

k m a o o

a a t p p

ž t i o í

Není to snadné. Začneme-li je však číst jako „Ne každý..." význam se najednou zjeví. Doktorský projekt, pro 162

nějž se Cecilia Paynová nakonec v Bostonu ve 20. letech rozhodla, měl za cíl potvrdit a dále rozvinout novou teorii o tom, jak lépe budovat spektroskopickou interpretaci. Její práce byla složitější než náš příklad výše: sluneční spektrální čáry vždy obsahují stopy více prvků a také dochází 5 ke zkreslením v důsledku vysoké teploty. Následující analogie nám pomůže ukázat, jak to Paynová udělala. Jsou-li astronomové přesvědčeni, že je na Slunci spousta železa (což se zdá přijatelné, vždyť je tolik železa na Zemi a v asteroidech), existuje pro ně pouze jeden způsob, jak číst mnohoznačný řetězec čar ze spektroskopu. Pokud měli například toto: vědciželezoodhalujíznovuk

přečetli to jako: v ě d c i železo odhalují znovu

a příliš se netrápili tím, že se znovu hláskuje nějak podivně. To k navíc může být chyba ve spektroskopu nebo nějaká zvláštní reakce na Slunci, nebo prostě jen útržek, který sem zabloudil z nějakého jiného prvku. Vždycky se najde něco, co přesně nesedí. Ale Paynová si zachovala hlavu otevřenou. Co když se nám to ve skutečnosti snaží sdělit: vědciželezoodhalujíznovuk

Procházela čáry ze spektroskopu znovu a znovu, pátrala po takovýchto dvojznačnostech. Každý uspořádával čáry jedním způsobem, aby se daly číst jako železo. Ale nedalo takovou námahu uspořádat je odlišně, takže se daly interpretovat ne jako železo, nýbrž jako vodík. 163

Ještě před ukončením doktorátu se její výsledky začaly ústně šířit mezi astrofyziky. Zatímco podle starých vysvětlení spektroskopických údajů bylo Slunce nejméně ze dvou třetin železné, podle interpretace této mladé ženy bylo z devadesáti procent z vodíku, přičemž zbytek tvořilo převážně téměř stejně lehounké helium. Bylo-li tomu tak, změnilo by se vše, co bylo dosud známo o tom, jak hvězdy hoří. Železo je stabilní a nikdo si nedokázal představit, že 2 by se transformovalo skrze E = mc a generovalo sluneční teplo. Co však dokáže takový vodík? Stará garda to věděla. Vodík nedokáže nic. Není tam, nemůže tam být. Jejich kariéry, všechny jejich podrobné výpočty, moc i povýšenost, které z nich pramenily, závisely na tom, že je na Slunci právě železo. Nenasbírala třeba tato žena jen spektrální čáry z vnější atmosféry Slunce namísto z jeho hlubokého nitra? Možná, že její interpretace je prostě zmatečná v důsledku teplotních posuvů a chemických příměsí. Vedoucí její disertační práce prohlásil, že se Paynová mýlí, jeho starý vedoucí disertační práce, majestátní Henry Norris Russell, prohlásil, že se mýlí, a proti tomu už bylo velice málo odvolání. Russel byl velice pompézní muž, nikdy nepřipustil, že nemá pravdu - a také ovládal většinu grantů a pracovních příležitostí na východním pobřeží USA. I tak se Paynová chvíli prala. Opakovala svoje důkazy, ukazovala, proč je její vodíková interpretace spektrálních čar stejně přijatelná, jako interpretace přes železo. A co více, snažila se vysvětlit, že nové poznatky - poslední výdobytky evropské teoretické fyziky - opravdu naznačují, že vodík může být palivem na Slunci. Nemělo to vliv. Dokonce se snažila dosáhnout až k Eddingtonovi. Ten se však stáhl, možná z přesvědčení, možná z opatrnosti před Russellem - nebo možná prostě jen ze staromládeneckého strachu z mladé ženy obracející se k němu s emocemi. 164

Její přítel ze studentských let na cambridgeské observatoři solární fyziky, mladý, plavovlasý Edward Milné, byl nyní uznávaným astronomem a upřímně se snažil pomoci, jeho vliv však nestačil. Došlo k výměně dopisů mezi Paynovou a Russellem, pokud však chtěla, aby její práci akceptovali, musela se kát. Do vlastní uveřejněné disertace musela vložit ponižující větu: „Neobyčejně hojný výskyt 6 [vodíku]... skoro určitě není reálný." Uplynulo ovšem jen pár let a plný dosah práce Paynové byl zřejmý, neboť nezávislý výzkum jiných týmů podpořil její spektroskopické reinterpretace. Byla ospravedlněna a prokázalo se, že se její profesoři mýlili. Ačkoli se profesoři Cecilii Paynové nikdy neomluvili a. snažili se všemožně zdržovat její odborný postup, cesta pro 2 aplikaci E = mc k vysvětlení slunečních ohňů byla nyní otevřená. Ukázala, že ono správné palivo se vznáší nahoře ve vesmíru, že Slunce a ostatní hvězdy, které vidíme, jsou ve skutečnosti velké čerpací stanice E = mc2. Jejich vlastní tlak způsobuje, že hmota vodíku zdánlivě úplně zaniká, ve skutečnosti se ale „protlačuje rovnítkem", takže to, co se předtím jevilo jako hmota, nyní vychází ve formě vzdouvající se výbušné energie. Několik výzkumníků si udělalo jméno na podrobnostech tohoto procesu, ovšem hlavní zásluhu měl Hans Bethe, týž člověk, který se později v roce 1943 stal spoluautorem memoranda Oppenheimerovi o pokračující německé hrozbě. Zde dole na Zemi se množství vodíkových atomů v naší atmosféře prostě jen v letu míjí. I kdyby byly drceny pod horou z kamene, doopravdy se k sobě „nedostanou". Avšak polapeny v blízkosti středu hvězdy, s tisíci kilometrů těžké hmoty nad sebou se mohou vodíková jádra přitisknout tak blízko k sobě, že se časem spojí a stanou se prvkem helia. 165

Kdyby se bývalo nestalo nic než toto, nebylo by to až tak důležité. Ale Bethe s kolegy nyní ukázali, že pokaždé, když jsou čtyři jádra vodíku stlačena dohromady, řídí se podle mocné subatomární aritmetiky, kterou použili už Meitnerová a její synovec Frisch onoho památného odpoledne na švédském sněhu. Hmotu čtyř vodíkových jader lze zapsat jako 1+1+1+1. Spojí-li se však dohromady do podoby helia, jejich součet se nerovná 4! Při velice pečlivém změření hmotnosti jádra helia nám vychází, že je to asi o 0,7 procenta méně, čili jen 3,971 hmotnostních jednotek. Těch scházejících 0,7 procenta odchází ven coby burácející energie. Zdá se to být zcela, nevýznamný zlomek, ale Slunce je mnohotisíckrát větší než Země a vodíkové palivo je tam k dispozici v úžasných objemech. Bomba nad Japonskem zničila celé město, když dala „zaniknout" jen několika gramům uranu, který přeměnila v energii. Příčina, proč je Slunce o tolik mocnější, tkví v tom, že přečerpá v čistou energii 4 miliony tun vodíku za sekundu. Tyto neustálé výbuchy našeho Slunce by byly pro lidské oko zřetelně viditelné ještě z hvězdy alfa Centauri, od níž nás dělí 39 bilionů kilometrů prostoru, jakož i z netušených planet při hvězdách daleko podél spirálního ramene naší Galaxie.7 Slunce čerpalo tolik energie včera, když jste se probudili - 4 miliony tun vodíku „protlačených" přes Einsteinovu rovnici z roku 1905 ze strany hmoty na stranu energie, vynásobených ohromnou hodnotou c2. A vyzařovalo tolik energie za úsvitu nad Paříží před pěti stoletími, a stejně když Mohamed poprvé hledal útočiště v Medině, a když dynastie Chán byla nastolena v Číně. Energie z milionů mizejících tun burácela nad hlavou každou sekundu, když tu vládli dinosauři. Týž běsnící oheň živil Zemi, zahříval ji a chránil po celou dobu její existence na oběžné dráze. 166

15 Stvoření Země

Práce Cecilie Paynové pomohla ukázat, že naše Slunce a všechny ostatní hvězdy na nebi jsou velké čerpací stani2 ce E = mc . Spalování pouhého vodíku samo o sobě však také mohlo snadno vést k sterilnímu, mrtvému vesmíru bez života. V rané historii vesmíru by došlo k velkým zábleskům, když vodíkové hvězdy vytvářely svoje helium. Ale původní, vodíkové palivo by se nakonec vyčerpalo a ohně 2 využívající E = mc by postupně pohasínaly a zanechaly by jen ohromné haldy vznášejícího se popela vypotřebovaného helia. Nic jiného by nikdy nevzniklo. Ke stvoření vesmíru, jak ho známe, tu musel být jakýsi „stroj" pro sestrojení uhlíku, kyslíku, křemíku a všech ostatních prvků, na nichž planety i život závisí. Nelze se spoléhat na jednoduchý vodíko-heliový spalovací kotel, protože ten tyto větší a složitější prvky vytvořit neumí. Ovšem Cecilia Paynová v sobě našla dostatek odvahy a nezávislosti, aby napadla všeobecné přesvědčení o tom, že hvězdy jsou vytvořeny ze železa., což otevřelo první etapu poznání. Ukázala, že ve hvězdách nad námi je ve skutečnosti tolik vodíku, že to umožňuje výskyt energetické posloupnosti 1+1+1+1 = ne tak docela 4,000, a udržuje tak atomový „plamen". Ale vytvoří se jen helium a dost. Kdo bude tak drze nezávislý, že půjde dál a ukáže, jak se E = mc1 uplatňuje i při vytváření prvků běžných na naší planetě, v každodenním životě? V roce 1923, když Paynová přišla na Harvard, zjistil úředník, jenž měl řešit problémy se záškoláctvím, že jeden sedmiletý chlapec strávil většinu uplynulého roku v místním kině. Mladý Fred Hoyle se sice vehementně hájil, že to mělo význam pro jeho vzdělání - na sledovaných titulcích se 167

totiž sám naučil číst - ale byl proti své vůli přinucen vrátit se do školy. Bude to právě tento mladý chlapec, jenž později učiní další důležitý krok a s konečnou platností rozřeší, jak vlastně Slunce i ostatní hvězdy hoří. Asi rok po jeho návratu do školy, dostala Hoylova třída za úkol sbírat květiny. Když se děti vrátily do třídy, učitel četl seznam květin a u jedné říkal, že má pět okvětních lístků. Hoyle si prohlédl exemplář, který sebral a dosud držel v ruce. Měl šest okvětních lístků. To bylo divné. Kdyby tam bylo o lístek míň, dalo by se to pochopit, jeden se mohl po cestě utrhnout. Ale jak jich mohlo být víc? Jak nad tím hloubal, vzdáleně slyšel pronikavý hlas, a pak: „Strašný pohlavek přistál na mém uchu," píše, „...na tom, na něž jsem měl později úplně ohluchnout. Jak jsem to vůbec nečekal, neměl jsem možnost o nějaký ten centimetr ucuknout, a sní1 žit tak tlakový ráz na bubínek a střední ucho." Hoyle byl pár minut v šoku, ale pak odešel ze školy a po návratu domů vysvětloval matce, co se stalo: „Poznamenal jsem, že jsem dal školskému systému příležitost přes tři roky, a jestli ještě po třech letech nevíme, že něco stojí za bačkoru, tak s námi není něco v pořádku."2 Matka s tím vcelku souhlasila, i jeho otec. Ten přežil dva roky jako kulometník na západní frontě neposloucháním geniálních rozkazů svých velitelů z vyšších vrstev, kteří po nich chtěli, aby v desetiminutových intervalech střelbou testovali svoje zbraně, což by bývalo udalo přesnou polohu jeho družstva německým přepadovým oddílům. Fred Hoyle dostal ještě rok odklad. „Každé ráno po snídani jsem vyrazil z domu, přesně jako kdybych chodil do školy. Já však směřoval k továrnám a dílnám v Bingley. Byly tam prádelny s klapajícími a hučícími stavy. Byli tam kováři a tesaři... Připadalo mi, že všichni s pobavením odpovídají na moje otázky."3 168

Fred Hoyle.

Časem ale byl nasměrován zpátky do školy, kde si pár laskavých učitelů teprve všimlo jeho talentu a pomohli mu získat stipendium. Nakonec studoval matematiku a astrofyziku na univerzitě v Cambridge a vedl si tak dobře, že si ho sám Paul Dirac vybral za svého žáka, což bylo neslýchané. A chodíval na čaj i s někdejším školitelem Paynové Eddingtonem - byť vzhledem k pověstem o jakési intelektuální „ostudě", do níž na Harvardu zabředla, jméno Paynové nebylo příliš frekventované. (Historie ale již byla přepsána: Henry Norris Russell a ostatní dávali nyní najevo, že „jim bylo vždycky jasné", že ve Slunci je spousta vodíku.) Problém, jak se hvězdám podaří použít helium jako další palivo v obřích čerpadlech E = mc2, nepokročil o moc dál, než kde jej ve 20. letech 20. století zanechala práce Paynové a její bezprostřední aplikace. Žár přes 10 milionů stupňů ve středu našeho Slunce dokázal taktak stlačit dohromady kladné náboje čtyř vodíkových jader, aby vzniklo helium. K stlačení jader tohoto helia v rámci spalovacího procesu, jež by dal vznik větším prvkům, bylo ale zapotřebí vyšších teplot. A vesmír však již byl dobře prozkoumán. Kde byste chtěli najít něco teplejšího než střed hvězdy? 169

Hoylův zvyk skládat věci dohromady vlastním způsobem mohl nyní nalézt uplatnění. Na začátku 2. světové války byl přidělen ke skupině zabývající se vývojem radarů a v prosinci roku 1944, po ukončení výměnné informativní návštěvy ve Spojených státech, uvízl v Montrealu, kde musel dlouho čekat na vzácný let přes Atlantik. Bloumal po městě i mimo něj a přitom někde získal informaci o britské výzkumné skupině v Chalk River (asi 100 mil od Ottawy). O projektu Manhattan mu sice nikdo nic oficiálního neřekl, ale ze jmen, s nimiž se tu setkal - včetně několika, co znal z předválečné Cambridge - si postupně vydedukoval hlavní obrysy přísně tajného, právě probíha4 jícího projektu v Los Alamos. Nejjednodušší způsob, jak nashromáždit surový materiál pro stavbu bomby, jak věděl ze zpráv publikovaných už před válkou, bylo „uvařit" plutonium v reaktoru. Také věděl, že Británie žádný reaktor nestavěla. To znamenalo, došel k závěru, že specialisté museli na plutoniové cestě narazit na nějaké nečekané problémy; asi s tím, aby zažehnutí proběhlo dostatečně rychle. Když však nyní viděl všechny ty odborníky v Kanadě, včetně pyrotechnických specialistů, uvědomil si, že problém musel být vyřešen. Oppenheimer a Groves měli kolem své plutoniové skupiny v Los Alamos ostnatý drát, ozbrojené stráže a více bezpečnostních úrovní kolem lidí, s nimiž přicházeli do styku. To je však nemohlo ochránit před člověkem, který dokázal přelstít neúprosný vzdělávací systém venkovského Yorkshire. Než si Hoyle konečně vyřídil sedadlo pro zpáteční let, měl už v hrubých obrysech jasno, k čemu vlastně došly ony stovky Oppenheimerových specialistů. U látky jako plutonium, která sama o sobě plně nevybuchuje, může rozbití atomů nastat, podaří-li se ji dostatečně rychle stlačit dohromady. Imploze ohromně zvyšuje tlak a teplotu. 170

Každý z účastníků bombového projektu viděl v implozi cosi výrazně prostorově omezeného, co se hodí jen pro plujniové koule o několika centimetrech v průměru. Ale proč • oblast musela zůstávat tak malá? Imploze byla mocná 5 technika na Zemi. Hoyle byl zvyklý sledovat své myšlenky camkoli. Proč by se nemohla uplatnit i u hvězd? Imploduje-li hvězda, také se zahřeje. Místo necelých 20 milionů stupňů se teplota v jejím středu může přiblížit - jak Hoyle rychle spočítal - až ke 100 milionům stupňů. To by mělo stačit k směstnání i objemnějších jader těžších prvků. Helium po mohutném stlačení vytváří uhlík. Při pokračující implozi se hvězdy mohou rozpálit ještě více a stvořit těžší jádra - kyslík, křemík, síru a další. Všechno nyní záviselo na tom, zda hvězda skutečně podstupuje tento vnitřní kolaps, ale Hoyle si uvědomil, že pro to existuje jeden dobrý důvod. Má-li hvězda ještě relativně malou teplotu 20 milionů stupňů, kdy spaluje pouze vodík, vyráběné helium se kupí jako popel v krbu. Po vypotřebování veškerého vodíku tento popel hořet nebude. Vyšší vrstvy hvězdy už nebudou nadnášeny zářením. Začnou se hroutit - přesně jako los alamoská bomba. Při implozi hvězdy dojde ke zvýšení její teploty ke 100 milionům stupňů, což stačí k zažehnutí heliového popela. Jakmile je toto helium vypotřebováno, už se nahromadil další popel a připravuje se další stádium. Uhlík nemůže hořet při 100 milionech stupních, takže nyní se sbortí další patro hvězdy. Teplota se zvýší a cyklus pokračuje. Je to, jako když se pomalu hroutí mnohapodlažní budova a nosné vzpěry v jednotlivých podlažích se po řadě ohýbají a lámou. E = mc2 hraje ústřední roli v každé fázi hoření - nejprve vodíku, pak helia a pak uhlíku, které získává svůj příkon z konverze hmoty v energii. Přistupuje k tomu ještě spousta detailů, mnohé objas171

nil Hoyle sám, ale idea převzatá z atomové bomby sehrála při vyřešení problému ústřední roli. Hoyle jednoduše přenesl implozivní proces z několika kilogramů plutonia pracně nashromážděného na Zemi na kouli ultrahorkého plynu na hvězdu mající stovky tisíc kilometrů v průměru, odlehlou v nesmírných vzdálenostech v prostoru. Pochopil, jak hvězdy vaří prvky života. Až hvězdy vypotřebují své poslední možné palivo, je logické, že se musí rozpadnout. Všechno, co vyrobily, bude přitom vyvrženo ven. Máme ve zvyku považovat svoji planetu za starou, ale v okamžiku, kdy se právě utvořila, nebesa již byla starodávná, plná milionů těchto vybuchlých obrů. Jejich erupce vyvrhly ven křemík, železo a dokonce kyslík, jichž bylo použito k vytvoření pozemské látky. V explozích dávných hvězd se vytvořilo také množství nestabilních prvků jako uran a thorium, a ty začaly být včleňovány do zemského tělesa. Při svých pokračujících explozích zlomky jader pronikaly při velkých rychlostech do okolní horniny. Spolu s počátečním teplem zanechaným zde od dob impaktních dopadů při utváření Země chránily radioaktivní „třesky" z uranu a podobných těžkých prvků hlubiny naší Země před vychladnutím. Opakované množství jejich rozpadů E = mc2 pomáhalo uvolnit pod povrchem dostatek tepla, v jehož důsledku se tenké kontinenty nahoře daly do pohybu a vytvořily pozemský reliéf. Na některých místech se části pomačkané tenké kůry natlačily na sebe navzájem a vytvořily vyzdvižené vrásy, jež nazýváme Alpy, Himaláje či Andy. Na jiných místech zpěněné teplo otevřelo trhliny, známé pod jmény Sanfranciská zátoka, Rudé moře nebo Atlantik. Ty se staly vynikajícími sběrnými nádržemi pro vodík, jenž mezitím přistál, zkom172

binoval se s kyslíkem, což postupně vedlo ke vzniku nekonečných oceánů rozčeřených vod. Železo v hlubokém nitru planety klokotalo svým vlastním vznešenějším způsobem, poháněné otáčením celé zeměkoule kolem její osy. To dalo vzniknout neviditelným magnetickým čarám - přesně takovým, jaké popisoval a reprodukoval Michael Faraday v suterénu londýnské Královské instituce o čtyři miliardy let později. Výsledkem byla neviditelná síť magnetických siločar, která vysoko nad naší hlavou pomáhala clonit samoorganizující se uhlíkové molekuly na povrchu, před většinou nejhorších spršek kosmické radiace. Sopky vybuchovaly směrem k nebi - poháněny konstant2 ním teplem získávaným dole z E = mc - a to vedlo ke vzniku kontinuálního „dopravníkovému pásu" z hlubokého podzemí. Klíčové stopové prvky byly vytlačovány nahoru a pomáhaly vytvořit úrodnou půdu. Nahoru byly rovněž vynášeny velké mraky oxidu uhličitého, které vytvářely v atmosféře mladé planety skleníkový efekt a zajišťovaly více slunečního tepla na povrchu potřebného pro život. Kde bylo teplo vytvářené atomy roztrhávajícími se dík E = mc2 zvláště koncentrované, dokázaly hlubokomořké sopky prorazit i kilometry chladných oceánských vod a daly vzniknout například Havajským ostrovům. Přeskočme několik miliard let a už tu jsou mobilní „shluky" uhlíkových atomů (jinými slovy, my!), brouzdají se nízko letícími oblaky kyslíku vytvořeného hvězdami, míchají si husté kofeinové nápoje z vodíkových atomů vytvořených při velkém třesku a čtou si o tom, proč jsou tady. Žijeme totiž na planetě, kde se E = mc2 neustále uplatňuje v technologiích kolem nás. Atomové bomby byly jednou z prvních přímých aplikací. Na počátku jich byla jen hrstka pracně vytvořená v laboratořích projektu Manhattan Brzy jich však bylo mnohem 173

víc, když po Hirošimě vznikla rozsáhlá infrastruktura továren, výzkumných ústavů a stipendií. Do konce 50. let 20. století bylo postaveno a připraveno k použití několik set atomových nebo vodíkových bomb. Dnes - dlouho po skončení studené války - je jich mnoho tisíc. K jejich vytvoření byly za ta léta uskutečněny stovky atmosférických testů, které vyvrhly do stratosféry nesmírné přívaly radioaktivních částic. Odtamtud byly zaneseny na každé místo 6 planety, staly se součástí těl každého z nás. Byly zkonstruovány jaderné ponorky se štěpnými prvky izolovanými uvnitř reaktorů, které vyzařují teplo, jež otáčí turbínami. Byly to obávané zbraně, ale umožnily zvláštní stabilitu v nejnebezpečnějších obdobích studené války. Předchozí generace ponorek, známá od 2. světové války, nebyla schopna trávit mnoho času na bojových stanovištích. Při plavbě na hladině ponorky z 2. světové války vyvinuly rychlost asi tak 20 km/h (jako člověk na kole). Když zvolily bezpečnější cestu pod vodou, pohybovaly se rychlostí pěší chůze 6 km/h. Po překročení poloviny severního Atlantského nebo Tichého oceánu měly už vypotřebováno tolik paliva, že musely podstoupit obtížné válečné tankování, nebo se otočit a rychle plout zpátky. Se stroji na jaderný pohon to bylo jiné. Ruské a americké ponorky se mohly dostat na dostřel a zůstat tam nepřetržitě týdny i měsíce. Bylo to nebezpečné předsunutí, ale zajišťovalo, že si druhá strana dávala velký pozor, aby skryté plavidlo něčím nevyprovokovala k odpálení raket. Na pevnině se vybudovaly obrovské elektrárny, využívající tepla E = mc2 k pohonu turbín generátorů. Není to možná nejrozumější energetická volba, vždyť i nejaderné výbuchy v elektrárnách mohou být docela hrůzostrašné.7 A nic neděsí firemní účetní více než pojem „neomezené ručení". Radioaktivní stěny, radioaktivní cement v základech a ra174

dioaktivní vyhořelé palivo z každého takovéhoto generátoru představují spoustu odpovědnosti, jíž se musí někdo zhostit. Ve Francii však na sebe tyto závazky přejala vláda a soudní řízení proti atomové energetice nejsou povolena. Kolem 80 procent elektřiny v zemi je z jaderných elektráren. Při nočním osvětlení Eiffelovky pochází elektřina ze zpomalených explozí dávných atomů, jako nad Hirošimou. 2 E = mc pokračuje v práci i u nás doma. Součástí detektorů kouře přišroubovaných ke stropu kuchyně bývá i kousek radioktivního americia. Detektor získává ke své činnosti dostatečný příkon odsáváním hmoty tohoto americia a jejím využitím ve formě energie (v přesné shodě s rovnicí). Po celé měsíce a roky generuje nabitý paprsek, citlivý na kouř. Červeně žhnoucí šipka „východ" v nákupních středis1 cích a v kinech rovněž přímo souvisí s E = mc . Tyto značky nemohou záviset na normálních energetických zdrojích, protože by s výpadkem elektřiny při požáru přestaly fungovat. Místo toho je uvnitř zataveno radioaktivní tritium. Značka obahuje dostatek křehkých tritiových jader, jejichž hmota se neustále „ztrácí" a mění na zářivou energii. V nemocnicích rovnici ve svých službách neustále využívá lékařská diagnostika. V zobrazovacích zařízeních známých jako skenery PĚT (pozitronové emisní tomografie) vdechnou pacienti radiaktivní izotopy kyslíku. Jádra těchto atomů se rozpadnou a záblesky paprsků energie vycházející ze zničené hmoty se zaznamenávají při jejich vysokorychlostním výstupu z těla. Výsledkem jsou přesné údaje, týkající se polohy nádorů, krevního průtoku a vstřebávání léků v těle. Tímto způsobem byly studovány například účinky prozacu na mozek. V radioterapii při léčbě rakoviny se na nádory zacílí miniaturní množství látek typu radiaktivního kobaltu. Nestabilní kobaltová jádra se rozpadnou, 175

hmota je opět odsouzena k zániku a výsledná energie se nasměruje k rakovinou změněné DNA a dokáže ji zničit. Za okny dopravních tryskových letadel zase neustále vznikají nestabilní radioaktivní formy uhlíku, vytvářené dopadajícími kosmickými paprsky, z nichž mnohé mají původ v odlehlých koutech Galaxie. Tuto látku dýcháme po celý život. Přiložme si dostatečně citlivý Geígerův čítač k ruce a zaregistrujeme zřídne tikání. (Ten ovšem „naslouchá" droboulinkým zmenšeninám Einsteinovy rovnice z roku 1905. Každý tik Geigerova čítače znamená, že na2 stala nejméně jedna operace E = mc , čili že nestabilní jádro nového uhlíku „vyvrhlo" přebytečný neutron získaný ve svrchní atmosféře.) Když však přestaneme dýchat - nebo když strom zemře či rostlina přestane růst - žádný čerstvý uhlík už dovnitř vstoupit nemůže. Tiky pomalu ustávají. 14 Tento nestabilní uhlík je slavný izotop C. Jsou to hodiny, jejichž využití způsobilo revoluci v archeologii. S použitím uhlíkového datování se dalo laboratorně dokázat, že Turínské plátno je středověký padělek. Část uhlíku ve lnu se totiž nevypotřebovává déle než od čtrnáctého století. Částečky uhlíku lze shromáždit z jeskyní v Lascaux, indiánských pohřebních mohyl, mayských pyramid, nalezišť raných kromaňonců a určit tak datum jejich vzniku. Vystoupíme-li ještě výše, nalezneme družice navigačního systému GPS amerického ministerstva obrany, které vytvářejí nad hranicí atmosféry jakousi vířivou mozaiku. Signály nepřetržitě vysílané dolů ovšem ztrácejí (jak jsme se dočetli v kapitole 7) synchronizaci v důsledku relativistického zkreslení času. A pravidelně u nich proto musí být „správný" čas nastavován programátory, kteří aplikují Einsteinovy poznatky pro korekci tohoto samovolného posuvu. A ještě dále žhavě trůní koule našeho Slunce, využívající konjunkturálně zvětšující moci c2 k zahřívání naší planety, jak to či176

nila po všechny ty miliardy let potřebné k tomu, aby se tato naše životem prodchnutá domovina vytvořila.

16 Bráhman zvedá oči k nebi

Přestože je Slunce ohromné, nemůže svítit navěky. Zahřívání celé sluneční soustavy vyžaduje nesmírné množství paliva, i v případě zdroje, které pohonné hmoty nasává přímo rovnítkem E = mc2. Sluneční hmotnost je nyní 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 tun, ale k zajištění kontinuálních mnohamegatunových odstřelů spotřebuje ve formě vodíkového paliva každý den asi 700 miliard tun své vlastní podstaty. Za dalších pět miliard let bude všechna nejsnáze dostupná část tohoto paliva vyčerpána.1 Až k tomu dojde a ve středu Slunce nezůstane nic jiného než heliový „popel", reakce se posunou trochu výše. Jak E = wc2 začne čerpat palivo blíže k povrchu, vnější vrstvy Slunce budou expandovat a. lehce se ochladí - přesně o tolik, aby zářily rudě. Žhnoucí Slunce bude pokračovat v rozpínání, až dosáhne úrovně Merkurovy oběžné dráhy. Kamenný povrch planety již bude roztavený, úlomky toho, co zůstalo, budou nyní stráveny v plamenech. O několik desítek milionů let později rudý obr našeho Slunce dosáhne oběžné dráhy planety Venuše a stráví rovněž ji. Ale co se stane pak? Někteří říkají, že svět skončiv ohni, 2 jiní, že v ledu Toto publikoval Robert Frost v roce 1923, když se pokoušel být farmářem na jablečné farmě ve Vermontu. Ale první koncept měl napsaný z doby svých studií na fakultě 177

v Amherstu, když míval hodně času na čtení. Většina vědeckých spisovatelů té doby se upnula k představě - populární od dob slavného francouzského přírodopisce Buffona, po celé viktoriánské období - o velkém ochlazení vesmíru. Ale jiní proti tomu stavěli starší apokalyptické obrazy ze Zjevení, kde konec předznamenávají oheň a potoky lávy. Co se opravdu stane Zemi, zahrnuje vlastně obojí. Všechny bytosti, které zůstanou případně na živu na povrchu Země L. P. 5 miliard, uvidí, jak se Slunce zvětšuje a zvětšuje, až zaplní asi polovinu denní oblohy. Oceány se vyvaří a skály na povrchu se roztaví. Život by eventuálně mohl migrovat na jiné planety, nebo přežít v hlubokých tunelech s použitím technologií, které si dnes nikdo nedokáže představit. Možná ale, že až vyprazdňující se Slunce zaplní oblohu, naše planeta už bude dávno pustá. Slunce se na těchto velkých rozměrech udrží ještě asi miliardu let. Heliový popel uvnitř bude postupně přebírat hlavní tíhu hoření - stále bude odčerpávat hmotu z tohoto světa, namísto ní produkovat divokou energii. Pak dojde ke smršťování, až „nosné vzpěry" zářivé energie příliš zeslábnou. Za čas bude ze Slunce vypotřebováno už tolik paliva, že hoření nadále nebude stabilní. To nakonec přinese led. Jak palivové kapsy uvnitř začnou docházet, sluneční povrch se bude propadat. Jakmile však vzplanou nějaké další rozptýlené palivové zdroje, energetický výkon se zase dunivě zvýší a sluneční povrch povyskočí nahoru. Při tom pokaždé dojde k aerodynamickému třesku, ale nebude to nic na způsob známého krátkého prásknutí, jako když letadlo překračuje zvukovou bariéru. V této fázi, šest miliard let do naší budoucnosti, to bude poslední dunění titánů. Při každém povyskočení se odvane dost hmoty, takže za pouhých pár set tisíc let tu bude daleko méně Slunce než 178

Subrahmanyan Chandrasekhar.

dříve. Co zbyde, bude slabé, nebude to už mít totéž gravitační pole jako předtím. Nebyla-li Země doposud rozpínajícím se Sluncem pohlcena, pak - po 11 miliardách let pravidelného obíhání - Slunce povolí svoje lana. Sluneční soustava se rozpadne a Země uletí pryč. Jeden z klíčových kroků v poznání toho, co se stane poté a kde E = mc2 hraje opět ústřední roli - učinil Subrahmanyan Chandrasekhar, vedoucí osobnost astrofyziky 20. století, jehož odborná kariéra překlenuje období bezmála šedesáti let. Objev přišel, když mu bylo teprve devatenáct let, v horkém létě roku 1930. Britskému impériu tehdy už zvonil umíráček, ale Candra (jméno, pod kterým byl běžně znám) se pohyboval stále uvnitř jeho držav na cestě z Bombaje do Anglie, kde nastupoval na postgraduální studium na Cambridgi. Toho srpna byly v Arabském moři bouře, které zahnaly všechny do kajut. Jakmile se však dal dohromady, Candra měl před sebou týdny poklidné plavby, několik archů papíru a rodinný zvyk, volný čas vždy produktivně využít. Byl to dokonce případ, kdy obvyklý rasismus impéria prokázal 179

svoje výhody. Candra byl bráhman s tmavou pletí a kdykoli si některé z dětí bílých pasažérů chtělo s ním hrát - a on nebyl proti, rodiče je rychle odvedli pryč. Během doby, kdy seděl nevyrušován ve svém palubním křesle, se stal jedním z prvních, kdo si uvědomili něco velice zvláštního o objektech nad naší hlavou. Bylo známo, že obří hvězdy mohou explodovat, když jejich svrchní části expandují poté, co se srazily s těžkým kolabujícím jádrem uvnitř. Ale co se stane s tímto zbylým jádrem? Candra byl kultivovaný mladý muž, sečtělý v literatuře indické i západní a především plynně ovládající němčinu. Studoval Einsteinovy články a setkal se s několika čelnými německými fyziky, kteří zavítali do Indie. Věděl, že husté jádro hvězdy je pod ohromným tlakem a jeho myšlenky se nyní zaobíraly faktem, že tlak je formou energie. A energie je pouze jiným druhem hmoty. Energie bývá rozptýlenější něž hmota, to ano, ale E = mc2 říká, že obě jsou pouze různými obměnami téže věci. Znovu opakujeme, že obě strany rovnice, strana „E" a strana „m", nemusí nutně „přecházet" jedna v druhou. Skutečný význam rovnice je spíše takový, že žmolek toho, co nazýváme hmota, je ve skutečnosti energie - jen ji v tomto převleku poznat! Podobně, též zářící nebo stlačený objem energie je ve skutečnosti hmotou. Jenom je náhodou v rozptýlenější formě, než jak se dá snadno identifikovat. Candra byl jen krok od pochopení procesu vedoucího k černým dírám. Pouze musel sledovat svoji logickou nit dál, do uzavřené smyčky, ne nepodobné Hlavě 22. Stlačené jádro hvězdy je pod spoustou nového tlaku, a tento tlak lze považovat za formu energie. A je-li někde soustředěna energie, okolní prostor a čas se chovají přesně tak, jako kdyby tam byla soustředěna hmota. Gravitace ve zbytkové hvězdě díky veškeré této „hmotě" zesílí. Ale silnější gravi180

táce více mačká to, co je uvnitř, což vede k dalšímu růstu tlaku. Ten lze ovšem zase považovat jen za další přírůstek energie, a tedy - jak Candra nyní se zatajeným dechem pro2 střednictvím E = mc pochopil - bude se chovat jako ještě více hmoty. Gravitace bude posilovat sama sebe! U dostatečně malé hvězdy je nárůst tlaku relativně nízký, takže ho nepoddajný materiál ve středu hvězdy vydrží. Nicméně u hvězdy dostatečně hmotné proces pokračuje pořád dál. Nesejde na tom, z jak tuhého materiálu hvězda je; naopak, je-li materiál ve středu mimořádně odolný, důsledky budou ještě horší. Předpokládejme, že se obří hvězda udržela pod ještě větším tlakem, než se očekávalo, nesmírné, nepředstavitelné biliony a biliony tun na ni tíživě doléhají. Nuže tento tlak navíc „bude" prostě další energií, což znamená, že se bude chovat tak, jako by měla 3 více hmoty, a gravitace a tlak se tím ještě zvýší. Bez ohledu na to, jak tvrdá substance se v jádru nachází, vnitřek hvězdy bude stále více drcen, až... Až co? Candra měl otevřenost mládí k neotřelým myšlenkám, ale i on si nyní musel dát oddych. Nechtěl náhodou předpovědět, že vnitřek hvězdy ve skutečnosti zmizí? Pokud by měl pravdu, pak se otevíraly trhliny v samotném pletivu vesmíru! Udělal si přestávku na modlitby a na jídlo. Dokonce strávil hodiny tím, že zdvořile naslouchal křesťanskému kazateli, který tomuto zbožnému hinduistovi vysvětloval, proč jsou všechna indická náboženství dílem ďábla. „On byl misionář," vzpomínal později Candra, „ale také... se snažil zalíbit. Proč být k němu hrubý?"4 Když se Candra vrátil k práci ve svém palubním křesle, uvědomil si, že vlastně neumí říct, co se stane se zbývající hmotou hvězdy, jež proudila do díry vytvořené tímto nekonečným kolapsem. Ale bylo známo - v souladu s jinou 181

Einsteinovou prací - že prostor a čas v blízkosti hvězdy budou její přítomností silně zdeformované. Žádné světlo se nikdy nedostane ven. Blízké hvězdy vtažené do její gravitační přítomnosti budou tím, co vypadá jako „prázdné" místo v prostoru, roztrhány na kusy. Toto ještě s některými dalšími poznatky se stalo jádrem moderní koncepce černých děr. Nicméně, po příjezdu do Anglie Candrovy představy odmítl prakticky každý, komu je předestřel; často s menší zdvořilostí než on dopřál misionáři. Sám Eddington, který býval takovou inspirací pro Cecilii Paynovou, byl už na podobné fantazie asi příliš 5 starý. Je to „hvězdná klauniáda", prohlásil. Je to „absurdní". Ale v 60. letech 20. století byla nalezena první hvězda (podíváte-li se směrem k souhvězdí Labutě, je to po jedné jeho straně) obíhající kolem oblasti, jež se našim dalekohledům jeví jako úplně prázdný prostor. Jediná věc, která by tohle mohla dokázat na tak malém prostoru, je právě černá díra. Existují silné důkazy, že ve středu naší Galaxie se nachází další černá díra, opravdu kolosální, jež se v průběhu eónů nashromáždila do tak velkých rozměrů proto, že v průměru pohlcuje ekvivalent jedné obyčejné hvězdy za rok. Prostoročas se opravdu „trhá" - jak Chandrasekhar jako mladík první pochopil. Čandra se ve 30. letech 20. století pokoušel prolomit Eddingtonovo nepřátelství. Když však zjistil, že ani ti z mladých britských astrofyziků, co věřili, že má pravdu, nemají odvahu zastat se ho na veřejnosti, Anglii nakonec opustil. V Americe se mu dostalo vlídnějšího přijetí. Ve spojení s Chicagskou univerzitou pak dlouhá desetiletí pokračoval v práci, která v roce 1983 vyvrcholila Nobelovou cenou. Bylo to více než půl století po cestě Arabským mořem, která se ukázala jako rozhodující pro pochopení toho, co pro nás má budoucnost ještě přichystáno. 182

Šest miliard let od nynějška, bude-li Země odmrštěna od vyhořelého Slunce, ti, co snad přežili, nebo snad nějaké citlivé přístroje na povrchu naší planety, uvidí obzor tmavší než dnešní noční obloha. I ostatní hvězdy totiž vypotřebují svoje palivo a budou odumírat, nejžhavější nejdříve, pak zbytek. Let Země těmito potemnělými dálavami nebude stabilní. Naše Mléčná dráha se dnes nachází na srážkové trajektorii s galaxií v Andromedě a za několik miliard let, příbuzně v době úniku Země ze sluneční soustavy (pokud nebude obětována), tato veliká srážka konečně nastane. Odstupy mezi hvězdami jsou tak velké, že většina kalných sluncí se prostě jen pomalu mine - bez přímé kolize - ale gravitační poruchy povedou k tomu, že dráha Země se opět změní. Pokud gravitační prak vymrští Zemi směrem dovnitř, za pár desítek milionů let bude v dosahu gigantické černé díry v galaktickém středu, která ji pohltí. Budeme-li naopak odmrštěni směrem ven, konec se tím jen oddálí. Ode dneška za 1018 let (l následovaná osmnácti nulami čili l 000 000 000 000 000 000 let ode dneška) se všechny galaxie zákonitě vyprázdní v důsledku takovýchto srážek. Černé díry ve středu galaxií budou pomalu a osamoceně plout dál, dál budou z vesmíru nasávat hmotu a energii, kdekoli se potkají s jinými objekty. Bude-li tím, na co náhodně narazí, jiná černá díra, prostě obě splynou a vytvoří ještě většího „otesánka". Jen krátce poté, co se Země dostane do dosahu jedné z nich, zmizí spolu s našimi případnými potomky ze světa. 32 Za 10 let se pravděpodobně začnou rozkládat i samotné protony a postupně tu zůstane velice málo normální 6 hmoty. Vesmír bude složen z velice redukované kategorie věcí. Budou tu elektrony toho druhu, jak jsme zvyklí, se záporným elektrickým nábojem, a budou tu zvláštní 183

antihmotné obdoby elektronů s kladným nábojem; spolu s neutriny a gravitony tu budou nabotnalé černé díry a dokonce i ochlazené zbytky fotonů, které zde zůstaly od prvních sekund vzniku vesmíru a stále se pohybují svoji věčnou rychlostí l 079 000 000 km/h i po té nepředstavitelně dlouhé době. Ale tady to ještě nekončí, protože, bude-li jim ponechán dostatek času, i černé díry se nakonec vypaří. Vše co pohltily, bude vydáno zpět - ale ne v nějaké rozeznatelné podobě, nýbrž jako odpovídající kvantum záření. Vesmír skončí ve stavu podivně transponovaném oproti tomu, jaký byl na začátku. Poněvadž v těch úplně prvních okamžicích stvoření, dlouho předtím, než se zformovalo Slunce, byl vesmír nesmírně hustý, úžasně „koncentrovaný". Velká hustota znamenala, že velká množství záření procházela E = mc2, ze strany „E" na stranu „m". Normální, důvěrně známá hmota se formovala z čisté energie, a nakonec vytvořila hvězdy, planety a známé životní formy. Ale teď, u konce času, více než 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 let do budoucnosti, je všemu jinak. Vše je daleko rozptýlenější, neohraničenější. Co bude existovat, bude roztroušeno na vzdálenostech, jaké si vůbec nedokážeme představit. Uspěchaná aktivita raných epoch bude ta tam. Byla to pouhá epizoda v nekonečné historii vesmíru. Hmota a energie se teď už jen velice zřídka tranformují jedna v druhou. Zavládlo veliké ticho. Dílo Einsteinovy rovnice je dokonáno.

184

Epilog

Co ještě Einstein objevil

Nebyla to vlastně E = mc2 ani jiné práce z roku 1905, čím si Einstein vydobyl slávu. Kdyby neudělal nic jiného, jeho jméno by bylo uznáváno v rámci odborné komunity teoretických fyziků, ale jinak by bylo pravděpodobně širší veřejnosti neznámo. V roce 1930 by byl nejspíš jen jedním z významných uprchlíků. Snad by prožil klidný život, ale asi by neměl tak význačné postavení, aby v roce 1939 podepisoval dopis F. D. Rooseveltovi varující před atomovou hrozbou. Tak to samozřejmě nedopadlo. Přihodilo se totiž něco jiného, co stavělo na E = mc1, ale šlo dál - a nakonec z něj učinilo nejslavnějšího vědce na světě. To, co Einstein publikoval v roce 1905, pokrývalo jen případy, kdy se objekty pohybují klidně a rovnoměrně a urychlující přitažlivá síla gravitace nehraje příliš velkou roli. E = mc2 platí v těchto případech, bude však platit, i když se těchto omezení zbavíme? Tato a další omezení Einsteinovi vždy dělala starost a v roce 1907 dostal první nápad, jak by mohlo vypadat obecnější řešení: „Seděl jsem na židli v kanceláři v patentovém úřadu v Bernu, když tu mi najednou blesklo... Samotného mě to překvapilo."1 Později to nazýval „nejšťastnější myšlenkou svého živo2 ta", o pár let později, v roce 1910, ho přivedla k úvahám o samotném pletivu prostoru a jak je v každém svém bodě ovlivněno hmotou a energií objektů. Práce mu zabrala několik let, zčásti proto, že Einstein ve fyzice sice představo185

val kategorii samu pro sebe, v matematice však jen „ušel". Nebyl tak špatný, jak se jednou snažil vysvětlit začínající americké vysokoškolačce, když jí napsal, „Netrapte se potížemi v matematice. Ubezpečuji vás, že já byl na tom ještě 3 hůř." Jistě to však opravňovalo Minkowského povzdych poté, co se seznámil s počátečními koncepty Einsteinových snah: „Einsteinova prezentace jeho pronikavé teorie je matematicky těžkopádná - mohu si to dovolit říct, vždyť se v Curychu učil matematiku ode mě." ~N Na pomoc s matematikou měl ovšem Einstein svého starého přítele z univerzitních let, Marcela Grossmanna toho, co mu u státnic půjčoval taháky. (Grossmann byl také tím přítelem, jehož otec napsal dopis, který Einsteinovi opatřil místo na patentovém úřadě.) Grossmann proseděl s Einsteinem dlouhé hodiny, když mu vysvětloval, které nástroje z moderní matematiky by bylo nejlépe použít. To, k čemu Einsteina přivedla jeho „nejšťastnější myšlenka" z roku 1907, byl nápad, že čím více hmoty čili energie existuje v daném místě prostoru, tím více budou prostor a čas v jejím bezprostředním okolí zakřivené. Byla to mnohem silnější teorie, než s jakou přišel předtím, protože zahrnovala o mnoho víc. Práce z roku 1905 byla označena, jako „speciální" teorie relativity. Toto nyní byla obecná teorie relativity. Malý, kamenný objekt, jako naše planeta, má hmoty a energie poskrovnu, takže vlastně zakřivuje pletivo prostoru a času kolem sebe jen trošku. „Vlivnější" Slunce napíná toto všudypřítomné pletivo kolem sebe daleko víc. Rovnice, jež je toho vyjádřením, se vyznačuje velkou jednoduchostí, zvláštně upomínající na jednoduchost E = mc2. V E = mc2 existuje království energie na jedné straně, království hmoty na druhé a most rovnítka „=", který je spojuje. E = mc2 je v jádru tvrzení, že energie = hmota. V Einstei186

Slunce

Země

Příklady zakřiveného prostoročasu.

nově nové širší teorii se určuje, jak veškerá hmota-energie v nějaké oblasti souvisí s prostoročasem ve svém sousedství. Neboli, symbolicky, že energie - hmota = časoprostor. 2 „E" a „m" zE = mc jsou nyní pouhými položkami vstupujícími na jedné straně do této hlubší rovnice. Celá hmotou naložená Země se valí kupředu, přičemž automaticky sleduje nejkratší dráhu mezi prostoročasovými křivkami, jež se mohou rozprostírat kolem nás. Gravitace už není nadále čímsi, co se zčistajasna rozpíná inertním prostorem. Gravitace je spíše to, čeho si všimneme, když se pohybujeme jistým uspořádáním času a prostoru. Problém je, v tom, že se to zdá být postavené na hlavu! Jak může zdánlivě prázdný prostor být zakřivený? K tomu tato rozšířená teorie, zahrnující nyní E = mc2 v jejím širším kontextu, zákonitě vedla. Einstein si uvědomil, že by bylo dobré provést test - demostrativní ukázku, která bude tak jasná a přesvědčivá, že už nikdo nebude moci brát tento odvážný výsledek na lehkou váhu. Jak na to ale nejlépe jít? Test nakonec vycházel ze samotného srdce teorie - představy deformace v samotném pletivu kolem nás. Pokud by byl prázdný prostor opravdu místy napjatý a zakřivený, viděli bychom, že světlo vzdálených hvězd činí jakousi „záhadnou" zatáčku kolem našeho Slunce. Připomíná to trochu kulečníkový šťouch do rohu, při němž koule bleskurychle oběhne kolem otvoru kapsy a vy187

razí ven ve změněném směru. A teď se objevuje na obloze nad námi v místě, kde by to nikdo nečekal. Tohoto zakřivení světla Sluncem si nelze normálně všimnout, protože se uplatňuje pouze u světla hvězd, které se při svém letu málem dotýká okraje slunečního disku. Za normálních okolností sluneční záře tyto btízké\denní hvězdy přehluší. Ale co během zatmění? Každý hrdina potřebuje pomocníka. Mojžíš měl Árona. Ježíš měl svoje učedníky. Einstein, běda, dostal Freundlicha. Erwin Freundlich byl mladý asistent na Pruské královské observatoři v Berlíně. Neřekl bych, že měl největší smůlu ze všech lidí, o nichž jsem se dočetl. Možná tu byl někdo, kdo přežil Titanic a pak se rozhodl cestovat na Hindenburgu. Ale určitě k tomu neměl daleko. Freundlich se rozhodl vybudovat si kariéru na tom, že se stane jakýmsi duchovním pastýřem velkých rovnic obecné relativity, pomůže jim dostat se na výsluní a uskuteční pozorování, jež dokáží, že předpovědi profesora Einsteina byly správné. Byl v tomto ohledu velkomyslný - stejně jako Lavoisier býval velkomyslný, když nechal svoji manželku, aby mu pomáhala s pozorováním zahřívaného a reznoucího kovu. Jako zvláštní líbánkové překvapení Freundlich odvezl svoji nevěstu v roce 1913 do Curychu, jen aby mohla být při tom, až bude s věhlasným profesorem diskutovat o hvězdářských pozorováních. Zatmění bylo předpovězeno už na příští rok na Krym, a Freundlich si všechno do detailu připravil. Dokonce na Krym z opatrnosti dorazil už o dva měsíce dříve, v červenci roku 1914. Bylo to pravděpodobně to nejhorší místo, kde se tou dobou mohl německý státní příslušník nacházet. Měsíc na to vypukla válka. Freundlich byl zatčen, uvržen 188

do vězení v Oděse a přišel o veškerou výbavu. Nakonec se dostal z Ruska výměnou za skupinu ruských důstojníků zatčených v Německu, ale zatmění mu mezitím uteklo. Nevzdal se. V roce 1915 se Freundlich (už zase zpátky v Berlíně) rozhodl, že by mohl profesoru Einsteinovi pomoci s měřením, jak se světlo ohýbá v blízkosti vzdálených dvojhvězd. V únoru měl výsledky podporující novou teorii, a Einstein začal tuto dobrou zprávu šířit v dopisech přátelům. Čtyři měsíce na to Freundlichovi kolegové na hvězdárně zjistili, že odhadl hmotnost hvězd úplně špatně, a Einstein musel vzít všechno zpátky. Většinu lidí (jak se snad Freundlichova mladá žena snažila vysvětlit), by to už asi odradilo, ale Freudlich se rozhodl zkusit štěstí ještě jednou. Proč se nikdo nepokusí změřit, jak se světlo vzdálených hvězd odchyluje v blízkosti velice hmotné planety Jupiter? Té, kterou v minulé epoše sám velký Rómer tak přesvědčivě využil k rozřešení vědeckého problému. Freundlich to navrhl Einsteinovi. Einstein měl svého zaníceného mladého pomocníka rád, a v prosinci napsal Freundlichovu řediteli na Pruské hvězdárně dopis s návrhem, aby mu to bylo umožněno. Bylo by bývalo méně bolestné poslat ho zpátky do krymského vězení. Freundlichův nadřízený se rozzuřil, že se někdo odvažuje zasahovat do jeho kompetencí. Freundlichovi navrhl vyhazov, inzultoval ho před kolektivem a postaral se, aby se už nikdy nedotkl zařízení, jež se dalo k ověření předpovědi u Jupitera použít. Ale to nevadilo. Freundlich už zase doufal. Na rok 1919 se plánovala další velká expedice za zatměním. Pokud to zahraniční situace dovolí, konečně bude moci ukázat, co umí. V listopadu roku 1918 skončila 1. světová válka. Německý státní příslušník mohl zase bez problémů cestovat! Není zaznamenáno, co Freundlich cítil, když velká expedice 189

vyrážela., ale víme přesně, kde byl, když se objevily její výsledky. Přečetl si je v berlínských novinách. Nepozvali ho. Tým ve skutečnosti vedl chladný Angličan, s kterým jsme se již setkali, Arthur Eddington. Nosil malé brvle s kovovými obroučkami, byl střední výšky a sotva průměrné váhy, a hovořil ve větách, jež se vytrácely do ztracena, kdykoliv musel učinit přestávku, aby se zamyslel (což bývalo docela často). To samozřejmě po dobrém anglickém způsobu znamenalo, že pod mírným, poddajným zevnějškem tluče vášnivě odhodlané srdce. Než se s ním Candra v roce 1930 setkal, jeho povaha se již zatvrdila, ale teď, v období 1. světové války, měl ještě energii mladíka. Každý rok dne 29. května se Slunce nachází před výjimečně hustou skupinou jasných hvězd - hvězdokupou Hyády. To by za normálních okolností nikterak nepomohlo, poněvadž bez toho, aby zatmění Slunce nastalo zrovna v toto datum, nebyla žádná naděje, že spatříme, jak se světlo tohoto bohatého pole hvězd ohýbá kolem Slunce. Záře Slunce za bílého dne by tento malý jev přehlušila. Ale v roce 1919 mělo dojít k zatmění přesně 29. května. Jak Eddington nevinně poznamenal: „Na tuto mimořádnou příležitost upozornil královský astronom [Frank Dyson] v březnu roku 1917. A začalo se s přípravami... "4 Eddington ovšem zapomněl zmínit okolnost, že by byl býval uvržen do vězení, kdyby nejel. Eddington, jakožto kvaker, byl pacifista, a jako anglický pacifista za 1. světové války se mohl připravit na jeden z krutých vězeňských pracovních táborů ve střední Anglii. Vojáci střežící tábory s pacifisty se často právě nedávno vrátili z fronty - nebo měli komplexy z toho, že tam nebyli, což bývalo ještě horší. Podmínky byly drsné. Bití a šikanování na denním pořádku a spousta mrtvých. 190

Arthur Eddington.

Eddingtonovi kolegové z Cambridge nechtěli, aby tím prošel, a snažili se mu zařídit u ministerstva války odklad z důvodů „nepostradatelnosti pro vědeckou budoucnost národa". Z ministerstva vnitra mu přišel souhlas, on ho měl jen podepsat a poslat zpět. Eddington věděl, co ho v pracovních táborech čeká, ale že je někdo pacifista, ještě neznamená, že je zbabělec, jak ukázaly akce mnohých kvakerů mnohem později, v americkém hnutí občanských práv. Eddington dopis podepsal, protože to bylo férové vůči jeho přátelům, ale také si dovolil připiš, kde ministerstvu vnitra vysvětloval, že to, že mu byl dán odklad z důvodů vědecké prospěšnosti, neznamená, že by o něj nepožádal jako vědomý odpírač. Na ministerstvo vnitra to neudělalo dojem a zahájilo procedury k odeslání do tábora. Právě v tomto momentě královský astronom Frank Dyson upozornil na pozoruhodnou příležitost se zatměním. Pokud by se Dysonovi podařilo Eddingtona přimět, aby se ujal organizace expedice, nedal by se pro Eddingtona stále 191

získat odklad, navzdory onomu přípisu? Dysonova práce se týkala navigace, a proto měl blízko k admiralitě. Admiralita promluvila s ministerstvem vnitra. Eddington byl volný... po dobu, co povede expedici. Měli dva roky na přípravu. Během výpravy samozřejmě pršelo, ale co jiného se dalo očekávat na ostrově u afrického pobřeží, severně od Konga, kde zakotvili. Ale připomeňme si, že Freundlich s Eddingtonem nebyl. Deštivá obloha se na poslední chvíli vyjasnila a Eddington získal dvě fotografické desky. Většina vyvolávání se ovšem musela ponechat až do Anglie,\a^výsledky se několik měsíců nikdo nedoví. Einstein se snažil předstírat, že ho to zdržení nikterak netrápí. Když však už byla polovina září a on stále neměl jedinou zprávu, napsal příteli Ehrenfestovi a s přehnanou nenuceností se ho vyptával, zda snad o té expedici něco nezaslechl? Ehrenfest měl dobré styky s Brity. Ale ne, nevěděl nic. Dokonce si nebyl jist, zda se Eddingtonovi podařilo vrátit. Ve skutečnosti byl Eddington teď už několik týdnů doma v Cambridgi, ale jeho fotografické desky - to byl problém. Vezly se na lodi do západní Afriky, byly přechovávány ve stanu na vlhkém ostrově, na začátku zatmění vyneseny ven do bouře, dotýkali se jich při zasazování do kamery a vyjímání ven, pak byly uloženy znovu ve stanech a nakonec cestovaly ještě jednou na oceánském parníku. Fyzické posuvy v polohách hvězd po nichž Eddington pátral, měřily v desetinách úhlové vteřiny. Na malé fotografické desce to představovalo necelý milimetr. (Tlustá čára tužkou je asi jeden milimetr široká). Člověk s velmi dobrým zrakem rozliší smítka prachu 1/20 milimetru v průměru.) Eddington měl k ruce mikrometry, ale aby byla Einsteinova teorie potvrzena, musely tyto malé rozdíly vyjít přesně podle předpovědi. A Eddington je zatím neviděl dostatečně jasně, aby 192

mohl prohlásit, že tomu tak je. Emulze ze západní Afriky byla po všem tom vedru a převozech tak zrosolovatělá, že si musel poctivě přiznat, že potřebné detaily nerozliší. Nikdo v Cambridgi se ovšem nechtěl vzdát, vždyť Einsteinova teorie byla tak estetická. Bylo fascinující myšlenkou, že ta velká žhnoucí sluneční koule bortí samotné pletivo prostoru a času a prohýbá je natolik, že se světlo vzdálených hvězd zachycené v tom ohybu začíná, stáčet. A není to jen „tradiční" hmota Slunce, co to dělá. Rovnice z roku 1905 do toho vstupuje rovněž. Všechno teplo a radiace vyšlehující ze Slunce - ona veškerá „energie" se uplatňuje jako přídatná forma „hmoty". Také přispívá k podstatě Slunce. (To se později stalo východiskem pro Candru při jeho dlouhé plavbě v roce 1930.) Naštěstí mělo Britské impérium své tradice a mezi nejdůležitější patřilo to, že se vždycky něco pokazí. Výzkumníci, cestovatelé, dobyvatelé, mladší synové a dokonce i kvakerští astronomové s „cvikrem" si museli vzít ponačení z toho, jak celý život naslouchali vyprávěním o jedné imperiální expedici za druhou. A právě z tohoto důvodu Eddington vyslal ještě jednu skupinu - kopii té první - aby měl jistotu, že se svým pokusem nevyjde naprázdno. Tato druhá skupina měla jiný dalekohled, byla odeslána na jiný kontinent (byli v severní Brazílii) a měli dokonce i jiný mechanický pohon k dalekohledu. Všechno to bylo v nejlepší tradici rozložení rizik, a fungovalo to. Jakmile přišly desky brazilského týmu a byl postaven speciální zvětšený mikrometr, který se k těmto rozměrným deskám hodil, Eddington s kolegy měřili a znovu měřili. A nakonec se roztrhl pytel s blahopřejnými telegramy. Bertrand Russell, jenž byl donedávna členem Koleje sv. Trojice (Trinity College), nyní dostal zprávu od svého starého přítele 193

Littlewooda: „Drahý Russelle: Einsteinova teorie je úplně potvrzena. Předpovězená odchylka byla 0,172" a pozoros vaná 0,175" + 0,06". Oslava byla ve velkém stylu. Královská astronomická společnost byla pozvána ke společnému zasedání s Královskou společností na 6. listopadu 1919, ve velkém sále Burlingtonova domu (Burlington House) na Piccadilly. Vědci z Cambridge i odjinud se sjížděli na nádraží King's Cross a Liverpool Street. Brali si taxíky. Laici, kteří zaslechli, zelná být ohlášeno něco důležitého, přibyli rovněž. Návštěvník popisoval ten večer takto: „Dramatické kvality měla už samotná režie programu: tradiční ceremoniál a v pozadí obraz Newtona, který nám měl připomínat, že největší z vědeckých myšlenek měla nyní, po více než dvou stoletích, do6 znat prvních korekcí." Dyson měl projev a pak Eddington - neexistuje žádný záznam o tom, zda se v místnosti nacházel nějaký dozor ministerstva vnitra s přimhouřenýma očima - a pak vstal starý předseda a ujal se slova: Toto je nejdůležitější výsledek v souvislosti s teorií gravitace od Newtonových dnů, a je příhodné, aby byl ohlášen na zasedání společnosti, jež je s ním tak těsně spjata... Udrží-li si Einsteinovy vývody svoji dobrou platnost i do budoucna... pak se jedná o jeden z největších počinů v historii lidského myšlení.7 Uvážíme-li, že 1. světová válka právě skončila, byly tyto výsledky prostě fantastické. Zdálo se, že Bůh byl hodně ztracen v zákopech, ale nyní byl kouzelný řád odhalen ve vesmíru. A co bylo ještě lepší, nalezli ho Němec a Angličan pracující ruku v ruce. Koruna, generálové a političtí vůdci 194

a dokonce i umělecké postavy, kteří si získali svoji reputaci pod starým režimem, jež vedl k jatkám 1. světové války, byli zdiskreditováni. Kategorie „úctyhodných osobností" byla skoro prázdní. Einstein byl okamžitě největší mediální celebritou planety. Titulky v New York Times z 10. listopadu 1919 ohlašovaly: „Světlo na obloze úplně nakřivo. Muži vědy víceméně na nohou z výsledků pozorování zatmění Slunce." a „Einsteinova teorie triumfuje: Hvězdy nejsou tam, kde se zdály nebo podle výpočtů měly být, ale nikdo nemusí mít strach." Od tohoto zasedání se také odvíjejí pověsti, že jen tucet lidí dokáže pochopit, o čem to všechno je. New York Times určitě měly pár dobře informovaných vědeckých redaktorů, jenže ti byli v New Yorku. Příběh byl předán londýnské redakci a článek o Burlington House měl napsat Henry Crouch. V historii úkolů zadaných nevhodným osobám je toto na úrovni Lymana Briggse. Crouch byl dobrým novinářem v tom smyslu, že věděl, že musí udělat příběh zajímavý. Byl ovšem o něco méně dobrý v tom, že neměl nejmenší ponětí, o co se jedná - Crouch byl novinářským specialistou na golf.8 Byl však také cele mužem Timesů, a něco takového jako prostý nedostatek znalostí ho nemohlo odradit. Odtelegrafoval svou stať redakci a redaktoři titulků vytáhli klíčové části: „Kniha pro 12 moudrých mužů: víc ji na celém světě nedokáže pochopit, pravil Einstein, když ji jeho odvážní vydavatelé přijali." 195

Celé si to vymyslel. Einstein nepsal knihu, nebyli v tom zapojeni žádní vydavatelé - odvážní ani méně odvážní a většina fyziků a astronomů přítomných na zasedání pochopila celkem dobře, oč tu běží. Crouch teorii označil nálepkou: „málo pochopitelná pro veřejnost", jíž se už nikdy úplně nezbavila. Jen jí to přidalo na slávě. Prakticky ve všech náboženstvích existuje podstatný rozdíl mezi knězem a prorokem. Kněz toliko stojí pod otevřenou dírou v nebi a nechává pravdu, která bývá normálně skryta, proudit dolů. (Tiskoví tajemníci a jaderní technici mohou být příkladem.) Nicméně prorok je někdo, kdo umí cestovat nahoru tím otvorem. Jsou jedinci, kteří se odváží na tu druhou stranu, a pak se navrátí k obyčejnému životu s námi dole na Zemi. V důsledku toho se snažíme zachytit z výrazu jejich tváře nebo z mocných rovnic, jež tam našli a přivezli zpátky, jaké to tam je v tom vyšším království, ve které tolik z nás věří, přestože ale víme, že se tam nikdy - takto přímo - nepodíváme. Martin Luther King a Nelson Mandela byli považováni za takovéto proroky, kteří přinášeli dolů vizi rasové snášenlivosti. Jejich slova se potom šířila silou vycházející z přesvědčení, že mají svůj původ v nějakém vyšším zdroji. V Evropě po 1. světové válce byly Einsteinovy objevy přijímány s podobnou úctou, jaké se později dostalo slovům Kinga a Mandely. A poněvadž zpočátku rozumělo Einsteinově práci velice málo lidí, veškeré pocity, jež vzbuzovala veškerá touha po transcedenci a po vědění z Einsteinovy božské knihovny - se brzy přesunula do obrazu Einsteina samého. Snad právě proto to lidi přitahovalo k fotografiím, na nichž má příznačný smutně zasněný výraz. Dají se srovnat s pozdějšími, nejsilnějšími snímky Martina Luthera Kinga, kde se rovněž zdálo, že smutně hledí kamsi dál, než kam dohlédne obyčejný smrtelník. 196

Einstein se pokoušel něco z té slávy „odvrhnout". Nazýval přehnané novinářské stati zábavnými výkony imaginace. Dva týdny po veřejném oznámení napsal do londýnských Timesů, že Němci ho sice hrdě nazývají Němcem a Angličané ho prohlásili švýcarským Židem, ale že pokud se jeho předpověď jednou ukáže jako chybná, Němci ho budou nazývat švýcarským Židem a Angličané zase Němcem. Vlastně to předjímal špatně. Jeho astronomické předpovědi a jeho rovnice z roku 1905 zůstaly v platnosti, i když angličtí antisemité jako Keynes nad ním stále ohrnovali nos („daremný židovský hošík, zmazaný od inkous9 tu" ), a německá vláda s nástupem Hitlera nejenom že ho nazývala. Židem, nýbrž i podporovala výzvy k jeho zabití. Poté, co opustil kontinent a vyzkoušel Anglii, zakotvil pro zbytek života v Americe. V roce 1939 podepsal dopis prezidentu Rooseveltovi, který, byť nepřímo, pomohl přivést na svět atomovou bombu. Jinak jen žil klidným profesorským životem v domě č. 112 na Mercer Street v Princetonu, v New Jersey. V Princetonu nikdy zvlášť nemiloval univerzitní snobství „Ivy League" („tahle vesnička zakrslých polobohů na vysokých podpatcích," jak psal příteli z Evropy10). Jinak tu byli jen hihňající se pulci i příležitostní civějící turisté. Na Institutu pokročilých studií - dvě míle chůze pěšky od domova, jež pravidelně absolvoval - mladší vědci sice zachovávali na povrchu zdvořilost. Věděl však, že mnozí ho za zády pomlouvají, snad že je už příliš starý, než aby byl užitečný. Tohle samotné podle všeho Einsteina netrápilo. Jeho cíl, jako vždycky, byl prostě jen pochopit, co s tímto vesmírem zamýšlí náš Starý. To, co před desetiletími naškrabal na svoje nyní zažloutlé rukopisy, stejně jako nové rovnice, na nichž bez ustání pracoval - když se pokoušel vytvořit teorii, která by jasným a předvídatelným způsobem sjed197

notila všechny zníme síly ve vesmíru - mu stále připadalo jako nejlepší možná cesta vpřed. Co ho opravdu zraňovalo, byly rozličné připomínky toho, jak se věci nakonec vyvinuly. Jedna, snad až příliš strašná na to, aby o ni člověk mohl živě přemýšlet, mu vyvstala před očima pokaždé, když potkal Oppenheimera, ředitele Instív tutu, bývalého vedoucího projektu. Manhattan. Ten, přestože 2 se tu Einstein přímo neangažoval, jasně předvedl, že E = roc lze přeměnit v rozsáhlá pole smrti - v Hirošimě a Nagasaki. „Kdybych věděl, že se Němcům nepodaří sestrojit atomovou bombu," svěřil se Einstein jednou své dlouholeté sekretářce, 11 „nehnul bych ani prstem, ani malíčkem!" Jak roky míjely, byl tu narůstající pocit, že jeho vlastní 12 síly ochabují. Jeden neúmyslně netaktní mladý asistent 13 se ho na to jednou zeptal. Einstein vysvětloval, že je nyní těžší posoudit, kterou z myšlenek stojí za to sledovat. Byl to velký kontrast proti mladším letům, kdy byl ve svém oboru špička v odhalování klíčových problémů. „Objevy ve velkém stylu jsou pro mladé lidi," řekl jednou příteli, „...a pro mne tudíž věcí minulosti."14 Už natrvalo se spokojil s denní rutinou starého muže ve svém prostém předměstském domě z překládaných prken na Mercer Street. Jeho sestra Mája byla teď v Americe s ním. V roce 1946 prodělala těžkou mrtvici a od té doby šest let (až do její smrti), Einstein prakticky každý večer všeho nechal, šel do jejího pokoje a tam jí dlouhé hodiny nahlas četl. Dříve tu bývaly po většinu času předstírané hádavé rituály s hospodyní, zarmoucené přehlížení připomínek jeho mentálně postiženého druhého syna, občas návštěvy přítele, se kterým rád hrával Bachův dvojkoncert nebo houslové party v Purcellově či Handelově barokním triu. Ale byly tu také okamžiky, kdy se usazen pohodlně ve své studovně v prvním patře nechal rychle zapisovaný198

Albert Einstein.

mi stránkami symbolů unášet zpátky do své minulosti, do dob, kdy se všechno zdálo možné. A díla božské knihovny, o nichž byl přesvědčen, že tu na nás čekají, se mu ještě jednou otvírala.

l

Dodatek

Jakto dopadlo s těmi ostatními

Když MICHAEL FARADAY převzal místo po Davym na Královském ústavu pro šíření přírodních věd, přestěhoval se s manželkou trvale do ústavu. Pokračoval ve velkých objevech až do doby, kdy mu bylo už hodně přes padesát. Ale navzdory mnoha žádostem si nikdy nevzal osobního žáka. Když byl ANTOINE-LAURENT LAVOISIER popraven, jeho ostatky byly odváženy z Paříže a přitom vůz projížděl jednou z nových celnic, která se zachovala po útoku z roku 1789. Pár měsíců po Lavoisierově smrti bylo tělo muže, který popravy přikázal, Maratova druha Robespierra, vyváženo toutéž branou a uloženo v tomtéž společném hrobě. Šlo o přizpůsobené smetiště zvané „Errancis" („Zmrzačený"). Několik trosek solidních celnic ze zdi GENERÁLNÍ FARMY, jejichž stavbu přikázal Lavoisier, lze dodnes spatřit v parku Monceau a poblíž vstupu do metra na Denfert-Rochereau. Pár měsíců před Lavoisierovým zatčením zazvonila u dveří bytu JEAN-PAULA MARATA mladá žena, Charlotte Cordayová, a žádala o přijetí. Stráž ji odmítla, když však naléhala s tím, že má zprávy o nebezpečných politických oponentech, přikázal, aby byla vpuštěna nahoru. Marat měl kožní potíže, a proto byl nucen trávit většinu doby ve vaně, a právě z této pozice ji pozdravil. Zakrátko zjistil, že političtí oponenti jsou členové její rodiny (jež nechal zavraždit), a pak viděl, že k němu přistupuje a má nůž. Ubodala ho k smrti - tutu vraždu později zvěčnil malíř David. Jelikož MARII ANNĚ PAULZEOVÉ bylo pouhých třináct, když se vdala za Lavoisiera, bylo jí teprve třicet pět, když jejího manžela zavraždili. Revoluční vláda jí sice dělala potíže a z jejího honosně zařízeného bytu nezbylo skoro nic. Většinu svých pronásledovatelů však přežila a dožila se poklidného stáří.

201

Po návratu do Dánska se OLE RÓMER oženil s dcerou svého profesora etiky - člověka, který na něj kdysi upozornil Cassiniho emisara. Romer se nakonec stal vrchním inspektorem cest, pak starostou Kodaně, policejním prefektem, justičním radou a několik let i přísedícím Nejvyššího soudu. Ve svém volném čase pracoval na zdokonalení přístroje pro měření teplot, o němž se pochvalně vyjádřil obchodník, který k nim zavítal a jehož jméno bylo Daniel Fahrenheit. Romer zemřel v roce 1710, o sedmnáct let dříve, než britské experimenty s konečnou platností dokázaly, že s rychlostí světla měl pravdu. J E A N - D O M I N I Q U E CASsiNi přežil Romera. Dále protěžoval jen ty astronomy, kteří souhlasili s jeho mylným názorem, že světlo se pohybuje neměřitelně velkou rychlostí. Jím založená „dynastie" přetrvala čtyři pokolení, bezmála dvě století, než nastoupil Cassini, co byl přinucen pyšnou observatoř svého pradědečka zavřít. (Šlo o budovu, kterou Lavoisier viděl z okna svého vězení). V roce 1997 se na sedmiletou pouť k Saturnu vydala kosmická sonda Evropské vesmírné agentury (ESA). Po cestě minula planetu Jupiter, jíž Romer využil ke své epochální předpovědi. Loď se jmenuje Cassini. Francie je hlavním přispěvatelem ESA. VOLTAIRE se dožil mimořádně vysokého věku a stále psal a stále ironizoval a popichoval svět kolem sebe. Jeho sebrané spisy přesahují 10 000 tištěných stran. Má velkou zásluhu na prosazení myšlenky revoluce, která začala pouhých pár let po jeho smrti. Od smrti madame du Chátelet už nikdy neuveřejnil významné komentáře týkající se vědy. Rukopis, který EMILIE DU CHÁTELET dokončila těsně před svou smrtí Principe; Mathématiques de la Philosophie Naturelle - dosáhl velkého ohlasu ve vědeckých kruzích své doby. První vydání lze spatřit v Bibliotěque Nationale v Paříži. Zámek v Cirey zůstal během revoluce uzavřen a opuštěn, později však byl zrestaurován. Její první syn se toho už nedožil. Za Ludvíka XVI. pracoval jako velvyslanec v Británii, následkem čehož byl po návratu do Francie zatčen a skonal pod guilotinou. „Kdybych já byla králem," napsala jednou du Chátelet „...ženám by se dostalo větší vážnosti a muži by dostali něco jiného k soutěžení."' HENRI POINCARÉ žil ještě sedm let po uveřejnění Einsteinových článků v roce 1905 a nikdy se nesmířil s faktem, že mimo Francii není uznáván jako objevitel relativity. V posledních letech života napsal výmluvné, 202

nápadité eseje o/kreativitě. Také se postaral, aby žádný badatel v oblasti Einsteinových teorií nedostal od francouzské vlády podporu. MILEVA MARIČOVÁ-EINSTEINOVÁ nadále obdivovala svého manžela, a to i poté, co si udělal známost a manželství se rozpadlo. Když jí jako vypořádání při rozvodu slíbil peníze za případnou Nobelovu cenu, s jakousi samozřejmostí předpokládala, že ji dostane. (V roce 1922 cenu opravdu získal, byť ne za teorii relativity, neboť Švédská akademie nebyla stále plně přesvědčena, že se potvrdí, slib dodržel a okamžitě jí poslal prakticky celý finanční obnos.) Po rozvodu se nikdy znovu nevdala a když propásla šanci zopakovat si závěrečné zkoušky na univerzitě (známky byly jen o trochu nižší, než bylo třeba k získání pedagogického místa), nikdy už neudělala kariéru. Její první syn se sice nakonec stal profesorem techniky na Berkeley, byla však byla vyčerpána péčí o druhého syna, který byl po celý život střídavě odkázán na péči psychiatrických léčeben. Zemřela sklíčená a opuštěná v Curychu roku 1948. MICHEL BESSO, Einsteinův nejlepší přítel z bernských let, první s kým probíral myšlenky speciální relativity, prožil bohatý soukromý život a úspěšnou kariéru strojního inženýra. Ještě v padesátých letech, když už byli s dvakrát ženatým Einsteinem staří páni, si stále dopisovali, dokonce častěji než předtím. Po Bessově smrti v roce 1955 Einstein napsal jeho rodině: „Dar schopnosti vést harmonický život se zřídka pojí s takovou pronikavou inteligencí, zvláště jeho úrovně. Co jsem na Michelovi obdivoval nejvíc, bylo to, že dokázal žít mnoho let s jednou ženou nejenom v míru ale i v setrvalé jednotě, to, v čem já jsem dvakrát 2 bídně zklamal..." Přestože po něm jako dítě házela bowlingovou koulí a dětskou motyčkou, stala se MÁJA EINSTEINOVA nejlepším přítelem svého bratra. V roce 1906 se přestěhovala do Bernu také proto, aby mu byla nablízku a nakonec získala na tamní univerzitě doktorát (z románských jazyků). To byl u ženy v té době naprosto ojedinělý úspěch. Když Einstein začal na bernské univerzitě učit, chodila s Michelem Besso pravidelně na některé z jeho prvních přednášek, aby si vedení školy nevšimlo, jak málo studentů Einstein tou dobou měl. ERNEST RUTHERFORD zemřel v roce 1937 náhle na následek protržení střev, asi v souvislosti s příliš vehementním zahradničením na své cha203

tě. Jeho poslední slova směřovala k manželce. Chtěl se ujistit, že stipendijní fondy budou odeslány na Nelson College na Novém Zélandě, na školu, kde kdysi sám studoval, a tak se vymanil z venkovské bídy a nakonec získal stipendijní cestu do Anglie. CAVENDISHOVA LABORATOŘ, jež tu po něm zbyla, už nikdy nedosáhla tak výjimečného postavení v jaderném výzkumu. Nový ředitel ji začal časem orientovat stále více na biologii. V souvislosti s tím přijali mladého Američana Jamese Watsona, o němž se domnívali, že by mohl dobře spolupracovat s ve fyzice zběhlým Francisem Crickem a zázemí Cavendishovy laboratoře využívat při zkoumání struktury DNA. HANS GEIGER, Rutherfordův mladý asistent, který uměl udělat tak užitečný čítač radioaktivního záření, se vrátil do Německa a brzy získal dobrá místa ve výzkumu. Léta strávená v Anglii z něj kupodivu neudělala příliš velkého stoupence svobody a tolerance. Byl jedním z nejaktivnějších vysoce postavených německých fyziků podporujících nástup Hitlera a vítajících studenty svastikami. Obrátil se proti svým židovským kolegům, včetně těch, co mu celé roky pomáhali. Jak si všiml Hans Bethe a jiní, zdálo se, že mu snad i působí potěšení, když může chladně odmítat veškeré jejich žádosti o pomoc při získání místa v cizině. SIR JAMES CHADWICK byl právě na rodinné dovolené na kontinentě, když roku 1939 došlo k německé invazi do Polska. Od hostitelů se mu sice dostalo ujištění, zeje nulová šance být chycen za frontovou linií, přesto rodinu sebral a odvezl do Anglie s pozoruhodnou rychlostí. Později se postavil statečně po bok Oppenheimerovi. To udělalo velký dojem na generála Grovese a byl uveden do vládního prostředí ve Washingtonu, kde se osvědčil jako jeden z nejefektivnějších ředitelů projektu Manhattan. Dožil se 70. let, výbuchy bomb však na něm zanechaly stopy: „Musel jsem začít brát prášky na spaní, to jediné mi pomáhalo. Je to již 28 let a myslím, že jsem za těch 28 let nevynechal jedinou noc."3 ENRICO FERMI uměl vyjít prakticky s každým v Itálii, a to se opakovalo v Americe. Pracoval tvrdě, aby zvládl hovorovou americkou angličtinu a neúspěch svého amerikanizačního úsilí připouštěl jedině, když došlo na čištění trávníku před jeho předměstským domem od rosičky. Copak, tázal se se svou ženou, nemá stejné právo tam růst jako vše ostatní? Jeho účast na projektu Manhattan byla zásadní, ale jako v případě mnoha zúčastněných vědců, dostal rakovinu už ve středních letech. Na 204

nemocničním lůžku v průběhu posledních měsíců života byl pozoruhodně klidný. Když k němu přišel hindúista Chandrasekhar a nevěděl, jak začít, Fermi ho vyvedl z rozpaků, když se ho s úsměvem zeptal, zda by mu nemohl sdělit, zda se sem příště nevrátí jako slon. Největší výzkumné středisko fyziky vysokých energií v Americe se nachází 50 km jihozápadně od Chicaga. Jmenuje se FERMILAB. OTTO HAHN obdržel Nobelovu cenu za práci, k níž ho přivedla Lise Meitnerová. Místo toho, aby vysvětlil, že jde o omyl, že měla být oceněna ona, minimálně jako spoluautorka, začal ji z celého příběhu vynechávat. Ve svých prvních poválečných rozhovorech tvrdil, že byla pouze mladší odbornou asistentkou; později předstíral (věřil?), že o ní málem nikdy neslyšel. Mnoho let byl laboratorní stůl, jenž v Berlíně náležel Meitnerové, se všemi přístroji, které shromáždila pro klíčový experiment, vystaven v Německém muzeu v Mnichově. Byl označen jako Pracovní stůl Otto Hahna. Když byl vytvořen nový chemický prvek číslo 105, byl jako odznak Hahnovy slávy pojmenován HAHNIUM. Nicméně, v roce 1997 jméno z periodické soustavy zmizelo; nový prvek byl oficiálně přejmenován na dubnium na počest ruského města, kde se ho podařilo vyrobit. FRITZ STRASSMANN byl zklamán Hahnovým „šaškováním" a odmítl deset procent peněz z Nobelovy ceny, jež mu Hahn později nabídl. Udržel si svoje liberální sympatie i uprostřed války, když ve svém bytě několik měsíců skrýval židovskou pianistku Andreu Wolffensteinovou. Za to byl po válce vyznamenán u památníku holokaustu Jad Vašem v Jeruzalémě. Po válce se Strassmann s Meitnerovou spojil a požádal ji mj., zda by se nechtěla do Německa ovšem s poznámkou, že pochopí, pokud tak neučiní. LISE MEITNEROVOU samozřejmě zraňovalo, co jí celoživotní partner Hahn udělal, ale umlčela to v sobě ve snaze potlačit vše o nedávné německé minulosti. Ze Stockholmu přesídlila do Cambridge v Anglii a v 60. letech ji bylo možno spatřit jako štíhlou, velice starou dámu, jak brouzdá knihkupectvími. Až do svých pětaosmdesáti si vedla zápisník s otázkami, které ještě chtěla položit svému mladému synovci. Zahrnovaly žhavá témata ze současné teoretické fyziky jakož i nepochopitelná anglická slovíčka jako highfalutin' ajuke box. Zemřela poměrně v utajení v říjnu roku 1968, několik týdnů po světoznámém Hahnovi.

V 70. letech začali feminističtí badatelé znovu objevovat její životní dráhu. Když byl roku 1982 vyroben nový chemický prvek číslo 109 v periodické tabulce, dostal jméno MEITNERIUM. Mladému synovci ROBERTU FRISCHOVI se podařilo dostat z Dánska ještě předtím, než tam vtrhla německá armáda. Úspěšně přibyl do Anglie, ale tam ho odřízli od utajené práce na radaru, poněvadž byl příslušníkem nepřátelského státu. Měl tedy čas na výpočty, které prokázaly, že na bombu bude stačit daleko méně uranu, než se očekávalo. To bylo základem utajené zprávy, jež odstartovala americký projekt, jakmile se dostala z Briggsova sejfu. Frisch sehrál důležitou roh v Los Alatnos, ale v březnu 1945 byl už zase zpátky v Cambridgi a náhodou se zrovna vyskytoval v Cavendishově laboratoři, když se tam stavoval mladý Fred Hoyle. Chtěl nějaký seznam hmotností jader k ověření své myšlenky o formování prvků v hvězdných nitrech. Frisch mu ho poskytl. Po válce, nyní však pod křestním jménem „Otto", Frisch nadále zůstával přesvědčeným anglofilem, třebaže v něm vrtalo podezření, že „počasí" je cosi, co do Británie dorazilo teprve docela nedávno, což může být jediným rozumným vysvětlením toho, proč o něm zdejší lidé tak často hovoří. Způsobilo mu velkou radost, když mu bylo roku 1947 nabídnuto stálé profesorské místo na Cambridgi - takže se mohl podílet na tradici svého předchůdce, rovněž imigranta, Ernesta Rutherforda. Ihned po předání bomb určených k použití proti Japonsku sej. ROBERT OPPENHEIMER navrátil ke svému starému sarkasmu a začal zbylé části personálu v Los Alamos spílat do druhořadých diletantů. Svůj ostrý jazyk použil také na Lewise Strausse, ředitele nově ustavené Komise pro atomovou energii (AEC), i proti Edwardu Tellerovi, což znamenalo, že získal vážné nepřátele, když začal výbor AEC v rámci honů na čarodějnice zkoumat jeho účast v levicových stranách ve 30. letech i jeho morální bezúhonnost v souvislosti s vodíkovou bombou. V roce 1954 byl vyloučen ze všech vládních služeb. LESLIE GROVES měl pro Oppenheimera vždycky slabost. Poté, co odešel z armády do důchodu a stal se vedoucím úředníkem na Remington Rand, energicky odmítl při výsleších roku 1954 dát Oppenheimerovi vinu (jak učinila většina ostatních armádních zaměstnanců). Groves vždycky zastával názor, že Oppenheimer byl „Skutečný génius... Lawrence je velice chytrý, [ale] není génius, jen ohromný pracant. Ale 206

Oppenheimer ví všechno. Umí s vámi pohovořit o jakémkoli tématu, které vás napadne. Vlastně ne, je tu pár věcí, kterým nerozumí. Neví 4 nic o sportu." S použitím materiálu z Lawrencovy laboratoře se EMILIO SECRĚOVI podařilo objevit, resp. stvořit prvek technecium. V Berkeleyské laboratoři se také ještě stačil stál spoluobjevitelem plutonia, prvku použitého při výbuchu v Nagasaki. Při sníženém platu od Lawrence byla nulová šance na podplacení nějakých konzulárních úředníků, aby dostal své staré rodiče z Itálie. Jeho matka byla nacisty chycena při štvanici v říjnu 1943 a krátce na to zavražděna; otec, který byl bezpečně ukryt v papežském paláci, zemřel z přirozených příčin následujícího roku. Když bylo po válce, zašel Segrě k hrobu svého otce a rozptýlil nad ním malý vzorek technecia z Lawrencovy laboratoře: „Radiaktivita byla nepatrná, ale se svým poločasem rozpadu stovek tisíc let vydrží déle než každý jiný monument, který bych mohl nabídnout."3 Ihned po osvobození Dánska se CEORGE DE HEVESY vrátil k nádobě se silnou kyselinou, v níž na Bohrově institutu v Kodani rozpustil zlaté medaile za Nobelovu cenu, a jednoduše je vysrážel zpátky. Nobelova nadace je poté nechala znovu odlít a byly navráceny svým právoplatným majitelům.6 Když je Hevesy tenkrát rozpouštěl, právě se zotavoval z plnohodnotné krize středního věku, kdy byl předvědčen, že s nástupem padesátky již propásl správný věk pro neotřelé vynálezy. Zotavení bylo naprosto dokonalé, protože brzo nato získal svou vlastní Nobelovu medaili za práci, již provedl - ve věku, kdy většinu fyziků kreativita už dávno opustila - na radioaktivních markerech. Každému laureátovi je nabídnuto švédské občanství, ale de Hevesy byl jedním z mála, kteří je přijali, a usadil se pro zbytek svého dlouhého života ve Stockholmu. V šedesátých letech byl vídán, jak bloumá po La Jolla v Kalifornii jako hrdě se nesoucí postarší pán. Spokojeně navštěvoval svá americká vnoučata, jimž rád vyprávěl epizody z dob, kdy v 80. letech 19. století vyrůstal v baronském paláci v Maďarsku. ERNEST LAWRENCE vyšel z války jako vítěz a pokračoval v získávání stále dalších a dalších fondů. Stavěl stále větší a větší stroje, až nakonec navrhl cyklotron, který porušoval zákony speciální relativity, a byl tudíž fyzikálně nemožný. Nikdo z jeho mladých asistentů se mu to ovšem neodvážil vysvětlit a on si tím, jak se ho marné snažil uvést do chodu, nakonec zruinoval zdraví. Krátce před smrtí, v roce 1958, řekl skupině postgra207

duálních studentů na univerzitě v Illinois: „Proč, sakra, chlapi, nechcete velký stroj. Dneska se klade příliš velký důraz jen na rozměry."7 WERNER HEISENBERG se ke stáru stal váženým mužem německé vědy a po krátké šestiměsíční internaci v luxusním velkolepém venkovském sídle v hrabství Cambridge v Anglii získal brzy světový respekt jako myslitel a filozof. O válce mluvil zřídka Ale pokud tak učinil, jeho narážky a. gesta budily dojem, jako by byl býval celou dobu schopen atomovou bombu sestrojit, ale úmyslně vedl výzkum špatným směrem, aby nacistické vládě v získání bomby zabránil. Heisenberg si nikdy neuvědomil, že byl ve venkovském domě v Cambridgeském hrabství odposloucháván. HEISENBERG: Nainstalované mikrofony? [smích] Ó, ne, takhle mazaní oni nejsou. Nemyslím, že by znali ty správnégestapácké metody; jsou v tomto ohledu trochu staromódní* Když však byly nahrávky o půl století později odtajněny, dokázaly, že Heisenbergova krycí historka byla falešná. Byla v tom jistá jemná spravedlnost, že byl Heisenberg s dalšími izolován právě tam, jen kousek od jiného elegantního venkovského domu náležícího Britské výzvědné službě, kde se pro svou misi připravovalo šest Noru, kteří zničili jeho projekt. Heisenberg se svého zajetí málem nedožil, protože předchůdce CIA na něho poslal na oné poslední cestě do Švýcar atentátníka, bývalého atleta Moe Berga. Berg seděl mezi posluchači na semináři, který vedl Heisenberg v Curychu. Kdyby Heisenberg předložil důkazy, že jeho bombový projekt byl na správné cestě, byl by zavražděn. Berg měl revolver a trochu rozuměl vysokoškolské fyzice, ale mluva byla pro něj příliš technická, než aby ji dokázal sledovat. Jeho naškrábané poznámky z tohoto setkání stále přežívají v úředních archivech: ,Jak poslouchám, nejsem si jist - viz Heisenbergův princip neurčitosti - co udělat". Nechal Heisenberga být. KNUT HAUKELI D přežil válku, a to navzdory velkým štvanicím, které nastaly po potopení trajektu na jezeře Tinnsjó. Přepisy s Heisenbergovy internace konečně osvětlily význam tohoto potopení, kdy šlo ke dnu množství ekvivalentní 600 litrům koncentrované těžké vody. (V následujícím úryvku Heisenberg mluví anglicky, odtud nedokonalá gramatika): HEISENBERG: Snažili jsme se vyrobit stroj, který by se dal udělat z obyčejného uranu... 208

(TAZATEL): S malým obohacením? HEISENBERG: Ano, vypadalo to velice pěkně, tak jsme o to měli zájem. (přestávka) Kdybychom po svých posledních experimentech měli o 500 litrů těžké vody víc, nepochybuji, že bychom stroj uvedli do chodu...' Haukelid se stal důstojníkem norské armády; jiný člen původního komanda byl oporou Thoru Heyerdahlovi, při slavné plavbě na voru Kon-tiki. Továrna na těžkou vodu ve VEMORKU pokračovala v provozu až do začátku 70. let, kdy už ekonomicky dosloužila a technici z Norsk Hydro ji nechali odstřelit. Část suti byla odvezena nákladními automobily a vlaky, ale většina byla ponechána na místě a prostě zadlážděna. Každý rok se po ní projde několik tisíc návštěvníků, poněvadž stará elektrárna za ní byla změněna ve skvělé muzeum. Místo, kde komando zaútočilo, se nachází přímo pod chodníkem u vchodu. Společnost i. c. FARBEN, která za války převzala řízení továrny, byla spojeneckou správou brzy rozdělena, když se při norimberském procesu prokázalo, že její představitelé profitovali z nákupu a následné smrti lidských otroků. Jedna z jejích hlavních součástí, společnost BAYER, veřejnosti známá především svým aspirinem, zůstala i nadále důležitým „hráčem" na světovém trhu s chemikáliemi. Továrny BERLIN AUER, kde otrokyně ze Sachsenhausenu pracovaly vstříc jisté smrti, aby zásobily německý projekt oxidy uranu, se málem dočkaly konce války. Ovšem v několika posledních měsících byly srovnány se zemí spojeneckými bombardéry, na rozkaz Grovese, který chtěl hlavně zabránit tomu, aby padly do ruských rukou. Skoro všichni vedoucí činitelé Berlin Auer se vyhnuli trestům vězení, a ještě před koncem války mysleli na svou budoucnost. Američtí vyšetřovatelé zjistili, že veškeré zásoby radioaktivního thoria v Evropě zakoupil neznámý kupec - byla to společnost Berlin Auer, která se je ještě jednou rozhodla využít k výrobě bělostně zářivé zubní pasty.10 Poválečné soudy s válečnými zločinci v Oslo vedly k obvinění několika stráží - Němců i norských kolaborantů - odpovědných za smrt zajatých BRITSKÝCH PARAŠUTISTÚ. Mnozí z vojáků byli vhozeni do mělkých hrobů s rukama svázanýma za zády ostnatým drátem. Byli exhumová209

ni, aby mohli být znovu pohřbeni. Ostatky některých vězňů, kteří byli zavraždění spolu s nimi, byl přinucen vyhrabat i šéf norské kolaborantské vlády Vidkun Quisling. Kdysi tajný reaktor v HANFORDU ve státě WASHINGTON, jenž sehrál takovou významnou roli při vytvoření plutonia použitého v Nagasaki a u pozdějších bomb, fungoval i nadále jako centrum výroby amerických jaderných zbraní. Ovšem po několika desítkách let činnosti, v něm změněná nálada veřejnosti stále více viděla centrum znečišťování životního prostředí. Náklady na vyčištění z něj uniklé nebo neodpovídajícím způsobem uskladněné radioaktivity byly odhadnuty na 30-50 miliard dolarů. Vedoucímu disertace CECILIE PAYNOVÉ se málem podařilo zastavit její vědeckou dráhu, když zajistil, aby se nedostala k žádné nové elektronice, jíž se vybavovali. Jako ředitel Harvardské hvězdárny zajistil rovněž, že pokud přednášela, její přednášky a kursy nebyly uvedeny v Harvardském ani Radcliffském katalogu. Po létech dokonce zjistila, že sama byla platově vedena jako „výdaje na přístrojové vybavení." Když nejhorší sexismus pominul a hvězdárna v poválečné éře dostala za ředitele slušného člověka, bylo už příliš pozdě. Měla v té době již tak velkou pedagogickou zátěž, že „mi zkrátka nezbýval žádný čas na výzkum, handikep, který se se mnou již táhl."11 Místo toho se na Radcliffu stala jedním z nejlaskavějších zastánců nastupující generace, uměla si najít čas pro dlouhé rozhovory se studenty, zvláště s těmi v nesnázích. Stále intelektuálně čilá se udržovala také tím, že se učila řeči, navíc k latině, řečtině, němčině, francouzštině a italštině, které uměla už při příjezdu do Ameriky. „Islandština nebyl velký problém," napsala její dcera, i když „nemohu tvrdit, že ji opravdu dokonale zvládla."12 Cecilia Paynová mohla mít radost z toho, že se její dcera stala astronomkou - a uveřejnily společně několik článků. ARTHUR STANLEY EDDiNGTON začal být stále odolnější vůči hlavním trendům v moderní astronomii. Jedna z jeho posledních prací, uveřejněná v roce 1939, obsahuje kapitolu začínající slovy: „Věřím, že ve vesmíru je 15 747 724 136 275 002 577 605 653 061 181 555 468 044 717 914 527 116 709 366 231425 076 185 631 031 296 protonů a stejný počet elektronů." Byl tak zmaten, že se o něj profesionální astronomové postupně přestali úplné zajímat.

210

V roce 1950, čtyři roky po článku FREDA HOYLA o implozích uvnitř hvězd podobným, těm v bombě, se projevily klady cambridgeského nepotismu, když ředitel rozhlasových promluv z jeho staré koleje přehlédl v materiálech BBC přísný zákaz (prezentace) namířený proti Hoylovi a nabídl mu sérii rozhlasových přednášek o astronomii. Ve spěchu s přípravou osnovy pro poslední přednášku Hoyle vymyslel trochu posměšné označení pro tehdy neprokázanou teorii o počátcích vesmíru. Nazval ji velký třesk (Big Bang). Hovory v BBC a následná kniha měly takový úspěch, že nejenomže opatřily Hoylovi a jeho ženě dost peněz k zakoupení první ledničky, nýbrž otevřely mu i další kariéru popularizátora vědy, kterou dělal souběžně s akademickým výzkumem. Díky tomu měl nakonec takové úspory, že když v roce 1972 řekl vedení Cambridgeské univerzity, že rezignuje, pokud nedodrží své slovo ohledně financování úspěšného astronomického výzkumného centra, které vybudoval, dokázal jim tím nahnat strach („Fred neodstoupí. Nikdo nezahodí Cambridgeskou stolici."13) a zdvořile odejít. Neustále publikoval objevné články, některé zběžné jiné zásadní - jak bylo zvykem špičkových vědců od dob Newtona. Kdyby bývala jeho yorkshirská poctivost tak nedráždila starou gardu v Británii a astronomickou komunitu obecně, asi by byl už dávno za svou práci o vzniku prvků obdržel Nobelovu cenu. SUBRAHMANYAN CHANDRASEKHAR byl proslulý tím, že uměl udržovat klidný zevnějšek ale uvnitř: „Téměř se stydím to přiznat. Roky míjejí a nic není hotovo! Přál bych si, abych byl soustředěnější, cílevědomější a disciplinovanější."14 V čase tohoto bědování mu bylo dvacet a uplynul jen rok od jeho cesty po moři, kde se mu podařilo nahlédnout do Hlavy 22 ukryté v E = tne1, jež spolu s dalšími pracemi nakonec vedla k pochopení podstaty černých děr. Přijal místo na univerzitě v Chicagu, ale zdrženlivost ho vedla k tomu, že se s manželkou usadili poblíž hvězdárny ve městě skoro 200 km vzdáleném od hlavního areálu univerzity, hlavně aby nemusel přivádět do rozpaků chicagský akademický sbor, když bude odmítat jejich pozvání, kdekoli by mohl být servírován alkohol nebo maso. Trpělivě vždy odřídil celou cestu do Chicaga a zpátky na své přednášky, kdykoli bylo třeba, i za zimních bouří - jednou dokonce kvůli třídě, která sestávala jen ze dvou žáků. (Šoférování se vyplatilo, vždyť celá třída - Yang a Lee - získala Nobelovu cenu.) Čtyřicet let po svém konfliktu Eddingtonem se Čandra ke studiu černých děr konečně vrátil. Existují fotografie, na nichž mladí fyzikové v zářivě barevných šatech z počátku 70. let sedí kolem kavárenského 211

stolu na Caltechu a naslouchají pánovi v perfektně šitém obleku generace jejich dědečků. Většinu z nich překonal svojí bystrostí v nakládání s novými aplikacemi obecné relativity a v roce 1983, více než půl století po své plavbě po moři, uveřejnil jednu z fundamentálních prací o matematických základech černých děr. Právě v tomto roce získal Nobelovu cenu a pak - podle svého zvyku - ještě jednou změnil směr a začal se věnovat prohlubování svého rozboru Shakespearova díla a estetiky obecně. V polovině roku 1999 vypustila NASA družici k pozorování dalekého vesmíru, schopnou zachytit obrázky ze samotného okraje černých děr. Satelit na své oběžné dráze křižuje nad velkou částí Země - včetně Arabského moře, Cambridge a Chicaga - a jmenuje se RENTGENOVÁ OBSERVATOŘ CHANDRA (CHANDRA X-RAY OBSERVÁTORY). Přestože byl ERWIN FREUNDLICH opomenut při expedici za zatměním roku 1919, duševně se zotavil, když průmyslníci v nové Výmarské republice věnovali značné finanční fondy na stavbu veliké astronomické věže v Postupimi. Ta měla umožnit další testy předpovědí obecné relativity a to i v obdobích mezi zatměními. Zeiss dodal vybavení a velký expresionistický architekt Mendelsohn projekt budovy - je to známá Einsteinova věž zobrazená v mnoha knihách o německé architektuře 20. let 20. století. S Einsteinovou pomocí se Freundlich stal vědeckým ředitelem Einsteinovy věže. Měření, jež podnikl, se nicméně ukázala s technikou své doby neuskutečnitelná. Až v roce 1960 se na Harvardu jinému týmu skutečně podařilo i tímto způsobem ověřit Einsteinovu práci.

212

Poznámky

Tyto poznámky jsou určeny lidem, kteří chtějí vědět více. Některé jsou závažné: proč na to jde Tom Stoppard úplně špatně, když používá relativitu, aby podepřel morální stanoviska ve svých hrách; jaká je hluboká souvislost mezi mezi relativitou, termodynamikou a Talmudem; jak blízko se Německo skutečně dostalo k získání radioaktivních zbraní. Jiné poznámky jsou lehčí, třebas svým způsobem také významné: nadchlo mě, že jsou části německých válečných lodí z 1. světové války na Měsíci; že Maxwell nenapsal Maxwellovy rovnice; že Faraday nikdy neřekl: „Poněvadž ho, pane premiére, budete moci jednoho dne zdanit."; a vlastně i to, že se Einsteinovi nelíbilo, když jeho práci nazývali teorie relativity. Předmluva 1. Caři Seelig, Albert Ernstem: A Documentary Biography, London 1956,

s. 80-81.

. Leslie Groves, Now It Can Be Told: The Story ofthe Manhattan Project, London 1963, s. 199-201; Andrew Deutsch; viz též Samuel Goudsmit, Alsos: The Failure German Science, London 1947, s. 13. 1. Bernský patentový úřad, 1905 1. Collected Papers of Albert Einstein, vol I, The Early Years: 1879-1902, trans. Anna Beck; consultant Peter Havas, Princeton, N. J. 1987, s. 164. Přidal jsem Ostwaldovu adresu. 2. Tamtéž, s. xx. 3. Philipp Frank, Ernstem: His Life and Times, trans. George Rosen, New York 1947, revised 1953, s. 17. 4. Formulaci si zapamatoval návštěvník Rudolf Ladenburg; ve Folsing, Albert Einstein, s. 222; viz též Anton Reiser, Albert Einstein, a BwgraphicalPortrait, New York 1930, s. 68. 5. Folsing, Albert Einstein, s. 73. 6. Reiser, Einstein, s. 70. 7. Collected Papers, vol. 5, doc. 28. Přítelem byl Conrad Habicht. 213

8. Einstein v roce 1905 nenapsal E = mc2. V symbolech, jež v té době používal, rovnice by měla podobu L=MVÍ. Ale co je důležitější, v roce 1905 měl zatím stále jen pojem o tom, že když objekt vysílá energii, ztrácí přitom malé množství svojí hmoty. To, že nastává i opak, pochopil v plném rozsahu až později. Když v průběhu 2. světové války Einstein opisoval kopii svého hlavního článku o relativitě z roku 1905, aby byla vydražena za válečné obligace, v jednom momentě se obrátil ke své sekretářce, Heleně Dukasové, jež mu ho diktovala: „Opravdu jsem to řekl?" Odpověděla, že ano. „Mohl jsem to přece říct daleko jednodušeji." (Příběh viz Banesh Hoffman,Einstein, Creator and Rebel,New York 1972, s. 209.) 2. E značí energii 1. Byli tu i další badatelé, kteří zkoumali zachování energie, ale volba Faradaye mi dala možnost uvést důležitý pojem pole pronikajícího zdánlivě „prázdným" prostorem, jež bude mít ústřední význam v Einsteinově pozdější práci. Ohledně dalších spolutvůrců a jejich vzájemných vztahů začněte s úvahou Thomase Kuhna a Crosbie Smithové The Science of Energy, uvedeným v Průvodci další četbou u této kapitoly. Faraday se ve svých vlastních názorech na to, do jaké míry se energie zachovává, rozcházel s mnoha pozdějšími badateli; viz např. Joseph Agassi Faraday as Natural Philosopher, Chicago 1971. 2. Byl to dánský badatel Hans Christian Oersted a většina fyzikálních učebnic říká, že o svoje výsledky vlastně jen náhodou „zakopl" Ale to není možné: střelka kompasu se neotočí, není-li kompas rovnoběžný s drátem, je-li proud v drátu příliš nízký nebo naopak příliš vysoký nebo je-li drát z mědi, která má nízký odpor atd. Oersted ve skutečnosti po tomto spojení mezi elektřinou a magnetismem pátral nejméně osm let. Příčina, jež bývá často opomíjena, tkví v tom, že svoji motivaci neměl od tradičních vědců nýbrž od Kanta, Goetha (elektivní afinity) a zvláště od Schellinga. Ale Faraday poznal, čemu byl Oersted ve skutečnosti na stopě. Poznamenejme, že Oerstedův úspěch neznamená, že se všechny mimovědecké motivace prokáží jako správné. Schopnost objektivně zhodnotit, co takovéto motivace nabízejí, je rozhodující. Einstein v tom byl skvělý, alespoň počátečním období svojí kariéry. Studium Huma ho přivedlo k pochopení, jak náhodně zvolené jsou vzájemně propletené definice používané fyziky, a jak daleko je tudíž bude možno jednoho dne rozšířit; jeho láska ke Spinozovi mu byla konstantní, živou připomínkou uspořádané krásy čekající na nás skry214

té v našem vesmíru. Goethe naproti tomu byl téměř vždy slabý při užívání filozofie ve vědě a promarnil roky na své teorii vidění, jednoduše proto, že byl přesvědčen, že „musí" být správná. Jak říká stará moudrost: „K matematice potřebuješ papír, pero a odpadkový koš; k filozofii stačí jen papír a pero". 3. Citace je z Faradayova dopisu Sarah Bernhardově, The Correspondence of Michael Faraday, vol. I, ed. Frank A. J. L. James, London 1991, s. 199 4. Toto je moje vlastní interpretace, stavějící na poznatcích mognitivní antropologie o vztazích mezi sociálním chováním a ideologiemi. Konvenčnější pohled lze najít v Cantorově práci Michael Faraday, Sandemanian and Scientist v Průvodci další četbou. 5. Je to chytlavá příhoda, jež potěší technické typy, ale tato věta nebyla nikdy nalezena ve Faradayových dopisech, v dopisech nikoho, kdo ho znal, ani v dobových novinových článcích či životopisech lidí, co mu byli nablízku. Američtí spisovatelé se domnívají, že byla určena Gladstonovi, což není příliš přesvědčivé, neboť Gladstone se stal premiérem čtyřicet sedm let po Faradayově objevu v době, kdy elektrické stroje už byly běžné. Britská vláda si byla samozřejmě vědoma, že její síla vyrostla z průmyslových inovací. 6. Silvanus P. Thompson, Michael Faraday: His Life and Work, London 1898, s. 51. 7. Jde vlastně první výskyt pojmu „pole" v moderní době. Proč to bylo takovým překvapením v Evropě 20. let 19. století, mělo důvod v tom, že všichni uznávaní fyzikové dávno „věděli", že nic takového nemůže existovat. Středověký člověk možná věřil na nebesa plná skřítků, duchů a neviditelných okultních sil. Když však Newton ukázal, že gravitace působí okamžitě napříč prázdným prostorem, aniž by se při jejím přenosu uplatňovaly jakékoli další objekty, začalo „velké vymetání pavučin z oblohy." Byť to ostatní přijímali jako dannost, Faraday zkoumal dál a zjistil, že i Newton měl pojem úplně prázdného prostoru pouze jako provizorní předpoklad. Faraday rád citoval Newtonovy dopisy z roku 1693 astronomicky zvídavému mladému teologu Bentleymu: „Fakt, že jedno těleso může působit na druhé na dálku skrze vakuum, bez zprostředkování čehokoli jiného... je pro mne tak velké absurdum, že se domnívám, že žádný člověk trošičku zběhlý ve filozofii nemůže být jeho zastáncem." Oba citáty jsou z Maxwellova eseje „On Action at a Distance," ve Volume II of The Scientific Papers of James Clerk Maxwell, ed. W. D. Niven. Cambridge 1890, s. 315, 316.

215

8. Co se vlastně stalo? Je pravda, že Davy a badatel William Hyde Wollaston zahájili práci na této problematice, neměli však v ruce nic, co by se blížilo Faradayovu velkému objevu - a Faraday nebyl ten typ, co krade cizí myšlenky. K pochopení, co obnášela Davyho naznačovaná obvinění, existují Faradayovy silně rozrušené dopisy a Wollastonova krátká odpověď, zvláště dopisy z 8. října a 1. listopadu 1821, ve sbírce James, ed., The Correspondence of Michael Faraday. Vyvážená diskuse je k dispozici v knize Michael Faraday: A Biography, od L. Pearce WilUamse, London 1965, s. 152-160. 9. Byl ale raněn. Faraday po léta shromažďoval jakousi výstřižkovou kroniku o Davym: byly tam geologické náčrtky jako připomínka jejich společných cest, koncepty několika Davyho přednášek, jež Faraday úplně zkopíroval vlastním úhledným rukopisem; přátelské dopisy, jež mu Davy v minulosti poslal; malé skicované obrázky příhod z jejich života. Kníhaje řazena chronologicky. Po září 1821 už do ní nebylo nikdy nic přidáno. 10. Dopis z 28. května, 1850, od Charlese Dickense: The Selected Correspondence of Michael Faraday, vol. 2: 1849-1866, ed. L. Pearce Williams, Cambridge, s. 583. 11. Ve Faradayových dobách bylo zachování energie toliko empirickým zjištěním. Až v roce 1919 podala Emmy Noetherová hlubší vysvětlení, proč se tak neodbytně vkrádá do našich pozorování. Dobrým úvodem do vztahů mezi symetriemi a zákony zachování je The Force ofSymmetry od Vincenta Ickeho, Cambridge 1995, zvláště diskuse na str. 114; nebo kapitola 8 Fearful Symmetry: The Searchfor Beauty m Modem Physics od A. Zee, Princeton, N. J. 1986. 12. Einstein měl navíc tu výhodu, že bydlel v podnájmu u Josta Wintelera, ředitele školy, kterýžto před dvaceti lety obhájil nesmírně zajímavou dizertaci na téma Relativitát der Verháltntsse, čili „situační relativita" povrchových znaků řeči, a jak tyto pramení z hlubších, neměnných vlastností zvukového systému řeči. Strukturální překryvy s Einsteinovou pozdější prací ve fyzice jsou hluboké dokonce i v tom, že Einstein dával při označení svého výtvoru přednost názvu Teorie invariantů - což je přesně tentýž termín, jako užíval Winteler. K pozadí Wintelerovy disertace viz str. 143 a násl. příspěvku Romana Jakobsona v Albert Einstein, Historical and Caltural Perspectives, ed. Gerald Holton and Jehuda Elkana, Princeton, N. J. 1982; je tu také půvabný esej „My Favourite Topics" ve sbírce On Language: Roman Jakobson, ed. Linda R. Waugh and Monique Monville-Burston, Cambridge, Mass. 1990, s. 61-66.

216

4. m značí hmotnost 1. Slovo hmota je v uvozovkách, poněvadž Lavoisierovy objevy se týkaly 2 jen zachování látky, zatímco v E = mc , symbol „m" představuje setrvačnou hmotnost. To je daleko obecnější věc, týkající se nikoli detailních vnitřních vlastností nějakého objektu, nýbrž prostě, v Galileově a Newtonově tradici, jeho celkového odporu vůči působícím silám (při posouvání). Rozdíl vypadá malicherně, ale je zásadní. Astronauti na Měsíci zjišťují, že váží méně než na Zemi, ale tak tomu není proto, že by část jejich těla zmizela. Podobně, jak uvidíme v kapitole S, sledujete-li dostatečně rychlou raketu, spatříte, jak její hmota roste donekonečna, ale dochází k tomu bez toho, aby se v její kovové konstrukci zhmotňovaly nějaké atomy navíc, nebo že by se samotné atomy stávaly nějak zavalitějšími. Lavoisierovo úsilí mělo cenu mj. i tím, že jeho práce zaměřující se na zachování látky vyprovokovala zájem o zachování hmoty obecně, i když z dnešního pohledu není žádný důvod, proč by hmota musela být vždy spojena s látkou. Na konci 18. století ovšem nikoho netrápilo, že to, co vlastně „ukázal", bylo jen zachování atomů - protože nikdo v jeho době neměl žádné jasné ponětí o tom, že atomy jakožto fyzikální entity existují. 2. Pokud se někdo ptá „Kdo první ukázal, že platí zákon zachování hmoty?"odpověď musí být „Vlastně, nikdo." Lavoisier v roce 1772 ukázal, že určitá forma vzduchu se spojuje s kovem při jeho zahřívání - ale to bylo ve velké míře rozšířením toho, co už před ním provedli de Morveau, Turgot a další. V roce 1774 Lavoisier opravdu uskutečnil širší pokusy s olovem a cínem, jež potvrdily, že původcem oné přídatné váhy je vzduch vnikající do zahřívaného kontejneru - ale ani toto nebylo úplně originální, stavělo to na pojmech, co si vypůjčil od nic netušícího Angličana Priestleyho. I ověřující experimenty z roku 1775, tentokrát se rtutí, byly vysvětlovány způsobem, jež by neudivil atomisty antických časů. Ale Lavoisier si rozhodně pouze nepřivlastňoval výsledky jiných. Priestley a ostatní totiž nevybudovali úplný systém pojmů, který by dával těmto rozmanitým experimentům smysl. Lavoisier ano. O rozličných přístupech, které se objevily - a s tím spojené historiografické úvahy - viz vynikající práce Simona Schaffera „Measuring Virtue: Eudiometry, Enlightenment and Pneumatic Medicíně," v The Medical Enlightenment ofthe Eighteenth Century, ed. A. Cunningham a R. K. French, Cambridge 1990, s. 281-318.

217

3. Arthur Donovan, Antoine Lavoisier: Science, Administration, andRevolution, Oxford 1993, s. 230. 4. Louis Gottschalk, Jean Paul Marat: A Study in Radicalism, Chicago 1967. 5. Dopis Lavoisiera jeho ženě, 30. listopadu (10. Frimaire, rok II); vjean-Pierre Poirier, Lavoisier: Chemist, Biologist, Economist, College Park, Penn. 1996, s. 356. 6. Často se dočteme, že když byl Lavoisier odsouzen k smrti, předseda soudu vyhlásil: „Revoluce nepotřebuje učenců." Ale je velmi nepravděpodobné, že předseda soudu, Jean-Baptíste Coffinhal, toto kdy řekl. Proces nebyl s jednotlivci, nýbrž s celou skupinou Generálních nájemců; Lavoisier nebyl vyčleněn. Z líčení se dochovaly dosti podrobné záznamy. Co rozlítilo soud i porotu - sestávající z holiče, zaměstnance od dostavníků, klenotníka a bývalého markýze de Montfabert, nyní známého prostě jako Dix-Aoůt (10. srpen) - byl způsob, jakým daňoví nájemci využívali svého postavení k vymačkávání zisku. Mnoha vědcům to za revoluce svědčilo, nebo alespoň přežili, když zůstali v různých mezidobích silně vzedmutých vášní relativně potichu: Carnot, Monge, Laplace, Coulomb a další. (Formulace „nepotřebuje učenců" byla nejspíš vymyšlena o dva roky později v pochvalné řeči z pera Antoine Fourcroye, někdejšího Lavoisierova studenta, jenž se nechal vtáhnout do revolučního nadšení a nyní se snažil „zařadit zpátečku" a všemožně ukázat, že nestál zbaběle stranou, když byl jeho někdejší učitel napaden.) 7. Svědkem byl Eugěne Cheverny, v Poirier, Lavoisier, s. 381. 8. Lavoisier se stal také zakladatelem moderní biologie, když odkryl základy fyziologie. Lidská krev je, kupříkladu, z velké části voda a budete-li se snažit přimíchat kyslík do vody, mnoho se ho tam nezachytí. Pokud však ve vodě rozptýlíme jemně rozetřenou železnou drť, pak načerpaný kyslík k tomuto železu přilne, jako se stalo v jeho laboratoři. (Každý úlomek železa začne rychle reznout a v rámci tohoto procesu do sebe vtáhne velké množství kyslíkových molekul. Výsledek je, že železem obohacená voda dokáže absorbovat spoustu kyslíku.) Právě takto funguje krev: je rudá přesně ze stejného důvodu, jako je rudá železito-jílovitá půda například v Georgii. Byl to příslib La Mettrieho vize VHomme Machine (Člověka-stroje); stejný příval optimismu vedl i samotného Lavoisiera k návrhu, že v budoucnu se bude možné podívat dovnitř mozku a vidět „úsilí, jež se vyžaduje od někoho, kdo má právě proslov nebo... mechanickou energii vypotřebovávanou při tom,... když učenec píše nebo 218

když hudebník skládá" - dosti přesný popis dnešních mozkových skenů. Citát je z Lavoisierových Collected Works, vol. II, s. 697. 9. Rozdělování reality na dvě části je automatickou operací lidské mysli, lze ji vidět v tom, jak snadno vytváříme kategorie přátel a nepřátel, správného a špatného, x a non-x. Zvláštní dělení odkázané nám Lavoisierem, Faradayem, a jejich kolegy, bylo dokonce ještě podmanivější, vždyť je-li jedna strana materiální a fyzická a druhá je neviditelná a přesto mocná, jedná se tu o starou dichotomii tělo versus duch. Rada dalších myslitelů se nechala při své práci vést tímto rozlišením. Alan Turing byl podle všeho inspirován rozdělením tělo-duše, když přišel se svým rozlišením mezi softwarem a hardwarem; většina uživatelů počítačů s ním bude souhlasit, poněvadž se všichni ihned ztotožníme s představou „mrtvého" fyzického substrátu napájeného oživující silou, jež jej řídí. Rozlišení tělo-duše prolíná naším světem: je to Don Quijote versus Sancho Panza; oduševnělý Spock versus tupá Enterprise; kontrast mezi šeptaným chytlavým komentářem v běžící reklamě na boty a tělem na obrazovce. Ale tyto příjemné kategorie pouze udávají možná rozlišení, nejsou však důkazem. Mladý muž jako Einstein, vždy odhodlaný pochopit základy oboru po svém, si ihned všiml, že profesoři učinili tuto zobecňující indukci na základě velice neúplného souboru údajů. Na mnoha místech se lze setkat s tím, jak skryté kategorie dirigují naše myšlenky, srov. George Lakoff a Mark Johnson, Metaphors We Live By, Chicago 1980, nebo Kedourieho vynikající spisy o nacionalismu, přesto z jistého důvodu autor obzvláště tíhne k přístupu popsaném v Bodanisově Web ofWords: The Ideas Behind Politics, London 1988. 5. c značí celeritas 1. Galileův návrh byl v oddíle „První den" jeho knihy Dvě nové nauky. Pokus se uskutečnil o dvacet let později, asi kolem roku 1660 členy Accademia dél Cimento ve Florencii. Jejich výsledky jsou na straně 158 knihy s tak živým popisem místa vzniku, jaký už vydavatelé nemají: Essayes ofNaturalExperiments, madein the Academie dél Cimento, poangličtěno Richardem Wallerem, členem Královské společnosti, Londýn. Vytisknout nechal Benjamin Alsop u Angel and Bible v Poultrey, naproti kostelu, 1634. 2. Jistě, jsem tu vůči Cassinimu trochu zlomyslný. Podle dostupného materiálu byl prý nejistý člověk, ale jako nový příchozí z Francie měl

219

hodně důvodů k nejistotě. Zaprvé, jeho angažmá bylo pouze dočasné, a varovali ho, aby se nepokoušel mluvit francouzsky, ale později mu řekli, že se francouzky naučit musí, neboť Akademii věd nelze nudit přednáškami v latině, nemluvě o jeho rodné italštině. Je dojemné číst jeho vlastní poznámky o tom, jak se s pekelným soustředěním pokoušel v jazyce zdokonalit - a jak pak byl pyšný, když ho král po pár měsících pochválil. Měl také osobní důvod k nelibosti vůči Rómerovi. Vždyť Cassini sám získal svůj věhlas v červenci roku 1665, když veřejně vyhlásil zlepšenou předpověď průchodu Jupiterových měsíců. Jeho předpověď se v srpnu a září toho roku potvrdila; všichni pochybovači byli zahanbeni; významné postavení v Paříži se mu stalo jeho odměnou. Vůbec se mu nelíbilo, že Rómer se snaží použít tutéž fintu proti němu. Bylo v tom i něco víc, než jen uražená pýcha, když kritizoval Rómera , že je tak sebevědomý ve způsobu Jupiterových pozorování. Cassini napsal dlouhou báseň „Frammenti di Cosmografia," kde vyjádřil svou pokoru před velikostí vesmíru a své přesvědčení, že jen neodůvodněná falešná pýcha vede člověka, izolovaného na jedné bezvýznamné planetě, k domněnce, že dokáže přesně měřit vše, s čím se setká. Ještě před Rómerovým příjezdem Cassini aplikoval aproximaci prvního řádu a snažil se tímto způsobem zbavit anomálií u lo; myslel to upřímně, když říkal, že by bylo ukvapené, žádat mermomocí nějakou novou interpretaci. Báseň a útržkovitý životopis jsou v Mémoirespour Servir á 1'Historie děs Sciences et á Celle de L'Observatoire Royal de Paris, Paris 1810, jež sestavil Cassiniho pravnuk, rovněž Jean-Dominique; viz zvláště str. 292 a 321. 3. Maxwellův pozdější úspěch znamenal, že ostatní badatelé té doby bývají přehlíženi. Weber v Góttingenu byl obzvláště zajímavou postavou, neboť i on vypočítal rychlost světla při svých snahách o propojení elektřiny s magnetismem; byla však zamaskována faktorem V2, takže si neuvědomil, co objevil, a nechal to být. Weberův příběh je pěkně popsán v článku: M. Norton Wise „German Conceptions of Force...," s. 269-307 v Conceptions of Ether. Studies in theHistory ofTheories 1740-1900, ed. G. N. Cantor a M. J. S. Hodge, Cambridge 1981. Weberova činnost připomíná mladého Ampěra; jeho hybridní rovnice - zasahující málem do Maxwellova světa polí," - připomínají křižník marně naložený protileteckou municí. 4. Obávám se, že i tento citát je apokryfní. Jisté je, že Maxwell si rád dělal legraci ze své vlastní „prostoty", jíž se někdy navenek projevoval; a také, že jako cambridgeský student experimentoval k údivu a po220

bavení svých spolužáků s tím, jak dlouho vydrží vzhůru. Viz např. Goldman, Démon in the Aether, s. 62. 5. Ivan Tolstoy,/<*nje5 Clerk Maxwell: A Biography, Edinburgh 1981, s. 20. 6. Treatise on Electricity and Magnetism, James Clerk Maxwell, Oxford 1873; Maxwellova předmluva k prvnímu vydání, s. x. 7. Běžná řeč je na tomto místě z principiálních důvodů nepřesná, neboť to, co ve skutečnosti popisujeme, jsou vlastnosti elektrického a magnetického pole, určení, co „by" se stalo v každém daném místě. Podmiňovací způsob tuto myšlenku dosti vystihuje: asi nedokážete říct, co se právě teď děje na konkrétním rohu ulice v jedné špatné čtvrti, ale mohl byste říct, co se zákonitě stane, bude-li se fotoaparáty ověšený turista bezstarostně potloukat kolem. V případě fyziky si představte zvlněné křivky z železných pilin, jež lze spatřit kolem tyčového magnetu. Nyní odstraňte tyto piliny a místo nich, na místě, kde se každá z nich nacházela, napište číslo nebo skupinu čísel, jež budou popisovat, jak se pravděpodobně zachová pilina umístěná do tohoto místa. Pro někoho, kdo neviděl, s čím jste začal, to bude jen studený seznam čísel. Ale pro někoho, kdo byl obeznámen s vířivou silou, jíž působí magnet na železné piliny, bude váš seznam živým popisem a pro Maxwella s Faradayem, při jejich náboženské víře, je takový seznam přímým projevem božské síly, jež stvořila právě toto pole. 8. K vyslání vlny není zapotřebí velké síly. Při hře na klavír klávesa prostě rozkmitá strunu nahoru dolů, a není to nic než vzorec těchto vibrací, co se šíří dál a přenáší zvuk. Mezi dvěma lidmi stojícími na chodbě pár metrů od sebe mohou být hektolitry vzduchu, přesto nemusí všechen ten vzduch odvanout, když si chtějí říci ahoj. Každému stačí, když vydechne jen nepatrný objem svého hrdla, vzduch se začne čeřit - dojde ke vzniku hustotní vlny, která vykoná vše ostatní. Se světelnými a elektromagnetickými vlnami je to obecně stejné. Při otočení klíčkem zapalování svíčka automobilu vyšle elektromagnetickou vlnu, jež má několik frekvencí, prochází okolním kovem a během dvou sekund, než váš motor chytí, došlehne až k oběžné dráze Měsíce; vlna se šíří dál a o pár hodin později dorazí do vzdálenosti Jupitera a putuje dále. 9. Maxwellovo dílo bylo fantastickým úspěchem - a mohlo být bývalo ještě větším, kdyby byl čtyři rovnice, jež dnes nesou jeho jméno, opravdu napsal. Ale tak tomu není. Není to jen věc změny v jejich zápisu. Dokonce ani některé podrobnosti, jichž si později všiml Hertz a jež ho přivedly k poznání, že radiové vlny se přenášejí a při-

jímají jako vlny světelné , nebyly v původních rovnicích zkoncipovaných Maxwellem. Příběh o tom, jak byly Maxwellovy rovnice nakonec zkompletovány skupinou shromážděnou kolem tří fyziků v Anglii a Irsku během dvou desítek let po jeho smrti, je důkladné vylíčen v knize Bruče J. Hunta TheMaxtvelltans, Ithaca, N. Y. 1991. 10. Nebo, přesněji, nic, co se zpočátku pohybuje pomaleji, se nakonec nemůže pohybovat rychleji. Co kdyby tu byly částice - nebo snad celý paralelní vesmír - umístěný trvale na té „druhé straně" bariéry rychlosti světla? Zní to jako science-fiction, ale fyzici se naučili mít hlavu otevřenou. (Gerald Feinberg nazval tyto hypotetické nadsvětelné částice tachyony.) Další výhradou je, že tu hovoříme o rychlosti světla ve vakuu. V jiných substancích je rychlost světla nižší. Právě proto se třpytí diamanty: světlo pohybující se nad jejich povrchem je rychlejší než světlo, jež se ponořilo dovnitř. Jsou tu i důležitější výjimky - např. v důsledku vlivu proměnlivé křivosti prostoročasu na vzájemné rychlosti. Také tu mohou být účinky vlivem negativní energie a existují i nesmírně zajímavé poznatky o světelných pulsech překračujících naši rychlost „c" (byť takovým způsobem, že se v rámci tohoto procesu nepřenáší informace). Tyto nicméně již překračují technickou úroveň této knihy. Domnívám se, že budoucí vědci se budou ohlížet zpátky k nám buďto v údivu, jak jsme vůbec kdy mohli brát něco takového vážně - anebo, že nám trvalo tak dlouho, než jsme si uvědomili, toto je cesta k otevření prvního Disneylandu v Andromedě. 11. Žádné z našich běžných slov se nedá v této sféře aplikovat, a termín botnánť)e nutno chápat pouze jako metaforu. Raketoplán - nebo proton, či jakýkoli jiný objekt - netloustnou ve všech směrech. Naopak, právě zde se projevuje zdánlivě puntičkářský rozdíl mezi zachováním látky a zachováním hmotnosti z kapitoly o Lavoisierovi. Je-li hmotnost definována jako vlastnost odporu vůči zrychlení - což je to, co se reflexivně snažíme odhadnout, kdykoli potěžkáváme nějaký předmět - potom hmotnost může růst i bez toho, aby látka botnala. Jediným kritériem je tu jen zvýšený odpor vůči aplikovanému zrychlení a to je splněno. Při malých rychlostech a v obvyklých podmínkách, v nichž se pohybujeme, bude množství, o které se hmota zvýší, tak malé, že si ho nevšimneme - proto Einsteinovy předpovědi tolik lidí polekaly. Jakmile se však objekt od nás pohybuje rychlostí přibližující se rychlosti světla, efekt se zvýrazňuje. Předpovědi jsou velice přesné. 222

Při počítání, nakolik se hmotnost daného objektu zvýší, je postup následující: vezmeme rychlost objektu, umocníme ji na druhou, vydělíme ji čtvercem rychlosti světla, výsledek odečteme od l, celé to odmocníme, vezmeme převrácenou hodnotu a vynásobíme ji původní hmotnost našeho objektu. Snadnější je to vyjádřit „těsnopisem": pohybuje-li se objekt rychlostí „v", pozorované nabotnání lze stanovit tak, že jeho původní hmotnost „m", vynásobíme hodnotou l/ Víl-tX/c2). Dobrou pomůckou, jak získat pro rovnici cit, je vyzkoušet ji na extrémních hodnotách. Je-h v o mnoho menší než c - tj. raketoplán se pohybuje pomalu - pak (1-i^/c2) je prakticky rovno jedné, poněvadž z/Vc2 je nepatrné. Odmocnina a převrácení na tom nic nezmění: výsledek bude stále nesmírně blízký 1. U skutečného raketoplánu, startujícího z Floridy, je maximální rychlost asi 29 000 km/h. To je tak malé procento rychlosti světla, že jeho hmotnost nenabude při jeho výletu z atmosféry zdaleka ani o tisícinu procenta. Pohybuje-li se však raketoplán nebo cokoli jiného opravdu rychle, a v je blízké c, pak (1-t^/c2) je blízké nule. To znamená, že odmocnina je také malá a vydělíme-li l malým zlomkem, výsledek bude obrovský. Pozorujte objekt mihnoucí se kolem vás 99 procenty rychlosti světla - a jeho hmotnost se z vašeho pohledu zvýšila několikrát. Svádělo by to k domněnce, že jde o nějaký trik, že zmatek vzniká při našem měření a že pohybující objekt „ve skutečnosti" nebude hmotnější v žádném reálném smyslu. Ale magnety kolem prstenců urychlovače ČERŇ skutečně musí zvýšit několikrát svůj výkon, chtějí-li udržet protony pohybující se touto rychlostí na určené dráze. Hybnost spojená s jejich zvýšenou hmotností by je totiž jinak poslala přímo do stěn urychlovače. Na 90 procentech rychlosti světla musí zvýšený příkon udržet na uzdě 2,3krát větší hmotnost, nenechat ji vychýlit a uletět. Pokud rychlost vyroste až na 99,9997 procent rychlosti světla, pak l/ V(l-i^/c 2 ) udává nárůst hmotnosti na 430násobek - odtud pramení problémy urychlovačů ČERŇ, které musí najít způsob jak získat tuto dodatečnou energii bez toho, aby rušily spořádané občany Zenevy. Ale prohlásit, že výraz l/ T^l-t^/c2) je pravidlo, kterým se prostě jen musíme řídit, by nás zařadilo do stejné kategorie s oněmi papouškujícími lektory, které Einstein tak neměl rád. Na internetové adrese davidbodanis.com budeme zkoumat proč je tomu tak. 12. Příklad s raketoplánem je jen heuristický; v dalším průběhu knihy uvidíme, že energické hmota: jediná věc nazývaná „hmota-energie" na

223

sebe prostě jen nabírá různé podoby podle toho, jak ji pozorujeme. Omezení našeho křehkého těla způsobuje, že sotva někdy měníme podstatně svoji rychlost, a tak pohlížíme na hmotu ze značně „pokřiveného úhlu". Tato perspektivní deformace je důvodem, proč se „uvolněná" energie zdá být tak vysoká. (Důležitou výjimkou ovšem je, že ekvivalence mezi hmotou a energií platí jen při pozorování objektu z jednoho význačného pohledu, v němž je v klidu. To je obzvláště důležité v obecné relativitě, protože gravitační přitažlivost objektu má původ v jeho celkové energii, nikoli jen v jeho klidové hmotnosti. Strana [199] hlavního textu se dotýká těchto úvah ve spojitosti s černými dírami; problém je obšírněji rozpracován na naší webové stránce. 2

6.

1. Gustave Desnoiresterres, Voltaire et la Societě Franfais au XVIII Siécle: Volume I, Lajeunessede Voltaire, Paris 1867, s. 345. 2. Aby si Arouet uvědomil nedostatky Francie, nepotřeboval Newtonovo dílo. Nebyly to ani tak abstraktní ideje, jako spíše to, že v Anglii viděl fungující parlament - a tradici alespoň polonezávislých soudů a občanských práv - co pomohlo odhalit, v čem Francie zaostává. Ale bylo příjemné mít za sebou při své kritice nejrenomovanější analytický systém. Viz Voltairovy Anglické listy. 3. Je to dost zvláštní, ale pohled na padající jablko Newtonovi podle všeho opravdu pomohl učinit poslední krok. William Stukeley zaznamenal, jak si stárnoucí Newton tento okamžik připomněl, ve své stati uveřejněné o dvě stě let později jako Memoirs ofSir Isaac Newton'sLife, London 1936, s. 19-20. Po obědě, protože bylo teplé počasí, jsme si vyšli do zahrady [Newtonova posledního sídla, v londýnském Kensingtonu] a dali si čaj ve stínu několika jabloní, jen my dva. Mezi řečí mi svěřil, že scenérie je vlastně úplné stejná jako tenkrát, když přišel na pojem gravitace. Příčinu zavdal pád jablka, který ho vyrušil z hlubokého zamyšlení. Proč jablko musí vždycky padat... pokaždé směrem ke středu Země? Důvodem nepochybně je, že... v hmotě existuje přitažlivá síla... jako ta, již jsme si nazvali gravitace a která se prostírá se vesmírem. Newton si mohl být jistý, že na Zemi se uplatňují tytéž síly jako ve vesmíru. Rychlost objektu padajícího na Zemi se změří velmi jednoduše. Za jednu sekundu, uletí utržené jablko - nebo jakýkoli jiný předmět - volným pádem asi 4,9 metru. Ale jak změřit rychlost jakou v porovnání s tím „padá" Měsíc? 224

Abychom to provedli, musíme si uvědomit, že Měsíc (opravdu) nepřetržitě padá, alespoň o malý kousek. (Kdyby nepadal a pouze se pohyboval po dokonalé přímce, rychle by uletěl pryč od naší planety.) Dráha, o níž se „propadne", to přesně vykompenzuje, takže bude dál kroužit kolem Země. Ze známé délky jeho oběžné dráhy a oběžné doby lze vypočítat, že Měsíc se „řítí" směrem k Zemi asi 0 1,3 mm za sekundu. Na první pohled se zdá, jako by Newtonova předpověď selhala. Existuje-li síla dávající kamenům na Zemi padat 4,9 metru za jednu sekundu, člověk by si myslel, že jen velice odlišný druh síly, kdesi v dalekém prostoru, nechá tak obrovské skály jako je Měsíc, padat ubohoučkých 1,3 mm každou sekundou. I když vezmeme v úvahu větší vzdálenost Měsíce, nezdá se, že by to mohlo fungovat. Země má asi 12 756 km v průměru, takže Newton i jabloně jeho matky, se nacházeli asi 6 378 km nad středem Země. Měsíc je na oběžné dráze asi 384 405 km od středu Žerné, tj. asi 60krát dále. I kdybychom dráhu volného pádu kamenů zmenšili 60krát, pořád by se nesnášely k Zemi tak pomalu jako Měsíc. (1/60 ze 4,9 m je asi 8 cm - pořád daleko víc než nepatrných 1,3 mm, jež padá každou sekundu Měsíc.) Ale co kdybyste si představili i sílu, jež ve větší vzdálenosti od naší planety zeslábne 60 krát 60krát. Je to zajímavý nápad, že gravitace ubývá se čtvercem vzdálenosti mezi objekty - jak však takovou věc ověřit? Museli byste nějak prokázat, že síla zemské přitažlivosti je na Zemi 3 600krát (60 x 60) silnější než ve vesmíru u Měsíce. V sedmnáctém století se nikdo - dokonce ani z Cambridge - nemohl nechat vystřelit k Měsíci a srovnat tamní sílu zemské přitažlivosti s pozemskou hodnotou. Ono to však nebylo zapotřebí. Síla rovnic je nesmírná. Newton znal odpověď od počátku. „Proč jablko musí," tázal se, „vždycky padat... pokaždé směrem k zemskému středu?" Na povrchu Země se za jednu sekundu kámen, jablko a dokonce 1 udivený cambridgeský děkan propadnou o 4,9 metru. Ale Měsíc se za tu dobu propadne jen o 1,3 mm. Vydělte tato dvě čísla a jejich poměr udává kolikrát je síla zemské přitažlivosti na povrchu Země větší než na Měsíci. Vychází to právě (přibližně) 3 600krát. To byl výpočet, který Newton provedl v roce 1666. Představte si ohromné hodiny, kde Země a Měsíc jsou jeho součástkami. Newtonovy zákony ukázaly, jak neviditelné vačky a táhla udržují celou tuhle kroužící vymyšlenost pohromadě. Každý, kdo četl Newtona a sledoval toto vysvětlení, pak možná zvedl hlavu, podíval se vzhů225

ru a poprvé v životě pochopil, že ta přitažlivá síla, co působí na jeho tělo, je táž síla, jež míří vzhůru, dotýká se oběžné dráhy Měsíce a ještě dál, až donekonečna. 4. Samuel Edwards, The Divine Mistress, London 1971, s. 12. 5. Ale i to bylo podle názoru její rodiny špatné. „Moje dcera je blázen," napsal její zoufalý otec. „Minulý týden vyhrála přes dva tisíce zlatých louisdorů u karetních stolů, a když si objednala nové šaty... utratila druhou polovinu za knihy... Nechápe, že žádný velký pán si nevezme ženskou, co je každý den vídána při čtení." Tamtéž, s. 11. 6. Voltairovy Mémoires; v Edwards, The Divine Mistress, s. 85 7. Voltairův dopis Madame de la Neuville viz André Maurel, The Romance ofMmedu Chátelet and Voltaire, trans. Walter Mastyn, London 1930. 8. Rozmanitá svědectví - od služebnictva i od aktérů - o tomto incidentu jsou porovnávána v knize René Vaillota Voltaire en son temps: avecMmedu Chátelet 1734-1748, Oxford 1988. 9. Nejdůkladněší popis máme od Mme de Graflfigny v Vieprivée de Voltaire et de Mme du Chátelet, Paris 1820. 10. Slovo energie je zde anachronismem, protože popisujeme období, kdy se tyto pojmy teprve formovaly. Ale domnívám se, že postihuje fundamentální myšlenky té doby. Viz např. L. Laudan, „The vis visa controversy, a post mortem," Isis, 59, 1968, s. 131-43. 11. Galileo zjistil, že předměty při volném pádu nepadají konstatním tempem. Místo toho, aby každou sekundu urazily stejnou vzdálenost, urazí v první sekundě l jednotku vzdálenosti, v druhé sekundě 3 jednotky vzdálenosti, ve třetí 5, atd. Budeme-li sčítat tuto posloupnost lichých čísel, dostaneme celkovou vzdálenost, kterou padající objekt urazil: za první sekundu je to l jednotka, za dvě sekundy to jsou 4 jednotky (1+3), za tři sekundy 9 jednotek (1+3+5), atd. Jakožto určitá směs teorie a experimentu toto bylo základem pro Galieiho slavné zjištění, že celková dráha je úměrná čtverci času, po který objekt padá, čili d~t2. Leibniz tyto úvahy dále rozvedl. 12. Richard Westfall, Nevěr at Rest: A Biography oflsaac Newton, Cambridge 1987, s. 777-78. 13. Problém byl složitější, než si jak Newton tak Leibniz uvědomovali a až nestranná du Cháteletová pochopila a rozhodla, které z názorů toho či onoho byly cenné a měly být uchovány. Newton měl ve skutečnosti i přes Leibnizovy posměšky dobrý argument, neboť pokud jsou hvězdy rozptýleny náhodně, proč se v důsledku gravitace nepřiblíží a nakonec nesrazí všechny dohromady? A Leibniz měl také dobrý argument, protože on nikdy netvrdil, že existuje dokona226

lý intervencionistický Bůh, nýbrž pouze jakési optimální božstvo, podřizující se omezením, jež možná nedokážeme pochopit. To bylo něco úplně jiného. Tato myšlenka unikla Voltairovi v jeho působivé satiře Candide, ale stala se fundamentálním principem ve fyzice. V obměněné podobě se stala ústředním bodem Einsteinovy obecné teorie relativity, podle níž se - jak uvidíme v epilogu - planety a hvězdy pohybují po optimálních drahách v rámci zakřiveného prostoročasu vesmíru. Jaký mělo na Voltaira vliv, když viděl du Cháteletovou, jak si láme hlavu nad těmito otázkami? Bylo to pro něj stálou připomínkou protikladu existujícího mezi širým vesmírem a malým „atomem bláta", na kterém žije marnivý člověk - což bylo jedním z ústředních témat jeho díla. Také mu to neustále připomínalo potřebu poskytovat prostor individuálnímu géniu - téma, jež život s náročnou i extatickou madame du Chátelet ještě více posiloval. 14. Willem 'sGravesande: Nejedná se o překlep; symbol 's znamená „z" (přivlastňovací pád) a v Holandsku je stále běžný. Město Den Haag se oficiálně jmenuje 's-Gravenhage (hraběcí obora). Provedl jsem zjednodušený výtah ze širokého spektra 'sGravesandových experimentů. Používal slonovinové válečky ve tvaru kulek, duté a plné mosazné kuličky, kyvadla, škrábaný jíl (značně propracované konzistence), podpůrná lešení a přímo laputsky pestrobarevnou škálu dalších zázraků, jimiž chtěl podepřít své tvrzení, že „Vlastnosti hmotného tělesa nelze znát á priori; je proto třeba zkoumat těleso samé a pečlivě uvážit veškeré jeho vlastnosti..." Viz jeho (nádherně ilustrované) Mathematical Elements ofNatural Philosophy, Confirm'd by Experiments, přeložil J. T. Desaguilliers, zvláště II, 3, 6. vydání, Londýn 1747; citát je ze strany iv. 15. Voltairovy Mémoires, v Edwards, The Divine Mistress, s. 86. 16. Dopis Mme de Boufflers, 3. dubna 1749. V Les lettres de la Marquise du Cbátelet, vol. 2, ed. T. Besterman, Geneva 1958, s. 247. 17. Voltaire ďArgentalovi viz např. Frank Hamel, An Eighteentb-Century Marquise, London 1910, s. 369. 18. Vítr o rychlosti 30 km/h je vánek, ale vítr o rychlosti 300 km/h má katastrofické účinky, bude spíše připomínat výbuch plynového kotle. Zdaleka není jen lOkrát „silnější", poněvadž s sebou nese 102 čili lOOkrát více energie. To je také důvod, proč trysková letadla musí létat tak vysoko. Jen v řidším vzduchu může letadlo přestát hodiny nesmírného náporu vichřice o síle málem l 000 km/h, již letadlo svým pohybem vytváří.

227

Dobrou ukázku těchto složitých propočtů vidíme u sportovců. Skoro každý školák hodí míč rychlostí 30 km/h, ale jen pár profesionálních sportovců dokáže hodit míč rychlostí 150 km/h. Je to „jen" pětkrát rychleji, ale poněvadž se energie zvyšuje se čtvercem rychlosti (2 E = mv1), sportovec musí vydat 25krát více energie. A co víc, musí to udělat za 1/5 času. (Protože kdyby sportovci pohyb ruky trval přesně stejně dlouho jako školákovi, míč by vyletěl pouze rychlostí 30 km/h.) Vytvořit 25krát více energie za 1/5 času znamená dosáhnout 25 x 5 tj. 125krát většího výkonu! Další jevy, jako odpor vzduchu, to činí ještě obtížnější. Faktor, který dospělému sportovci naopak pomáhá, je fakt, že má delší páku v paži. 19. Vtip není v tom, že by mc2 bylo „správně" a mv' „špatně". Newtonův pojem hybnosti - mv1 - má zásadní význam v našem chápání světa. Spíše je tomu tak, že každá z definic se týká jiné oblasti - jiných aspektů věcí kolem. K pochopení toho, co obnáší zpětný ráz při výstřelu z pušky, je nejlepší použít mv1. Okamžitě po stisknutí kohoutku s sebou puška i kulka odnášejí stejné množství hybnosti, ale zpětný ráz pohybující pušky nás nezabije: většina její kinetické energie je přenášena v její hmotnosti, její rychlost má tudíž na střelce malý účinek. Nicméně vystřelená kulka má tak malou hmotnost, že nese většinu téže hybnosti ve své rychlosti. Je to čtverec této rychlosti - kinetická energie kulky - co opravdu vzbuzuje strach. 20. Toto je jedno z témat rozvinutých na mé webové stránce. 21. Kdyby se hmota dala snadno úplně přeměnit na energii, pera a tužky kolem nás by začaly vybuchovat v oslepujících záblescích světla a vzaly by s sebou i většinu pozemských měst; většina fyzického vesmíru by brzy „vytryskla" ze své materiální existence. Co nás zachraňuje, je princip zachování baryonů, který zhruba říká, že celkové množství protonů a neutronů ve vesmíru se nemění; nemohou zničehonic začít mizet. Jeden případ, kdy opravdu dochází ke stoprocentní konverzi je ten, když se obyčejná hmota srazí s antihmotou. Typický proton v našich tělech má baryonové číslo +1, ale antihmotný antiproton má baryonové číslo -l, takže pokud by se někdy vzájemně anihilovaly, součet baryonů ve vesmíru by se nezměnil. Vlastně zažíváme cosi podobného každý den, neboť část plynu radonu, unikajícího ze základů a zdí našich domů, produkuje při svém procesu rozpadu antihmotu. Když se tato setká s normálními molekulami vzdu2 chu nebo naší kůže, výsledkem je ihned (maličká!) exploze E = mc v plné síle. 228

7. Einstein a rovnice 1. Z trošku pozdějšího období, viz např. Reichinsteinovy vzpomínky, sebrané v knize Davida Reichinsteina Albert Einstein: A Picture ofHis Life and His Conception ofThe World, London 1934. 2. Obzvláště hlubokomyslná analýza je v knize Max Jammer, Einstein and the Religion: Physics and Theology, Princeton 1999. Obsažná kompilace názorů současných vědců na náboženství - pro i proti - je v knize Russella Stannarda Science and Wonders: Conversations obout Science and Belief, London 1996, navazující na pravidelný rozhlasový pořad BBC. 3. Einstein pokračuje: „Toto je podle mne postoj lidské mysli, i té největší a nejkulturnější, k Bohu." Z interview z roku 1929 s tehdy slavným novinářem Georgem Sylvestrem Viereckem, zaznamenaný ve Viereckových Glimpses ofthe Great, London 1934, s. 372. Formulace je pravděpodobně jen přibližná, neboť Viereck na jiných místech připouští, že měl někdy problém luštit vlastní těsnopisné poznámky. 4. Poměr je popsán v knize Marie Curie: A Life od Susan Quinnové, pův. New York 1995, London 1996. Einsteinova poznámka pochází ze společného cyklistického výletu roku 1913, je uvedena na str. 348 anglického vydání. 5. Epochální článek byl odmítnut z několika důvodů, v neposlední řadě šlo o čistě byrokratickou záminku, že se jedná o tištěný dokument a „... předpisy vyžadují, aby kompozice byly psány rukou." Caři Seelig, Albert Einstein: A Documentary Biography, London 1956, s. 88 má tuto příhodu od Paula Grunera, Einsteinova podporovatele, který to měl ověřené z akademických kruhů z Bernu. 6. Marianne Weber, Max Weber: A Biography, ed. and trans. Harry Zohn, New York 1975, s. 286. 7. Einstein nebyl první, kdo si uvědomil, že Newtonovy zákony jsou v souladu s neexistencí žádné vnější „autority" či standardního měření, podle nějž by bylo možno posoudit jednotlivé aktivity každého z nás - Newton to viděl také! Ale v intenzivně náboženských dobách musel být Newton diskrétní ve svých úvahách, když nehodlal zabrousit na pole kacířství. Ve velké míře právě aby se vyhnul takovémuto bezbožnému „volnému proudu" času, Newton včlenil do svých Principu pojem času absolutního. Standardní výklad je v Newtonově General Scholium, ale lepší je vzít si k ruce dopisy Richardu Bentleymu (v té době mladému teologovi); oboje je pohodlně dostupné v Nortonově čítance Newton: Texts, Backgrounds, Commentaries, ed. Bernard Cohen a Richard Westfall, New York (Norton) 229

1995. Učinil by Newton těch pár jednoduchých algebraických kroků a odvodil by speciální relativitu, nemít tyto obavy? 8. Tento obrázek pochází z kultovního seriálu o panu Tompkinsovi od George Gamowa, na němž vyrostly celé generace milovníků vědy. Když ho Gamow psal, jeho představa byla velkou fantazií; myslím, že by ho potěšilo, že na samém sklonku dvacátého století, „v únoru, 1999" skupina vědců na Harvardu použila metody laserového chlazení k vytvoření látky ve stavu, kdy „byla 50 miliardtin stupně od absolutní nuly" a světlo měřené vnějším pozorovatelem se v ní pohybovalo rychlostí těsně pod 62,7 km/h. 9. Hovorové termíny jako váha nebo nakyne (z hlediska hmotnosti) mají opět jen obrazný význam. 10. Učebnice obvykle říkají, že délka uhánějícího auta se bude zkracovat, až se scvrkne na tlouštku hedvábného papíru. Přímá aplikace kontrakčního faktoru z poznámky na straně 249 to sice naznačuje, ale celý jev je ve skutečnosti poněkud složitější v důsledku např. toho, že světlo přicházející v různých částí vozu muselo být emitováno v různou dobu. Deformace tak spíše připomínají převádění trojrozměrného globusu do dvojrozměrné Mercatorovy projekce pro účely tvorby map. 11. Vedle korekcí používaných pro signály družic GPS, jež opravdu pocházejí ze speciální teorie relativity, podstatné efekty plynou také z úvah spojených s obecnou teorií relativity, jak je dobře shrnuto v knize Clifforda M. Willa, Was Einstein Right: Putting General Relativity to tbe Test, Oxford 1993. Líbí se mi myšlenka, že miliony lidí držící v tom či onom okamžiku v ruce přijímače GPS mají vlastně v dlani zařízení obsahující miniaturizované transpozice logických sekvencí, jež se kdysi objevily v Einsteinově mozku. 12. Ve svém původním článku z roku 1905 Einstein nikdy nepoužil úsloví teorie relativity, to navrhl teprve o rok později Plaňek a jiní. Jméno, jež se mu opravdu Ubilo, pocházelo od Minkowského, z roku 1908, a přesně vystihovalo Einsteinův „princip invariance (ekvivalence)". Kdyby se bývalo ujalo, mluvili bychom dnes o Albertu Einsteinovi a jeho slavné „teorii invariantů". Než však v roce 1920 došlo k širším pokusům o změnu, původní, nechtěné označení se již vžilo. 13. „Význam relativity se všeobecně špatně chápe," vysvětloval Einstein v roce 1929. „Filozofové si hrají se slovíčky jako děti s panenkami... Neznamená to [relativita], že vše v životě je relativní." Einstein byl dezinterpretován z velké částí proto, že mnoha lidem se hodilo ho dezinterpretovat. Cézanne hovořil o potřebě soustředit 230

se pouze na to, co ty, osobně, vidíš a měříš: flek červené tady, kopeček modré támhle. Chápalo se to tak, že se to shoduje se způsobem, jak relativita zpochybňuje existenci neosobního, „objektivního" světa v pozadí a je připravena, jako jistá daná interpretace pařížského bulváru, aby si v ní každý našel svůj podíl. I v novější době Tom Stoppard, buřič proti zaběhlým pohledům, s oblibou nechává postavy ve svých hrách hledat v einsteinovských jevech oporu pro své sJMení. Problém je nicméně v tom, že to s Einsteinovou prací nemá nic společného. Jak se zmiňujeme v hlavním textu, odklon od běžných jevů je daleko menší, než aby se dal zaznamenat při rychlostech, s nimiž normálně žijeme. A co je ještě zásadnější, fakt, že teorie vlastně spočívá na několika klíčových invariantech, jež se zachovávají - rychlosti světla; slučitelnosti a „rovnocennosti" každého systému souřadnic - je pravým opakem toho, jak bývá teorie běžně prezentována. Einstein sám toto jednou vysvětloval kunsthistorikovi pokoušejícímu se spojit kubismus s teorií relativity: Podstata teorie relativita se nesprávně chápe... Teorie toliko říká, že... obecné zákony jsou takové, ie jejich tvar nezávisí na výběru systému souřadnic. Tento logický požadavek nicméně nemá nic do činění s tím, jak je reprezentován jeden určitý případ. Pro jeho prezentaci není [důraz přidán] větší počet souřadnicových systémů zapotřebí. Celek úplně stačí matematicky popsat ve vztahu k jednomu systému souřadnic. V případě Picassových maleb je tomu úplně jinak... Tato nová umělecká „řeč" nemá nic společného s teorií relativity Citát viz Paul LaPorte, „Cubism and Relativity, with a Letter of Albert Einstein," Art Journal, 25, No. 3, 1966, s. 246; citace z Gerald Holton, The Advancement of Science, andltsBurdens, Cambridge 1998, s. 109. Holton dále pokračuje dobrým postřehem, že pojem mnohočetnosti možných pozorovacích soustav je, ve skutečnosti, podstatou moderní vědy, kde moderní znamená vše počínaje Galileem na počátku 17. století.; mnohočetné a konzistentní pohledy jsou běžnou součástí architektonických rysů už odedávna. 14. Zde vavříny musí náležet Einsteinovi. Newton se honosí tím, že objevil diferenciální počet, složení světla a zákon všeobecné gravitace v krátkém období, když byl na statku své matky. Ale když si to vybavoval, byl už velice starý pán a hovořil o své minulosti. Výpočty provedené na farmě nebyly příliš přesvědčivé - místo hodnoty 3 600, použité k vyjádření, kolikrát zeslábne zemská přitažlivost na oběžné dráze Měsíce, a jež „prokazuje" platnost gravitačního záko-

231

na ve tvaru převrácených čtverců, měly nepřesnosti v měření Země za následek, že nejlepší hodnota, k níž se dopracoval bylo daleko méně přesvědčivých 4 300. Neměl také jasno, co se týče úlohy odstředivé síly a zda Měsíc rotuje jako Descartesův vír - zbývalo toho ještě hodně, co musel po opětovném návratu na Cambridge dokončit. Ale falešná skromnost určitě není u nikoho, kdo pracuje na této úr<-«'ni, na místě. Čtivě napsaný článek „Newton and the Eótvós Experiment" od Curtise Wilsona, v jeho sebraných spisech Astronomy from Kepler to Newton: Historical Studies, London 1989, lze obzvláště doporučit pro pochopení jemností, jimiž se Newton musel propracovat. Kapitola pět Westfallova Nevěr at Rest: A Biography oflsaac Newton, Cambridge 1987, dále zkoumá, co Newton během oněch morových let v Lincolnshire objevil; viz též The „Annus Mirabilis" ofSir Isaac Newton, 1666-1966, ed. Robert Palter, Cambridge, Mass. 1970. 15. Co se mi na Veblenovi líbí, je, že se soustřeďuje na určitou socio-intelektuální dominantu - průnik vědy s náboženstvím - jež bývá velice plodná. Je tomu však zapotřebí hlouběji se ponořit do Einsteinovy vlastní práce. První věc, jež uhodí do očí, je Einsteinova velká víra v jednotu. Jedna část tradiční fyziky byla postavena na Newtonově mechanice, kde vždy existuje způsob, jak srovnat výsledky dvou různých pozorovatelů: vidět, kdo se pohybuje rychleji a kdo pomaleji; objektivně stanovit, že někdo, kdo uhání v autě a zapne maják, přiměje světlo pohybovat se „rychleji" než se to podaří tomu, kdo stojí s autem na místě. Na druhé straně však si Einstein uvědomil, druhá část tradiční fyziky stavěla na Maxwellově rozvinutí Faradayova díla a to spočívá na skutečnosti, že rychlost světla se bude jevit stejná z pozice každého nepříliš divoce se pohybujícího pozorovatele. Stojící řidič i řidič v pohybu budou muset vidět, jak se paprsek majáčku šíří rychlostí 1,079 miliardy km/h (300 000 km/s). Trápilo to i mnoho jiných badatelů, ale ti to většinou odsunuli stranou, ne tak Einstein (v článku z roku 1920 citovaném ve Folsingovi, s. 171): „Představa, že se jedná o dvě neslučitelné situace, byla pro mne nepřijatelná." Einstein často říkával, že jedno z jeho nejhlubších mravně-náboženských přesvědčení je ideál sociální spravedlnosti. Co se zdá být nespravedlivým nebo nepoctivým rozlišením, mělo by se dát, při dostatečně podrobném prozkoumání, rozřešit tak, aby nepoctivost zmizela. To je princip spravedlivosti Johna Rawlse a dalších přívrženců názoru o závadnosti nezaslouže232

ných rozdílů; vnější extrapolace sjednocené sféry, jíž jediné božstvo podle očekávání vytváří. Jak rozřešit toto dilema Newtona protiřečícího si s Maxwellem? Einstein musel učinit jeden z oněch „skoků do pravého úhlu", jako před ním už úspěšně provedli Faraday a Rómer. Vzal pod drobnohled samotné pojmy, na nichž bylo ono dilema postaveno! Definice délky, času a současnosti tu s námi byly tak dlouho - v kodifikované podobě existovaly přinejmenším od dob Newtona - že se jevily jakožto „základní" i z hlediska zdravého rozumu. Einstein si však uvědomil, že jsou zatíženy předsudky o tom, jak mají být měření prováděna. Newton a Maxwell byli postaveni každý na opačný konec... a Einstein provedl takové změny v architektuře definic, že v momentě kdy oba v opačných směrech zabrali, celá pokleslá konstrukce se znovu postavila na nohy. Reknu-li, že světelný paprsek právě teď minul jistý cílový bod a ty říkáš, že jsem blázen, že tam ještě nemůže být, nepředstavuje to žádný problém -pokud tvůj pojem teď je odlišný od mého pojmu teď. Pak, co já vidím je pravda, a není to ve sporu s tím, co vidíš ty. V celé speciální relativitě jsou takovéto zdánlivé protiklady vysvětlovány na základě upřesnění podmínek šeho vnímání. Byla to revoluce? Einstein vždycky trval na tom, že nikoli a že ím, jak prohluboval podstaty pojmů, prostě dělal jen to, co bylo nezbytné, aby vše minulé mohlo být uchováno. Já bych ho vzal za ilovo. Snad byla jeho snaha o kontinuitu - o zachování podstatné části minulosti - ve svém jádře touhou po náboženské kontinuitě; snad v tom byla i úcta k velkým fyzikům minulosti. Mám podezření, že svou roh tu sehrály i všechny ty roky cestolí. Nejprve bydleli v mírném Švábsku. Pak tu byla drsná škola 1 pruském stylu v prostředí katolického Bavorska; pak přišlo pár ozkošných mladistvých měsíců ve svobodnějším vzduchu Itálie, následovaných prudkou směsí intelektuálních a romantických vazeb ve vzdáleném, odloučeném Aarau; poté studentský život v Curychu poznamenaný zklamáním z chladné, úzkoprské Polytechnické fakulty; pak rychle Bern a příval závazků dospělosti - žena, děti a poslušnost v rámci velké hierarchie státní služby. A to bylo Einsteinovi stále jen něco málo přes dvacet. Lorentz v tomto věku vůbec „nevystrčil paty" z Holandska. Později na Einsteina čekaly další země, další města; nakonec skončil v Princetonu, ve vzdálené, málo srozumitelné Americe. Při tolikerém cestování, tolikerém odloučení, jediná věc, jež si s sebou bereš, jsi ty sám. 233

16. Jaký typ teorie vlastně představuje teorie relativity vytvořená Einsteinem? Nejsou to žádné dopodrobna rozpracované zákony z technických učebnic, jež kupříkladu udávají, že odpor vzduchu se zvyšuje s určitou mocninou rychlosti letadla. Takovéto „zákony" se při podrobnějším zkoumání zhroutí, neboť jsou založeny pouze na dílčí analýze. Představují spíše jen užitečná pravidla, čistě praktické zásady, uzpůsobené k tomu, aby pohodlně sumarizovaly určité části fyzikálního světa, jež nás zajímají, ale které nejdou ani o krok dál. Jiné postuláty, jako třeba Newtonův 3. pohybový zákon - o tom, že každá akce vyvolává reakci stejného směru ale opačně orientovanou - jdou hlouběji. Lze je využít třeba při zdokonalování technických pravidel o odporu vzduchu. Vězí daleko hlouběji v struktuře anylytického systému a jejich aplikovatelnost v rámci takovýchto systémů je prakticky neomezená. Einsteinova speciální teorie relativity je zase jiná. Není to nějaký zvláštní výsledek, který prostě náhodou přesahuje Newtonovu a Maxwellovu práci. Spíše je to teorie o teoriích: stanovuje dvě kritéria - že rychlost světlaje stejná pro všechny pozorovatele a že žádný rovnoměrně se pohybující vztažný systém není ze své podstaty odlišitelný od žádného jiného takového systému - které musí splňovat každá platná teorie. Jsou-li tato kritéria splněna, uvažovaná teorie může být pravdivá. Pokud ne, je ze své podstaty chybná. Speciální relativita je zkrátka nástroj pro rozhodování. Je to komentář na vyšší úrovni, jakýsi metakomentář, přesně jako víceúrovňové rozbory Talmudu; přesně jako druhý zákon termodynamiky. Tato zákonodárná povaha Einsteinovy teorie je často pomíjena, vždyť po vyhlášení svých postulátů Einstein sám - a po něm mnoho ostatních - začal v dalším kroku přicházet s dílčími výsledky, jako 2 třeba E = mc nebo pozorované zpomalení času, jež jsou podle všeho analogické odvozeným jednotlivostem plynoucím z jiných teorií. Přesto „vyšší" povaha jeho zákonů je příčinou, proč „m" vE = mc2 je tak obecné, vztahuje se na veškerou substanci ve vesmíru - od uhlíku ve vaší ruce, přes plutonium v bombě až k vodíku v nitru Slunce. 17. Albrecht Folsing, Albert Ernstem: A Biograpby, London 1997, s. 102. 18. V dopisech mnoha umělců té doby se často vyskytuje podobný tón; trochu zasněná rezignace před faktem, že tu existuje ne zcela racionální svět obecně přijímaných pravidel, v němž jsme nuceni žít. Akademicky vzdělané vrstvy byly součástí společnosti, jež měla naprosto odlišná měřítka - junkerskou nadřazenost, císařskou pompu - a to bývalo zdrojem inteligentního cynismu mezi mladými. 234

19. Citát je z rozkošných krátkých vzpomínek jeho sestry Maji: „Albert Einstein - A Biographical Sketch, v Collected Papers of Albert Einstein, Vol. I. The Early Years: 1879-1902, trans. Anna Beck, consultant Peter Havas, Princeton, N. J. 1987. 20. Strýček Rudolf („Zazobaný"): Tamtéž., s. 160. 21. Tamtéž., s. 164. Jedná se opět o dopis Hermanna Einsteina profesoru Ostwaldovi z roku 1901. 22. Planckův student Max voň Laue byl první, kdo přijel navštívit velkého profesora, autora článku. Voň Laueho nasměrovali z recepce patentového úřadu dál chodbou. Vyšel nějaký mladík, jehož Laue ignoroval; voň Laue čekal. Mladík se později vracel. Byl to Einstein; konečně se mohli pozdravit. Z voň Laueho vyprávění v dopise z roku 1952 viz Caři Seelig, Albert Einstein: A Documentary Biography, trans. Mervyn Savill, London 1956, s. 78. 23. Collested Papers of Albert Einstein, Vol I. Přeskupil jsem materiál z dopisů zařazených v dokumentech 39, 72, 76 a 70. 24. Historka byla poprvé nastolena v knize In the Shodou/ of Albert Einstein, jíž uveřejnila roku 1969 v srbochorvatštině bývalá učitelka, důchodkyně Desanka Trbuhovič-Gjurič. Rozvinula ji dále Andrea Gaborová v knize Einstein's Wife, New York 1995 a vešla v širokou známost poté, co se této knize dostalo velice příznivé kritiky z pera Jill Ker Conwayové, někdejší prezidentky Smith College v The New York Times. Ale bohužel Times, Conwayová (a Gaborová a Trbuhovič-Djuričová) podaly skutečnost úplně špatně. Mileva byla dobrá vysokoškolská studentka fyziky ale žádná múza. Viz příspěvek Johna Stachela „Albert Einstein and Mileva Maric: A Collaboration that Failed to Develop" v knize Creative Couples m Science, ed. H. Pycior, N. Slack a P. Abir-Am, New Brunswick, N. J. 1995. Skutečný obsah jejich vztahu je vidět nejlépe ve sborníku Albert Einstein, Mileva Maric: The Love Letters, ed. Jurgen Renn a Robert Schulmann; trans. Shawn Smith, Princeton, N. J. 1992. 25. Banesh Hoffmann, Albert Einstein: CreatorandRebel,NewYork 1972, s. 116. 8. Do nitra atomu 1. Rutherford se zprvu domníval, že atom vypadá jako difúzní kapička elektřiny - mnoho fyziků totiž navštěvovalo anglické školy a obrázky pudinků s rozinkami uvnitř byly běžnou ozdobou dobových učebnic. Když si však sestrojil miniaturní „atomovou tarasnici"

235

a střílel alfa částice do zlaté fólie, pár se jich odrazilo zpátky, což znamenalo že tam uvnitř se skrývá něco tvrdého. Ale kde? To byl velký problém i proto, že Rutherford byl sice jedním z nejlepších experimentátorů století, v matematice však měl co dohánět. Nemohl se dopracovat k vyhovující trajektorii částic, jež střílel dovnitř a jež po záhadné otočce zase vylétaly ven. Skončilo to tak, že si vypůjčil matematiku kuželoseček, která byla vyvinuta již v klasických dobách a v sedmnáctém století se používala k výpočtům drah komet. Do jisté míry to fungovalo - časem docílil, že jeho manchesterské výsledky se daly dobře popsat - ale také to znamenalo, že studenti se pak celé roky učili, že atom opravdu je jakási miniaturní sluneční soustava. To ovšem nedává smysl: není totiž žádný důvod, proč by se elektrony neměly zřítit dovnitř poté, co při svých vysokofrekvenčních obězích vyzáří vlny elektromagnetického záření: Ani tu není žádná fyzikální analogie se stabilitou skutečné sluneční soustavy, zaručené Newtonovým gravitačním zákonem převrácených čtverců. Ale taková je síla předsudků (a také, kdo měl lepší nápad?), že, byť byl model atomu v podobě sluneční soustavy nakonec překonán, co začalo jako matematická slabost Ernesta Rutherforda, mělo pokračování v populární mytologii a nakonec se zakořenilo jako lidová představa o podobě atomu. 2. Jak mohl někdo tvrdit, že v jádře je kladný náboj? Důvodem je starý zákon, známý ze střední školy: elektrické náboje stejného znaménka se odpuzují, opačného znaménka se přitahují. Kdybychom stříleli kladně nabité částice na střed a ony tam uvízly, hádali bychom, že se tam skrývá záporný náboj. Ale alfa částice, jež Rutherford vstřeloval dovnitř, byly nabité kladně a byly ve středu atomů čímsi odchylovány. Toto něco tudíž muselo být rovněž kladně nabité. 3. Andrew Brown, The Neutron and tbe Bomb: A Biography of Sir James Chadwick, Oxford 1997, s. 103. 4. Vztah ke kvantové neurčitosti bude dále diskutován v poznámkách ke kapitole 10. 5. Co fungovalo ve Fermiho vilové laboratoři, může fungovat i všude tam, kde spousty „moderátorové" vody promývají shluky radioaktivních rud. Počátkem 70. let byli důlní geologové překvapeni neobvyklým vzorkem rudy z dolu poblíž řeky Oklo v Gabunu. Specialisté z Francouzského úřadu pro jadernou energii brzy přišli na to, že pravé v tomto místě posloupnost přírodních uranových vrstev dosáhla kritické hodnoty, v době před více než 1,8 miliardami let. Podzemní říčka dodala potřebnou vodu; reakce trvaly až 100 000 let, pak vyhasly. 236

6. De Hevesy podnikl svou kulinářskou obranu s olovem a příbuznými prvky dvě desítky let před Fermiho pokusy. Viz M. A. Tuve „The New Alchemy," Radiology, vol. 35, srpen 1940, s. 180. 9. Polední klid na sněhu 1. Esej Sallie Watkinsové „Lise Meitner: The Foiled Nobelist," in Rayner-Canham, A Devotton to Thetr Science, Toronto 1997, s. 184. 2. His Life and Times, New York 1947, s. 111-12. 3. Ruth Lewin Sime, Lise Meitner: A Life in Physics, Berkeley 1996, s. 35. 4. Sime, Lise Meitner, s. 37. 5. Tamtéž., s. 69 a 67. Úryvky jsou z dopisů ze 17. ledna 1918 a 6. srpna 1917. 6. Když se zaměřila na studium neutronu, vyvolala tím závist ze strany méně úspěšných vrstevníků v berlínské vědě a klevety. Měnit výzkumné zaměření laboratoře je vzácnost: všechno nainstalované zařízení je určeno pro jeden druh práce; jsou tu doktorandi s granty spjatými s předchozí prací, je na ni vyškolen technický personál a mohou tu být i dodavatelé, kteří se na ni specializovali. Ekonomové to nazývají problém utopených nákladů, a je to jeden z hlavních důvodů, proč velice málo špičkových laboratoří zůstává na vrcholu dlouhou dobu. V novější době to je důvod, proč monolity počítačového průmyslu nepřetržitě klopýtají za novopečenými firmami ze Silicon Valley. Navzdory své vnější plachosti Meitnerová by bývala excelentním podnikatelem „nové ekonomiky". 7. Citaci Kurta Hesse a další podrobnosti lze najít v úvaze Sallie Watkinsové v knize A Devotion to Their Science, s. 183; viz rovněž Sime, Lise Meitner, s. 184-85 Existuje mnoho úrovní provinění a Hahn samozřejmě nikdy nebyl nacistou. Pár měsíců po Hitlerově příchodu k moci Hahn dokonce navrhl Planckovi, že by se mělo protestovat proti způsobu, jakým byli Židé vyháněni z akademických postů. Na konci 30. let už byly takovéto protesty vyloučeny, ale mnoho jiných fyziků jedincům jako Meitnerová ze zásady diskrétně pomáhalo: Nabádali zahraniční kolegy a posílali pozvánky na kolokvia; starali se, aby v dopisech bylo zdůrazněno, že všechny výlohy budou hrazeny ze zahraničí (takže bylo možné požádat o zrušení víza z důvodů, že by to Německo stálo zbytečné peníze); třeba i zařídili, aby tyto dopisy byly antedatovány, aby se zdálo, že byly odeslány ještě předtím, než došlo k oficiálnímu vyhození z výzkumného ústavu. To, že Hahn pro svou celoživotní kolegyni udělal velice málo, není žádný smrtelný hřích.

237

Jen to ukazuje, že nebyl z oněch vzácných individuí na vysoké etické úrovni jako jeho kolega Strassmann. Co je ale vážnější - a co snad může mít původ jedině v dodatečném hlubokém pocitu viny - bylo to, jak se Hahn po válce snažil historii svého vztahu s Meitnerovou přepsat. Při interview pro švédské noviny ve Stockholmu v týdnu před ceremoniálem udělení Nobelovy ceny roku 1946 se o ní zmiňoval jako o jakési mladší asistentce, později činil posměšné poznámky a povzdechy nad tím, jak bláhově pomýlené byly všechny její pokusy radit mu. Meitnerová měla podezření, že to všechno byl způsob, jak se Hahn snažil sejmout ze sebe vinu - vždyť pokud tam vlastně vůbec nebyla, jak ho mohl někdo vinit, že s ní zacházel špatně? Viz Símě, Lise Meitner, kapitoly 8 a 14 a zvláště její poznámka 26 na straně 454. 9. Tamtéž, s. 185. 10. Tamtéž. 11.1 poté, co bylo štěpení v hlavních obrysech rozpracováno, měl stále potíže: „Bohr si asi bude myslet, že jsem kretén," napsal Hahn Meitnerové v červenci 1939, „dvakrát mi to dlouze vysvětloval a už tomu zase nerozumím." Ovšem jako v případě Lawrence, je i toto otázkou. Hahn byl dostatečně inteligentní člověk - jen prostě nebyl na úrovni Meitnerové. V čem byl však mimořádně dobrý, byla schopnost posoudit, kdy už některé pole „dozrálo". To je k nezaplacení. Nebyla to úplná náhoda, že pobýval v Rutherfordově montrealské laboratoři, zrovna když tam měl zručný chemik jako on příležitost objevit nový prvek. Také v nových ústavech na kraji Berlína byl v době, kdy měly největší výzkumný potenciál. Peter Medawar nazýval tuto schopnost přiměřeného výběru „umění řešitelného". Vtip není v tom zaměřovat se jen na snadné problémy; spíše naopak „umění výzkumu [je] umění učinit obtížné problémy řešitelné tím, že nalezneme prostředky, jak se jim dostat na kloub." Mladý Einstein v tom byl nepřekonatelný; Rutherford si tuto schopnost udržel po celý život. Medawarův citát je na straně 2 jeho po právu velebené knihy Pluto's Republic, Oxford 1984. 12. Watkins, s. 185. 13. Sime, Lise Meitner, s. 233-34. 14. Tamtéž, s. 241. 15. Tamtéž, s. 234. 16. Mnoho textů hovoří o jakémsi Otto Frischovi, jenž má být příbuzným - snad synovcem? - staršího fyzika jménem Robert Frisch. Jedná se ale o jednu a touž osobu. Robert Otto Frisch v mládí užíval své 238

první jméno, ale jakmile začal pracovat s Američany, kde je Robert nejběžnější jméno, rozhodl se, že pro lepší odlišení bude vystupovat pod svým prostředním jménem. 17. Otto Frisch, What Little I Remember, Cambridge 1979, s. 33. 18. Co se stalo u snídaně a pak během jejich slavné procházky po sněhu rozsáhle popsali oba účastníci. Viz Frisch a Meitnerová v Průvodci další četbou, stejně jako biografické poznámky u Simeové v její práci Lise Meitner, s. 455, a Richarda Rhodese, The Making ofthe Atomic Bomb, s. 810, zápis 257. 19. Frisch, What Little I Remember, s. 116. 20. Lise Meitner, „Looking Back," Bulletin ofthe Atomic Scientists, listopad 1964, s. 4. 21. Frisch, What Little I Remember, s. 116. Meitnerová to znala z dříve uveřejněných výsledků měření jaderných hmotností. 22. Analogie s biologií byla běžná: Rutherford měl slovo nucleus (jádro atomu) také odtamtud. 10. Německo na tahu

1. Dopis je ve většině Einsteinových životopisů a dějepisných statí; viz např. Einstein: A Centenary Volume, ed. A. P. French, London 1979, s. 191, kde je dobré faksimile. Příběh o tom, jak se Einstein k podepisování dostal, je s velkou spoustou podrobností v knize Leo Szilarda, The Collected Works, Cambridge, Mass. 1972, a s o něco větší přesností v práci Eugena Wignera, The Recollections ofEugene P. Wigner (zaznamenal Andrew Szanton), New York 1992. 2. Rooseveltův dopis z 19. října 1939 viz Einstein on Peace, ed. Otto Nathan a Heinz Norden, New York 1960, s. 297. 3. Tento deníkový záznam předbíhá hlavní vyprávění; Goebbels ho učinil roku 1942 po únorové schůzi, kde Heisenberg předvedl působivou prezentaci a vysvětlil nacistickým funkcionářům, jak snadné bude s bombou pokročit. 4. Viz David Cassidy, Uncertainty: The Life and Science of Werner Heisenberg, New York 1992, s. 412-14. 5. Tamtéž, s. 390. 6. Alan Beyerchen, Scientists Under Hitler, New Haven, Conn. 1977, s. 159-60. Interview s Beyerchenem se odehrálo 34 let po události; možná, že Heisenberg naivitu své matky trochu nadsadil. 7. Tento dopis viz Samuel Goudsmit Alsos: The Failure in German Science, London 1947, s. 119. 8. Tady se uplatňuje slavný princip neurčitosti, objevený a rozpracova239

"-

ný Heisenbergem v polovině 20. let. Je to podivný jev - nicméně má 2 svůj podíl na tom, že se E = rač nakonec dostala z laboratoří a pře2 měnila se ve zničující sílu na Zemi. Je to, stejně jako E = mc , jedna z oněch nesmírně mocných rovnic, jež nezabírají mnoho místa; ve své podstatě to je Ax Av = h. Ax je nepřesnost měření polohy částice a Av je nepřesnost měření její rychlosti. (Symbol „b" je extrémně malá hodnota známá jako Planckova konstanta.) Symbol = v rovnici říká, je přesnost zjištění reality má v sobě zabudovánu jakousi malou houpačku. Začneme-li měřit polohu částice s větší přesností, pak budeme její rychlost měřit s přesností menší, a naopak. Když jedna roste, druhá klesá. Toto nemá žádný přímý účinek na velké objekty kolem nás v normálním životě, ale na mikroskopické úrovni (a při tom, oč se Heisenberg snažil v roce 1940) to má význam zásadní. Zpomalíme-li neutron naváděný na cíl, jsme schopni měřit jeho rychlost přesněji než předtím. S „houpačkou" principu neurčitosti to nicméně znamená, že nedokážeme tak přesně změřit jeho polohu. Symbolicky, jak se Av zmenšuje, Ax se zvětšuje. Může to vypadat jako hra se slovy, ale - jako u podivných jevů spojených s relativitou z předchozích kapitol - dopad je reálný. Poněvadž je Ax větší, nastává větší rozptyl našich možnostech určit polohu neutronu. To znamená, že interakce s cílem se změní. Poněvadž, co je praktická definice rozměru objektu? Jednoduše, je to pravděpodobnost interakce s jiným objektem, s nímž se proti sobě vystřelí (v tomto případě s jádrem). Může být znepokojivé pomyšlení, že toto je nejlepší definice „velikosti", jakou lze získat, ale opět, uvědomme si, kterak ve speciální relativitě neexistuje žádné objektivní pozadí ani „pravý" čas, kam by bylo možno události umísťovat. Přesvědčení, že tu existuje nějaká „skutečná" velikost, jež se dá měřit, je už vlastně samo o sobě porušením principu neurčitosti. Například baseballová nebo kriketová rukavice vám umožňuje chytat míče, které byste jinak asi minuli: velikost vaší ruky se díky tomuto čalounění efektivně zvýšila. Ale pokud ví pozorovatel o hře velice málo a jen na nějaké televizní obrazovce zachytil rozmazaný obrázek zachycení míče, asi pro něj bude stejně přijatelné, dojde-li k závěru, že tím, co se zvětšilo, byl naopak míč a že toto je důvod, proč hráči v poli zničehonic dělají takové nádherné zásahy. S principem neurčitosti neexistuje žádný způsob, jak se tohoto rozmazání zbavit. Přilétající neutron se zpomalil, pravděpodobnost 240

„zachycení" se zvýšila - a to je zároveň příčina a jediné vysvětlení toho, proč se cíl „zvětšil". (Ve skutečném životě je princip pravděpodobnostní a efektivní „rozšíření" se vztahuje jen na velkou posloupnost vystřelovaných neutronů.) Princip neurčitosti měl zásadní význam při tom, jak byla uvolněna E = tne2, neboť byl využit při mnoha dalších výpočtech nezbytných k sestrojení bomby. (Kupříkladu, elektrony v atomu se nemohou pohybovat příliš rychle - protože jinak by ulétly pryč - ale omezení na jejich rychlost znamená, že je k dispozici méně podrobností při jakémkoli výpočtu jejich skutečné polohy v rámci atomu.) 9. Dopis je široce citován. Viz např. Einstein: A Centenary Volume, ed. A. P. French, s. 191. 10. Načasování je vysvětleno v knize Marka Walkera, German National Socialism and theQuestfor Nuclear Power 1939—1949, Cambridge 1989; viz zvláště strana 132-3. „Nákup" žen ze Sachsenhausenu se uskutečnil v roce 1943; v téže době byli ruští váleční zajatci používáni v jiných částech bombového projektu (byli např. nuceni pracovat na Baggeově izotopovém žlabu.) Ke konci války, když byly části Fyzikálního ústavu císaře Viléma přemístěny do oblasti Hechingen, byl Heisenberg informován, že bude k dispozici polská otrocká pracovní síla. 11. Jak čas míjí, je snadné zapomenout, jaké zacházení si museli dát líbit ti, kdo za války pracovali v Německu; co slova jako koupit a otrok doopravdy znamenala. Existují desetitíce stran dokumentace z Norimberského procesu; 15. listopadu 1947 otiskl newyorský Herald Tribune kupříkladu jednu takovouto stránku očitých svědectví: Norimberk, 14. listopadu 1947 (A. P.). Francouzský svědek dnes dosvědčil, že kombinát L G. Farben nakoupil 150 žen z koncentračního tábora Osvětim, když si nejprve stěžoval na cenu 200 marek (tehdy 80$) za kus, a všechny je zabil při experimentech s uspávači látkou. Svědkem byl GregoireM. Afřine. Americkému vojenskému tribunálu pověděl při výslechu 23 ředitelů z Farben obviněných z válečných zločinů, že byl zaměstnán jako překladatel Rusy, kteří v lednu 1945 osvětimský tábor obsadili a objevili tam mnoho dopisů. Řekl, že mezi doptsy byly některé odeslány z továrny „Bayer" (součásti Farben) nacistickému veliteli tábora. Tyto výňatky byly předloženy jako důkaz: 1. Při plánování experimentů s novou uspávači látkou se k vám obracíme s prosbou o poskytnutí většího počtu žen. 2. Obdrželi jsme vaši odpověď, cenu 200 marek za ženu ovšem považuje241

mé za přemrštěnou. Můžeme dát maximálně 170 marek za hlavu. Budete-h souhlasit, ženy převezmeme. Potřebujeme jich ast ISO. 3. Vážíme si vašeho souhlasu. Připravte pro nás 150 žen pokud možno v nejlepší kondici a jakmile nám dáte zprávu, že jsou připraveny, vezmeme šije na starost. 4. Obdrželi jsme objednanou dodávku 150 žen. Přestože byly fyzicky vyzáblé, považovali jsme je za uspokojující. Budeme vás poštou informovat o pokrocích experimentu. 5. Testy byly provedeny. Všechny subjekty zemřely. Brzy se s vámi spojíme ve věci další dodávky. 12. O Heisenbergově pocitu, že je to naléhavé, viz např. Cassidy, Uncertainty, s. 428-89. 13. Einstein on Peace, Otto Nathan and Hans Norden, New York 1968, s. 299. 14. Richard A. Schwartz, „Einstein and the War Department," Isis, 80, 302, červen 1989, s. 282-83. 15. Opět, jako u Hahna, chytrost je relativní věc. Lawrence chápal své vlastní meze - „Prakticky se musíte nechat ukřižovat, když chcete něco znamenat", vysvětloval jednomu asistentovi, když začínal učit na Berkeley (v knize Nuel Phar Davis, Lawrence and Oppenheimer, London 1969, s. 16). Lawrence byl celý divý do sledování veškerých novinek zvenku, jež by mohl včlenit do své vlastní práce. Jeho velkým úspěchem bylo vylepšení norské metody na urychlování nabitých částic. Byl to základ cyklotronu, a v konečné fázi mu to vyneslo Nobelovu cenu. Takovéto dychtivé „vypůjčování" je ústředním motivem jistého typu úspěšných laboratoří: Viz Kealeyho Economic Latvs ofScientific Research v Průvodci další četbou ke kapitolám 8 a 9. 16. Davis, Lawrence and Oppenheimer, s. 99. 17. Wigner, Recollections ofEugene P. Wigner, New York 1992, s. 59-62. Obavy byly rozšířené: i takový voň Neumann, jež svým intelektem naháněl hrůzu, měl kvalifikaci chemického inženýra vedle matematického doktorátu summa cum laude. Einstein se také neustále angažoval v praktických vynálezech - lepší osciloskop na snímání elektrického proudu, vylepšená lednička - zčásti z podobných důvodů. 18. Jednotlivé důležité body jsou uvedeny na s. 40 Jeremy Bernsteinova úvodu k jeho knize Hitler's Uranium Club. Bernsteinova práce měla zásadní význam pro mé pochopení německé práce na bombě. V těchto kapitolách jsem na ni spoléhal. Všimněte si, že zatímco jiné týmy v Německu ukázaly, že tvar krychle je účinnější, Heisenberg 242

odmítal přijmout jejich zjištění, až už vlastně celá válka skončila stejně jako potlačoval názory německých vědců, kteří prosazovali jiné moderátory než těžkou vodu. 19. Je to všeobecně rozšířená slabina. Stíhačka F-117 Stealth, kupříkladu, má obrys z ostře řezaných linií ne že by byly obzvláště aerodynamické - to nejsou - ale poněvadž počítače v 70. letech používané při analýze jeho vlastností na nic oblejšího nestačily. Viz Ben Rich a Leo Janoš, Skunk Works: A Personál Memoir ofmy Years at Lockheed, Boston 1994, s. 21. 20. Jaké stojaté vody představovala Amerika ještě na konci 30. let - intelektuálně i vojensky - bývá často přehlíženo. Pokud něco, byla to americká zkušenost s vedením takových administrativně-vojenských podniků jako byl projekt Manhattan, co přispělo k jejímu triumfálně sebevědomému postoji po válce. 11. Norsko 1. Byla to ve skutečnosti továrna na umělá hnojiva, připojená k vodní elektrárně. Jakmile jsou kyslík a vodík separovány k výrobě hnojiva, lze snadno akumulovat těžký vodík. Z něj se vyrábí těžká voda. 2. Vzdělané rodiny v Německu před rokem 1945 patřily často k těm nejvíce nacionalistickým a snadno se identifikovaly s militaristicky pyšnou vládou v Berlíně. Mnohé z těchto rodin viděly vzestup Německa spojený takovými „heroickými" činy, jako bylo napadení Dánska a Rakouska v 60. letech 19. století, Francie v letech 70. a invaze do Belgie v roce 1914. Když tyto pokusy o expanzi roku 1918 ztroskotaly, pocit uvěznění ještě zesílil. Byly tu stálé připomínky. Když ve dvacátých letech Heisenberg ovládl svět fyziky svojí kvantovou mechanikou, francouzské okupační jednotky - často té nejnižší úrovně - se stále nacházely na půdě jeho národa. Výsledkem byl nasupený, podrážděný tón u velké části elit země - a výbuch zadostiučinění, když v prvních úspěšných letech počínaje rokem 1936 dlouho odkládaná expanze mohla znovu začít. 3. Cassidy, Uncertamty, s. 473; vlastně doporučuji celou kapitolu 24. Viz také např. Abraham Pais, Niels Bohr's Times, Oxford 1991, s. 483 jakož i Walker, German National Socialism, s. 113-115. 4. R. V. Jones, „Thicker Than Water," in Chemistry and Industry, 26. August 1967, s. 1422. 5. Knut Haukelid, Skis Agamst tbe Atom, London 1954; revid. 1973, s. 68. 6. Tamtéž., s. 65. 243

12. Amerika na tahu

1. To neznamená, že Lawrencův styl řízení nemohl přinést užitek v jiné formě. Lawrence kolem sebe nakonec shromáždil houf studentů, kteří v jeho prostředí prosperovali. Mnozí z nich se navzájem okrádali nebo si odstřihávali jména z originálních pásek s experimentálními výsledky, přesto Berkeleyskou laboratoř nebylo možno označit za zcela nemravnou. Byla spíše lhostejná k morálce - což je velký rozdíl. Mnoho jejích členů prostě závodilo všemi možnými prostředky o splnění požadavků vnějšího světa. Pramení-li prestiž v medicíně z odhalení prostředků k léčení nemocí, pak právě toho se ve vzájemných intrikách snažili dosáhnout. Když E = mc2 a s ní související technologie otevřely široký okruh nových příležitostí, Lawrencovi rozhádaní mladí muži patřili k těm, kdo drželi „kohoutek". Dodávali vylepšené radioaktivní značky de Hevesymu a jeho spolupracovníkům pro lékařské využití; pracovali na vylepšení přístrojů pro praktické zaostřování rentgenových paprsků, pro radioterapii rakovinných nádorů a mnohém dalším. Po válce projekt atomové bomby otevřel přetékající studnu - grantů a kontaktů i nových technických možností - a Lawrencovi muži měli shodou okolností velké zkušenosti s tím, jak se k nim dostat mezi prvními. Celá kniha by se dala napsat o souhře mezi etickými a praktickými záležitostmi, jež se tu uplatňují. 2. Ale to se rychle změnilo. O tom, jak novopečení doktoři vracející se ze stipendií vytvářeli zárodky budoucích velkých amerických univerzit viz Daniel J. Kevles, The Physicists: The History ofa Scientific Community in Modem America, Cambridge, Mass. 1995; zvláště kapitola 14. 3. Emilio Segrě, A MlndAlways in Motion, Berkeley 1994, s. 147-48. 4. Právě tady a ne až ve vesmírném programu našel své první komerční využití teflon. Čerpadla pohánějící filtry v továrně v Tennessee potřebovala těsnění odolné vůči vysoce reaktivním výparům. Látky, kde atomy fluoru obalují uhlíkové řetězce, a tak je chrání, jsou ideální; byl získán polytetrafluoretylén, jehož název se později začal zkracovat na teflon. Nakonec se zjistilo, že k látka, k níž se nepřilepí jedovaté uranové kaly, nemá problém ani s připečenými usazeninami v nějaké předměstské kuchyni. Rozprostřeme-li tentýž polytetrafluoretylén do formy membrány, výsledkem je goretex. 5. Peter Goodchild, /. Robert Oppenheimer: Shaíterer ofWorlds, New York 1985, s. 80. 244

6. Interview Alice Kimball Smithové s Nedelským z roku 1976, v Robert Oppenheimer: Letters and Recollections, ed. A. K. Smith a Charles Weiner, Palo Alto 1995, s. 149. 7. Je to slavný 235U, tvořící méně než l procento uranu v uranové rudě, jejíž hlavní součástí je klidnější 238U. Rozdíl si lze zapamatovat například tak, že vezmete-li 25 kg 238U do dlaní, ucítíte jen slabé teplo, ale pokud byste kdy našel-li dvě oddělené 12,5 kg hroudy 235U a rozhodl-li se je dát k sobě, pak nejlepší detaily, na jejichž získání by si vaši blízcí mohli dělat naději, by jim musel dodat štáb kameramanů helikoptéry CNN používající extrémní teleskopické čočky k tomu, aby získal obrázky místa výbuchu a kráteru. Pádnější způsob, jak si rozdíl mezi těmito dvěma typy uranu zapamatovat, spočívá v charakteru lichých a sudých čísel. Protože má 238 U celkem 238 částic v jádře, všechno uvnitř tohoto jádra je „spárováno": přilétající neutron nebude mít volného partnera, na něhož by mohl snadno zapůsobit. Ale poněvadž 23SU má lichý počet 235 částic v jádře, znamená to, že tu existuje 46 párů protonů a 71 párů neutronů plus jeden nespárovaný neutron. To je ten zranitelný. Přiletí-li z okolního světa další neutron, snadno s tímto přebytečným neutronem zreaguje; výsledkem je nyní 46 pevně vázaných párů protonů a 72 pevně vázaných párů neutronů. Nachází-li se jádro v této „pevnější" konfiguraci, je daleko snazší pro potenciálně odštepitelné segmenty se oddělit. Proč k tomu dochází - a jak to vede k vytvoření nižší energetické bariéry - je základem jaderného inženýrství. 8. Inženýři od firmy Du Pont, kteří postavili základnu pro hanfordský reaktor, věděli o atomové fyzice velice málo, znali však základní princip techniky, že se vždycky něco pokazí, bude to třeba opravovat a to bude vyžadovat další prostory. Když se reaktor poprvé rozběhl na plný výkon a hned na to začal zpomalovat v důsledku hromadění xenonu, vedlejšího produktu reakce, rezervní prostor - podle původního Wheelerova návrhu - umožnil zvýšit množství uranu bez toho, aby bylo nutno reaktory rozřezat a přestavět. Přidaný uran účinky xenonu víc než vykompenzoval. Viz John Archibald Wheeler, Geons, Black Holes, and Quantum Foam, New York 1998, s. 55-59. 9. Slovní spojení nízká hustota je zde samozřejmě relativní; je pořád o hodně hustší než olovo. Důležité je to, že není tak husté, aby došlo k samovznícení. 10. Nuel Phar Davis, Latvrence and Oppenheimer, London 1969, s. 216. 11. Tellerův soukromý projekt byla vodíková bomba, věc daleko silnější, než sliboval uran. To, že měl Oppenheimer později pochybnosti 245

o její nezbytnosti, bylo jednou z příčin, proč netýkavý Teller svědčil proti Oppenheimerovi při poválečných výsleších. 12. Serber, The Los Alamos Příměr, Berkeley 1992, s. 32. Na stejné straně: „Vzpomínám si, jak kdosi v Los Alamos říkal, že by mohl objednat sáček s diamanty a nákupní oddělení by to přijalo bez námitek, kdežto kdyby si objednal psací stroj, potřeboval by... prioritní číslo a certifikát o naléhavosti." 13. Richard Rhodes, The MakingofAtomic Bomb, New York 1986, s. 51112. Upravil jsem formu a přidal datum. 14. Co mohlo Německo ve skutečnosti dosáhnout? Asi ne hotovou bombu, ale reaktor na bázi oxidu uhličitého, jakožto moderátoru namísto těžké vody, který tvrdě prosazoval Paul Harteck, fyzikální chemik z Hamburku. Bylo by snadné jej postavit s dodávkami uranu a technickým zázemím, co Německo mělo; velká množství vyrobené vysoce radioaktivní látky by se dala snadno naložit na V-l nebo V-2. Otto Skorzeny prý navrhoval odpálit radioaktivní střelu z ponorky, aby explodovala v New Yorku. Kdyby tento návrh pocházel od obyčejného vojenského plánovače, asi by na něj nebylo nutno brát zřetel, ale Szkorzeny byl muž, který zorganizoval a provedl útok na kluzácích, jehož pomocí uloupil v roce 1943 Mussoliniho z „hermeticky izolované" horské věznice. Nacistické ponorky určitě mohly snadno dosáhnout východního pobřeží Spojených států a některá byla vybavena i zařízením ke startování malých letadel. Ostražitost byla namístě už pro mimořádně dobré technické a vědecké zázemí, jež Německo i uprostřed války stále mělo. Amerika lapala po každém chemikovi se zkušenostmi s Clusiovým procesem oddělování izotopů, ale Německo mělo profesora Clusia samého - a také mělo profesora Heisenberga, profesora Geigera a další. Existovala tu ohromná mezivrstva inženýrů ve výrobě, schopných vytáhnout taková překvapení jako továrny na letadla s tryskovým a raketovým pohonem, ponorky s mimořádně dlouhým akčním rádiem, rakety V-2 a další zařízení z rukávu těsně před koncem války. U většiny by byl problém s masovější výrobou a nasazením, ale reaktor nebo dokonce hotovou bombu, kdyby ji Heisenberg dokončil, by bývalo stačilo použít jednou nebo dvakrát, a mohla pozměnit osudy celých národů. Kam až to mohlo dospět? Na začátku roku 1940 měl Harteck pocit, že by potřeboval až 300 kg uranu, aby mohl otestovat svůj nápad s kysličníkem uhličitým. Zařídil si, že dostane zmrzlý oxid uhličitý (suchý led) od I. G. Farben, vagón vojenského zásobování pro pře246

voz do Hamburku, uran od Heisenberga a Auerské. Farben však na poslední chvíli oznámila, že bude suchý led dodávat jen do začátku června; pak ho prý bude potřebovat k uskladnění potravin během horkých měsíců. Harteck zuřil, ale na konci června měl pouze úplnou zásilku uranu od Heisenberga. Farben se nedal pohnout. Harteck dal dohromady asi 200 kg uranu, ale s tímto malým množství byly vý°1edky neprůkazné; Německo nepokročilo s jednoduchým reaktorem na bázi suchého ledu, který by mu (jak ukázaly pozdější experimenty) dal téměř s jistotou spoustu radioaktivního kovu už na počátku války. A tak mělo jasné, horké počasí toho léta - na něž si Spojenci často stěžovali, poněvadž umožnilo obrněným armádám postup ve Francii - význam pro zabránění většímu zlu. Mark Walker, German National Socialism and the Questfor Nuclear Power 1939-1949, Cambridge 1989, na str. 25 porůznu je o Harteckových snahách; viz též Bernstein, Hitler'; Uranium Club. 15. Groves se 23. května 1944 setkal s generálem Marshallem a vysvětloval mu, že „Radioaktivní materiály... jsou Německu známy; mohou tam být vyráběny a použity jako vojenská zbraň. Tyto materiály mohou být použity bez předchozího varování k odražení Spojenecké invaze na pobřeží západní Evropy." Schůzka měla za následek, že byly vyrobeny přenosné Geigerovy čítače a Eisenhower si nechal předvést jejich použití. Od Eisenhowerových lidí umístěných v Anglii vyšel brzy příkaz, že každý důstojník invazních sil, který by našel podivně zamlžený rentgenový film, musí to okamžitě hlásit generálnímu štábu a stejně tak i každá jednotka, která se setkala s podivnou novou epidemií „neznámých příčin a původu" s příznaky ztráty vlasů a nausey. Viz Leslie Groves, Now It Can Be Told: The Story of the Manhattan Project, London 1963, s. 200-203. 16. George de Hevesy, Adventures in Radioisotope Research, London 1962, s. 27. 17. Americká Velká jezera jsou poměrně mělké prolákliny v zemi, kde ledovce odkrojily část povrchu, ale jezero Tinnsjo představuje vlastně horské údolí přes 400 m hluboké zaplněné vodou. Je to jedno z nejhlubších jezer v Evropě. 18. Radiodepeše jsou citovány podle vzpomínek v Haukelidově knize Skis Agamst the Atom, s. 126. Změnil jsem hlavičku z „Hardangerské velení" na „Norské velení", a přidal „stop" mezi věty (jak učinil Haukelid u předchozí zprávy na s. 78). Hardangerská plošina byla oblast, kde tito muži operovali.

247

19. Haukelid, Skts Agamst the Atom, s. 132. 20. O umístění jeskyně viz Boris Pash, The Alsos Mission, New York 1969, s. 206 a naši.; též David Cassidy, Uncertainty: The Life and Science of Werner Heisenberg, New York 1992, s. 494. O čekání do svítání na Helgolandu viz Werner Heisenberg, Physics and Beyond: Encounters and Conversations, London 1971, s. 61. 21. Dosažená míra zmnožení neutronů byla přibližně 700 procent (podle Heisenbergových vzpomínek). Pro spuštění a udržení řetězové reakce by bylo bývalo třeba asi dvakrát tolik - což by vyžadovalo více uranu a více těžké vody. Viz Cassidy, Uncertainty, s. 610. 22. Benzín a napalm, jež američtí letci „lili" na japonská města neměly dostatek energie, aby způsobily takový stupeň zničení. Prapůvodním zdrojem bylo přitom záření termonukleárního původu ze Slunce. Tato radiace zářila na Zemi a po léta se akumulovala v chemických vazbách ve stromech. Japonci sami shromažďovali tuto energii - ve dřevě, z něhož byla převážně postavena jejich města. Co udělaly americké zápalné bomby, bylo, že nakrátko snížily bariéry, jež držely tuto původně termonukleární - a nyní chemickou - energii uvnitř. Jinými slovy, po svém založení se již požáry živily samy. 23. Harold Evans, The American Century, London 1998, s. 325. 24. Richard Rhodes, Making ofthe Atomic Bomb, New York 1986, s. 65051. Podrobnosti minutu po minutě jsou v knize Martina J. Sherwina, A World Destroyed: The Atomic Bomb and the Grand Alliance, New York 1975, viz zvláště s. 302-3. 25. Vědci v mnoha zemích mají podobné vzpomínky - na okamžik, kdy jim bylo připomenuto jejich místo. Andrej Sacharov, velký fyzik a pozdější disident, popisoval večer po mocném sovětském termonukleárním testu v roce 1955. Maršál Nědělin uspořádal tu noc banket pro všechny vedoucí zaměstnance projektu. A Sacharov, před očima stále ještě rozpínající se ohnivou kouli, dával přípitek: Řekl jsem něco jako:,Ať všechny naše vynálezy explodují tak úspěšné jako ten dnešní, ale vždycky ve zkušebním prostoru a nikdy nad městy.' Stůl ztichl jako bych řekl něco neslušného. Nědělin se trochu křivé usmál. Pak povstal se sklenicí v ruce a řekl: ,Dovolte mi říct podobenství. Jeden stařík jen v košili se modlil před ikonou., Veď mne, posil mě. Veď mne, posil mě. 'Jeho žena, která ležela na peci, na něj zavolala: „Modli se jen, abys byl silný, staříku, zavést si to umím sama. "Napijme se, ať jsme tvrdí.' Ztuhl jsem po celém těle a myslím, že jsem zbledl... V tichosti jsem... dopil koňak... Mnoho let uplynulo, ale pořád mám pocit, jako by mě někdo pře248

táhl bičem... Andrej Sacharov, Memoirs, překlad Richard Laurie, London 1990, s. 194. 13. 8:16 ráno - nad Japonskem

1. Hlavními zdroji pro popis v této kapitole jsou Rhodes, The Making ofthe Atomic Bomb, s. 701-15; Robert Serber, The Los Alamos Příměr, Berkeley 1992, zvláště s. 35-49; a také standardní učebnice fyziky. Postřeh o „koši s křidélky" učinil Jacob Beser, jeden z členů posádky letadla; v Rhodesovi, s. 701. 2. V této fázi války dochází k velkému zatvrzení postojů. Ve Frischově a Peierlsově memorandu z března 1940 autoři rozebírají teoretickou možnost použití atomové bomby: Kvůli šíření radioaktivních substancí větrem nebude patrně možno atomovou bombu použít bez usmrcení velkého počtu civilistů, a toto ji nečiní příliš využitelnou ve výzbroji této země. (I jakožto hlubinná nálož poblíž námořní základny by pravděpodobně měla za následek velké ztráty na životech civilistů v důsledku zaplavení a radioaktivního záření.) Nejde o to, že by shození bomby bylo nutně něco špatného, ale pět let po tomto civilizovaném memorandu se úvahy o výšce pro optimální účinek výbuchu nad převážně civilním centrem staly součástí každodenní práce. Úplný otisk toho, co Frisch a Peierls napsali - a co Briggs uzamkl v trezoru - viz Rudolf Peierls, Atomic Histories, New York 1997, s. 187-94. O tom, jak v demokraciích dochází občas k takovýmto mrazivým proměnám, je slavný Tocquevillův komentář z roku 1830 o kariérismu (Democracy m America, vol. I, part 3, kap. 24), zatímco Victor Davis Hanson jde daleko hlouběji ve své prvotřídní knize The Soul ofBattíe, New York 1999. 3. Ta síla je tak ohromná, že panuje názor, že jaderné výbuchy vytváří jakási nová forma energie, do té doby neznámá. Ale tak tomu není. Atomové bomby vybuchují následkem běžné statické elektřiny. Elektrické odpuzování velice závisí na vzdálenosti mezi objekty. Držte svůj prst dále od kovového povrchu za suchého zimního dne a síla mezi nimi nebude stačit na překonání odporu vzduchu. Přibližujte se však kývajícím prstem blíže, snižujte vzdálenost, celková síla poroste, až Prásk!! Dostanete ránu od statické elektřiny. Jádro má asi l OOOkrát menší průměr než celý atom. To znamená, že každá z nabitých částic stěsnaných v jádře bude odpuzována asi tisícinásobně větší silou, než jsme zvyklí u obyčejného odpuzo-

249

vání mezi elektrony na povrchu. (Podrobný popis je trochu jiný, ale výsledky jsou podobné.) Současně, místo jedné nabité částice odpuzující se s jednou další nabitou částicí (jako když se odpuzují dva elektrony), se jádro atomu uranu skládá z 92 nabitých částic. Normálně je drží pohromadě silná jaderná interakce, je-li však tato v jistém momentě překonána, zůstane tu 92 nabitých částic vznášejících se těsně jedna vedle druhé, mezi nimiž nepůsobí nic jiného než sršící elektřina. U dvou odpuzujících se elektronů energie příslušná k jejich náboji budiž l x 1. U 92 protonů, tato část jejich vzájemné odpudivé energie bude 92 x 92, což je přes 8 400. V atomové bombě oba tyto efekty působí současně. Nabité částice v uranovém jádře se tlačí ven l OOOkrát více než je tomu u obyčejného blesku nebo chemické exploze, protože jsou natěsnané v maličkém jádře. To je nutno vynásobit faktorem zhruba 8 400 daným náboji v hustém, protony nabitém jádře. Celková energie, jíž se tlačí ven, je pak řádově l 000 x 8 400, čili více než 8 miliónkrát větší než u normálních elektrických sil, na něž jsme zvyklí, ať už to bude odpor dřevěné baseballové pálky proti mrštěnému míči nebo divoký řev explodujícího chemického paliva v raketovém motoru. Úplný výpočet by vyžadoval další upřesnění, ale celkový poměr vychází poměrně přesně. Rekneme-Ii, že atomová putna je několikamilionkrát silnější než kterákoli dřívější výbušnina, může to znít jako básnická nadsázka - ale je to pravda. 4. Tato a několik dalších poznámek ukazuje, jak E = mc1 vstupuje do technické praxe jaderného inženýrství a do astrofyziky. Většina vybuchnuvšího uranu zůstala nad Hirošimou jako mlžný opar a jen asi jedno procento každého explodujícího atomu se tranformovalo. Nezdá se to být mnoho, vždyť vezmeme-li hmotnost jednoho 2 x 2 uranového atomu, vynásobíme ji c (E = m c ) a vydělíme to 100 (abychom vzali v úvahu fakt, že jen l procento z něj „vybuchlo"), výsledná hodnota je pouhých 2,7 x 106 ergů. To je tak malá energie, že by zdaleka nestačila sfouknout ani svíčku, ale bylo tu zhruba 100 000 000 000 000 000 000 000 atomů uranu pracně soustředěných americkými techniky do hirošimské pumy. Tyto kombinované mikrovýbuchy byly tím, co zabilo tolik lidí, rozbořilo tolik domů a ulic. 5. V poznámce o Newtonovi u kapitoly 7 jsme viděli, jak síla rovnic umožňuje badateli dozvědět se přitažlivost naší planety ve vzdálenosti oběžné dráhy Měsíce bez toho, aby musel kdy opustit svoji pozemskou studovnu. Stejným způsobem je opravdu možno nahléd250

nout do nitra explodující atomové bomby a přesně spočítat rychlost roztříštěných fragmentů. Rovnice, jež toto umožňuje, není zčásti nic jiného než dávný vzorec pro kinetickou energii Leibnize a Emilie du Chátelet. V souladu s jejich prací je kinetická energie pohybujících se úlomků rovna \j2mv1, kde „m" je hmotnost explodujícího jádra a „v" je rychlost, s níž odlétá pryč. Víme-li, že E = l/2-mv1, můžeme obě strany rovnice vynásobit 2, 2E = mv2, vydělit m, 2E/m = v2 a konečně provést druhou odmocninu, abychom dospěli k výrazu "v(2£/m) = v. Dosaďme správné hodnoty za ,f," a „m" a podívejme se do nitra vybuchující atomové pumy. Známe hodnotu energie „E" jednoho explodujícího atomu uranu, je to 2,7 x 10"6 ergů. Dosaďme ji do vzorce V(2£/m) a výsledkem je, že každý vymrštěný fragment v centru pumy se pohybuje rychlostí v = 1,2 x 108 cm/s. (Opět tu jsou modifikace, ale celkově úvahy platí.) To je l 200 km/s neboli přes 4 000 000 km/h - a z tohoto důvodu se tuhý blok uranu uvnitř bomby velice rychle stane koulí přehřátého plynu, jež se bude tlačit ven extrémně vysokou rychlostí. To je důležitý výsledek, poněvadž neutrony, jež se mezitím stále vynořují ze štěpících se jader, mohou vykonat svoji práci jedině tehdy, pokud dokáží dohonit tyto unikající úlomky. To je důvodem, proč pomalé neutrony, toho druhu, jaké analyzoval jako první Fermi - a. které jsou užitečné při postupném „vaření" plutonia - jsou bez užitku, jakmile výbuch konečně započal. K udržení exploze v chodu musí být bomba konstruována tak, že roztříštěné fragmenty uvolňují neutrony, jež se pohybují rychleji než unikající mrak zkapalněného a posléze plynného uranu. Místo 4,5 miliónu km/h musí vylétat rychlostí 45 milionů nebo vyšší. Tak tornu také bylo uvnitř pumy nad Hirošimou. To je také důvod, proč komerční reaktory nemohou explodovat jako plnohodnotná atomová bomba: pomalé neutrony, s nimiž pracují, by nedokázaly udržet krok s počáteční explozí; řetězová reakce by se zastavila a exploze by vyzněla do ztracena. V tomto smyslu jsou komerční reaktory fyzikálně bezpečné. (Byť, znovu, „bezpečný" je relativní termín. I nedokonalá exploze může stále ještě roztrhat reaktor na kusy s pořádným „rachotem": střecha nad černobylskou nádobou reaktoru vážila mnoho tun a přehřáté palivo ji přesto odsunulo jako kus balzového dřeva.) Výpočet kinetické energie byl převzat ze Serberovy knihy The Los Alamos Příměr, s. 10 a 12; klíčové úvahy o rychlých neutronech jsou 251

pregnatně prezentovány v Bernsteinově práci Hitler3! Uranium Club, s. 21-22. 6. Mohlo přitom dojít k zažehnutí atmosféry? Ne, neboť teplo - byť nesmírné - stále nestačilo k překonání bariéry, aby fúze mohla začít. Jediným možným kandidátem pro zažehnutí by byl dusík, převládající plyn v zemské atmosféře. Ale dávno předtím, než mohlo být dosaženo teplot vyžadovaných pro takovou fúzi, elektrony už stihly svoji energii vyzářit, takže nezbytné lokalizované teplo se nemohlo nikdy vytvořit. Populární historka, že prý mohlo k takovému zažehnutí dojít, bude mít původ v nedorozumění při interview jednoho z čelných funkcionářů se spisovatelem Pearlem Buckem v roce 1958. Vynikající netechnický souhrn příslušné fyziky je v Betheho knize The Roadfrom Los Alamos, New York 1991, s. 30-33. 7. Existuje slavná obálka časopisu Time ukazující posmutnělého Einsteina před hřibovitým mrakem na pozadí a rovnici E = mc2 objevující se s biblickou autoritou v mracích. Příčinný řetězec Einsteinovy odpovědnosti je nicméně daleko jemnější. Co se stalo nad Hirošimou, proběhlo přesně podle rovnice sepsané Einsteinem o mnoho let dříve, ale rovnice by sama k podrobnému rozpracování technologií nestačila; v určitém smyslu nebyla ani „nezbytná". Vždyť jaderní fyzici mohli v principu vyvinout potřebné odborné a technické znalosti i bez toho, aby si byli vědomi, že při tom všem uplatňuje obecný vzorec vyjádřený rovnicí. I přes to Einstein zůstal, co se týče tohoto spojení, defenzivní. V odpovědi japonským novinám v roce 1952, napsal: „Moje účast při výrobě atomové bomby sestávala z jediné věci: Podepsal jsem dopis prezidentu Rooseveltovi." V dopise francouzskému historikovi z roku 1955 to Einstein rozvedl: Zdá se mi, že snad věříte, že já, nebohý, jsem uveřejněním vztahu mezi hmotou a energií, učinil důležitý příspěvek... Naznačujete, že jsem měl... v roce 1905 předvídat možný vývoj atomových pum. Ale to bylo zhola nemožné, poněvadž úspěšné uskutečnění „řetězové reakce" záviselo na existenci empirických údajů, jež mohl sotva někdo tušit a předvídat v roce 1905... A i kdybychom takovéto vědomosti měli, bylo by směšné snažit se utajit jeden určitý závěr speciální teorie relativity. V momentě, kdy existovala teorie, existoval také tento závěr. Mám podezření, že populární víra ve spojení mezi jeho prací a bombou zahrnuje také jakousi posvátnou hrůzu z toho, že Einstein, aniž by byl bombu chtěl, ji určitým způsobem předvídal. Ci252

táce jsou z knihy Einstein on Peace, ed. Otto Nathan a Heinz Norden, New York 1960, s. 583 a 622-23. 14. Sluneční ohně 1. Všechny citace jsou z Cecilia Payne-Gaposchkin: An Autobiography and Other Recollections, ed. Katherine Haramundanis, Cambridge 1996 (2. vyd.). „utekl dolů po schodišti," s. 119-20; „jela jsem na kole," s. 121; „uvelebená na zádech," s. 72. „řady řičících mladíků" není přímo citát, ale odkaz je na s. 118. 2. Ne všechny kondenzující mraky plynu dosáhnou dostatečnou hustotu k zažehnutí. Planeta Jupiter je jeden příklad takovéhoto smrštěného mraku velikosti několikrát menší, než je třeba k termonukleárnímu hoření. Je také možné, že velký počet volných planet čili větších nezažehnutých objektů bez svého slunce věčně táhne naší Galaxií. 3. Cecilia Payne-Gaposcbkin, s. 122 a 111. 4. George Greenstein, „The Ladies of Observátory Hill," v Portraits of Discovery, New York 1998, s. 25. 5. Nová teorie byla od indického teoretika Meg Nad Sáhy. Výborná průprava je v článku „Quantum Physics and Stars 2: Henry Norris Russell and the Abundance of the Elements in the Atmosphere of the Sun and Stars," od D. V. Devorkina a R. Renata, Journal of the History of Astronomy, 14,1983, s. 180-222; stručnější vysvětlení viz Greenstein, s. 15-16, a autobiografii Paynové, s. 20. O zvlášním jevu vynořování se indiviualit jako byl Sahá (a Raman a Bose) v Indii po roce 1920 - a jak pozoruhodně selhali poté, co původně prorazili s prvotřídní světovou prací - viz Chandrasekharovy poznámky v knize Kameshwar Waliho, Chandra: A Biography ofS. Chandrasekhar, Chicago 1992, s. 246-53. Takové průlomy podle Čandry souvisely s hrdým sebevyjádřením nacházejícím oporu v Gándího odboji proti Britům; následné zhroucení pak souviselo s tím, jak si každý znenadání slavný badatel začal s povýšenou nedůtklivostí budovat své vlastní impérium - kletba, jíž se indická věda už nezbavila. 6. Cecilia Payne-Gaposchkin, s. 20. 7. Jak vůbec může někdo zjistit takové věci? Největší polední vedro v Údolí smrti je následek asi l 200 wattů slunečního záření dopadajícího na čtvereční metr zemské atmosféry přímo nad naší hlavou; pokud to rozšíříme na celou planetu, znamená to, že celkové množství energie dopadající na Zemi je 150 trilionů wattů. K zjištění, kolik hmoty se ztrácí ve Slunci k vytvoření této energie pro Zemi si vzpomeňme, že c2 je strašlivě velký násobitel: žijeme 253

v takové droboučké, „nízkorychlostní" nice v rámci vesmíru, že náš pohled na nedílnou entitu hmotnost-energie je hrozně pokřivený, takže její „hmotnostní" aspekt jakoby vyčnívá do popředí a zahrnuje v sobě strašnou sílu. Poněvadž se energie rovná hmotnost krát c2, 2 2 pak hmotnost se rovná energie dělená c . Jinými slovy m = E/c . Dosadíme-li 150 trilionů wattů za B a 300 000 000 m/s za c, výsledek je asi 1,7 kg. To je všechno: světlo a teplo, jež přichází každou sekundou k Zemi je vyrobeno z pouhého 1,7 kg vodíku zmizevšího ve Slunci. Podobně se lze dobrat čísel ze začátku kapitoly, kde jsme uvedli, že Slunce exploduje ekvivalentem tak mnoha hirošimských bomb za sekundu. Kdyby se Slunce nacházelo ve středu ohromné koule a Země byla jen malá tečka na povrchu této koule, pak celková plocha povrchu této koule by byla mnohem větší než plocha příslušející Zemi. Byla by Žmiliardkrát větší, a protože sluneční ohně vyzařují do všech směrů, naplňujíce světlem celou tuto myšlenou sférickou plochu, množství hmoty, jež Slunce každou sekundu „ztrácí", bude také mnohem vetší. Hodnota odpovídá právě 4 miliardám kilogramů hmoty. Bomba nad Hirošimou v roce 1945 dosáhla své ničivé síly tím, že plně přetransformovala méně než 250 gramů hmoty v energii, kterýmžto způsobem lze dojít k závěru, že hmotnost, jíž naše Slunce každou sekundu přeměňuje při svých výbuších v energii odpovídá více než 16 miliardám takovýchto bomb. 16. Stvoření Země

1. Fred Hoyle, Homels Where the WmdBlows: Ckaptersfrom a Cosmologisťs Life, Oxford 1997, s. 48. 2. Tamtéž, s. 49. 3. Tamtéž, s. 50. 4. Jedním z nich byl Nick Kemmer, jenž pracoval na britském vlastním atomovém projektu a náhle zmizel; další byl brilantní matematik Maurice Pryce, jenž se zase záhadně vypařil ze stavu spojařů na admiralitě. Viz tamtéž, s. 227-28. 5. Překryv se odrážel ve výběru pracovníků. Vedoucím teoretické sekce v Los Alamos byl kupříkladu Hans Bethe - tentýž člověk, který v roce 1938 „dovršil" práci Paynové a dalších a zdokonalil rovnice sluneční fúze. 6. Což způsobilo, že se německé válečné lodě zpřed 1. světové války alespoň části z nich - dostaly na Měsíc. V roce 1919 se německá císařská flotila válečných lodí vzdala Britům a nacházela se v prostoru ohromného kotviště Královského ná254

mořnictva na Scapa Flow ve Skotsku. Po mnoha měsících dychtivého očekávání došla Německá admiralita k mylnému přesvědčení, že Britové chtějí flotilu zabavit. Admirál odeslal předem dohodnutý zašifrovaný signál a celá velkolepá flotila se sama potopila. Ale Scapa Flow není nijak zvlášť hluboký - právě proto byl zvolen za kotviště - a tak stovky tisíc tun vysoce kvalitní oceli nyní čekaly v těchto vodách, jen pár metrů či pár desítek metrů pod hladinou Ve 20. a 30. letech byly části flotily vyzvednuty: potápěči svařili otvory, byly nainstalovány obrovské vzduchové měchýře a některé napůl ponořené giganty byly odtaženy až do připravených doků v Rossythu v zálivu Firth of Forth. Po roce 1945 získaly tyto vraky na zvláštní hodnotě. K výrobě oceli je zapotřebí spousty vzduchu, a veškerá pohirošimská ocel v sobě proto obsahuje něco z radioaktivity z atmosférických výbuchů. Ocel vyrobená před rokem 1945 nikoli. Do dnešního dne ještě tři válečné lodi a čtyři lehké křižníky kdysi velkolepé císařské flotily odpočívají v Scapa Flow (neohrožený čtenář, pokud se tam potopí, je může spatřit, výchozím bodem je Stromness na Orknejích.) Používat ji k normálním účelům nemá žádný smysl - je daleko levnější vyrobit ocel novou - ale pro nesmírně citlivé detektory radiace, jaké se montují na kosmické lodi, jsou tyto prehirošimské zdroje nenahraditelné. Zařízení zanechané expedicí Apollo na Měsíci, stejně jako části vesmírné sondy Galileo, jež navštívila Jupiter, a dokonce sondy Pioneer, jež nyní proťala oběžnou dráhu Pluta a zamířila k vzdáleným hvězdným soustavám, všechny nesou pozůstatky císařského loďstva, v podobě oceli zachráněné ze Scapa Flow. Příběh dobře podává Dan van der Vat v knize The Grand Scuttle: The Smking ofthe German Fleet at Scapa Flow m 1919, London 1982. 7. Původní kalkulace nákladů byly také pokřiveny přesvědčením, že poněvadž se váha paliva sníží miliónkrát, náklady na výrobu elektřiny budou muset být mnohem nižší, alespoň v jistém poměru. Ale palivo představuje jen malou část nákladů elektrárny. Firmy stále musí nakupovat půdu a stavět turbíny a školit zaměstnance, vyplácet mzdy, stavět chladicí systémy, stavět rozvodny a udržovat přenosovou soustavu. Když se v 60. letech objevil v Americe poprvé velký tlak na stavbu komerčních reaktorů, mnozí dodavatelé jaderných technologií věděli, že jimi nabízené projekty jsou v nákladech nerealistické. To, že se design reaktorů nakonec ustálil kolem zvětšené verze Rickoverova modelu vhodného pro stísněné prostory ponorek také není žádné plus. Je ovšem třeba si poctivě říci, že jaderná elek255

třina je prostá emisí oxidu uhličitého (s výjimkou toho, co se vyrobí při zpracování rudy a stavebních pracech) a novější koncepce jsou opravdu konstrukčně bezpečné, takže dalšího Černobylu není třeba se obávat. 16. Bráhman zvedá oči k nebi

1. Toto je znovu doména E = mc2; dovoluje nám předvídat, jak dlouho naše sluneční soustava vydrží. Sluneční hmotnost si můžeme označit jako M. Jen 10 procent z ní je vodík využitelný ve formě paliva a jak jsme viděli, jen 0,7 procenta tohoto vodíku se opravdu přenese přes E = mc2 a vyzáří ve formě energie. To znamená., že skutečně použitá hmotnost bude 0,007(1/10) * (M), tedy 1,4 x 1030 gramu. Celková energie, kterou lze z této hmoty získat, je E = mc1, což v tomto případě vychází E = (1,4 x 1030 gramů) x (300 000 km/s)2. Maximální energie, jíž je Slunce schopno poskytnout, než vypotřebuje své palivo, je tedy - za výše uvedených podmínek - v běžných jednotkách, 1,3 x 1051 ergů. Jak dlouho to všechno potrvá? To prostě závisí na tempu, kterým se vypotřebovává. Slunce vyzařuje energii - čili „svítí" - v množství 4 x 1033 ergů každou sekundu. (To je typická hodnota, k níž lze dospět pomocí úvah v poznámce 7 ke kapitole 14 vycházejících z množství slunečního světla, jež dopadá na čtvereční metr.) Vydělme celkovou energii, jež Slunce dokáže vyrobit, dokud se nevyčerpá, touto rychlostí vyčerpávání a výsledek je 3,2 x IQ17 sekund. Až uběhne toto množství sekund, naše Slunce skončí svoji existenci (za předpokladu, že platí odhad dostupné hmoty, a že svítivost Slunce je konstantní). Země bude buďto spálena nebo pohlcena nebo ulex 17 tí pryč. V o něco šikovnějších jednotkách je 3,2 10 sekund asi 10 miliard let. Poněvadž jsme asi v půli životního cyklu Slunce, lze se domnívat, že nám ještě 5 miliard let zbývá. 2. Ze sbírky Poetry of Robert Frost, ed. Edward Connery Lathem, New York 1969, s. 220. 3. V „normálních" hvězdách dodatečný tlak zkrátka nutí většinu hmoty uvnitř pohybovat se rychleji, ale u hvězd, jež jsou již pod velkým tlakem, se hmota pohybuje tak rychle, že energie do zvyšování rychlosti přecházet nemůže. Jako u našeho příkladu s myšleným raketoplánem z kapitoly 5, energie může skončit jedině ve zvětšené hmotnosti. Podstata věci je dobře zpracována v knize Kipa Thorna, Black Holes and Time Warps: Einsteins Outrageous Legacy, New York 1994, s. 151 a 156-76; Čandrových úvah se dotýká Wali, Chandra, s. 76. 256

4. Wali, Chandra, s. 75. 5. Tamtéž, s. 142. Kapitoly 5 a 6 Waliho knihy obsahují podrobnosti o Eddingtonově útoku a také o jeho vlivu na Čandrovu pozdější kariéru; nutno vyzdvihnout též Chandrasekharovy vlastní poznámky z roku 1982 na straně 130-37 v jeho Trutb and Beauty: Aesthetzcs and Motivation m Science, Chicago 1987. 6. V této knize jsme se převážně zaměřovali na E = mc2 jakožto most či tunel jdoucí jedním směrem, začínající na straně hmoty a převádějící ji transformací na energii. Ale když psal Robert Recorde po roce 1550 své typograficky inovativní, ', zamýšlel je jako pěšinu vedoucí v obou směrech. Žádná ze stran není upřednostněna. Opačná cesta se neobjevuje za normálních okolností - namiřme dvě baterky proti sobě a pevné předměty se nezačnou zničehonic vynořovat v kuželi světla a vypadávat ze vzduchu na podlahu. Avšak v raných momentech vesmíru byly teplota a tlak tak vysoké, že čisté světlo pravidelně podnikalo cestu opačným směrem podél rovnítka a komprimovalo se ve hmotu. K tomu všemu nedošlo najednou, jako kdyby se nebeská vana vesmíru zničehonic naplnila. Většina nově formované hmotnosti explodovala zase zpátky v čistou energii. Až když byl vesmír letitou stavbou, měl za sebou úmornou jednu sekundu nebo víc, se transformace zastavily. Mezitím došlo k nahromadění na straně „m" rovnice z roku 1905 - a substance, jež se stala předkem každého z nás, byla na světě. Ve hře byly i další vlivy; příběh je dobře rozveden v knize Alana Gutha, The Inflationary Umverse, London 1997. Epilog. Co ještě Einstein objevil 1. The Quotable Ernstem, ed. Alice Calaprice, Princeton 1996, s. 170. 2. Z neuveřejněného rukopisu, napsaného Einsteinem pro Nátuře v roce 1920. 3. Albert Einstein, the Human Šidě, Helen Dukas a Banesh Hoffmann, Princeton 1979, s. 8. 4. Arthur Eddington, Spáče, Time and Gratntatwn, Cambridge 1920, s. 114. 5. Telegram od matematikaJ. E. Littlewooda se objevuje na str. 111 knihy Tbe Autobiograpby ofBertrand Russell, vol. II, London 1968. 6. Návštěvníkem byl Russellův spolupracovník Alfred North Whitehead viz Science in tbe Modem World, London 1926, s. 13. 7. Albrecht Fólsing, Albert Einstein: A Biography, London 1997, s. 444. 8.: Meyer Berger, The Story ofThe New York Times, 1851-1951, New York 1951,5.251-52. 257

9. Citát je z The Collected Writmgs ofjohn Maynard Keynes, Vol. X: Essays in Biography, London, New York 1972, s. 382. Příležitostí byla Keynesova návštěva Berlína v červnu 1926, kde přednášel na univerzitě; s Einsteinem se seznámil na večeři poté. „Není příjemné," poznamenal Keynes, „vidět civilizaci pod ohyzdným palcem jejích nečistých Židů." 10. Osobě, s níž si odedávna dopisoval, belgické královně Alžbětě. Viz The Quotable Einstein, s. 25. 11. Antonína Vallentin, The Drama of Albert Einstein, New York 1954, s. 278. 12. To, co se stalo Einsteinovi, je do určité míry běžný jev. Velcí umělci a skladatelé často udělají svoje špičkové dílo až pokročilejším věku, ale vědci nikoli. Zčásti to může být tím, že je intelektuálně příliš náročné udržet spletité myšlenky v jedné lidské hlavě. I v dramatu, například hra Oidipus na Kolonu, jíž Sofoklés napsal už jako vetchý stařec, má poněkud hrubší stavbu, jež by nebyla k užitku ve fyzikální teorii. Ale Beethoven psal zásadní díla po padesátce a Bouře byla napsána Shakespearem na konci čtyřicítky. Ve vědě se odehrává něco víc - a u Einsteina byl sestup příkřejší než skoro u kohokoli jiného. Je to delší téma - k osvětlení přispěli Macaulay a dokonce Spielberg - a budeme je dále zkoumat na webové stránce. 13. Einstein, A Centenary Volume, ed. A. P. French, London 1979, s. 32. Asistentem byl Ernst Strauss, jenž pracoval s Einsteinem v letech 1944-48. Stejná kniha, na s. 211 obsahuje Einsteinovo vyprávění, jak velice jiné to bylo, když byl mladší a uměl „vycítit stopy, jež vedou do hlubin, a nedbat všeho ostatního, spousty věcí, jež zaneřáďují mysl a odvádějí ji od toho podstatného." 14. Banesh Hoffmann, Albert Einstein, Creator and Rebel, New York 1972, s. 222. Dodatek. Jak to dopadlo s těmi ostatními. 1. Předmluva du Chátelet k jejímu překladu Mandevillovy „The Fable of the Bees"; viz Esther Ehrman, Mme du Chátelet, Berg Publishers 1986, s. 61. 2. Albert Einstein/Michele Besso, Correspondence 1903-1955, trans. Pierre Spezialli, Paris 1972, s. 573. 3. Richard Rhodes, The Making ofthe Atomic Bomb, New York 1986, s. 356. 4. Rhodes, The Making ofthe Atomic Bomb, s. 448. 5. Emilio Segrě, A Mind Always in Motion, Berkeley 1994, s. 215.

258

6. Adventures in Radioisotope Research: The Collected Papers ofGeorge Hevesy, vol. I, London 1962, s. 27, 28. 7. Nuel Phar Davis, Lawrence and Oppenheimer, London 1969, s. 351. 8. Jeremy Bernstein, ed., Hitler's Uranium Club: The Secret Recordings at Farm Halí, Woodbury, N. Y. 1996, s. 75. Viz také úvod od Sira Charlese Franka k Operation Epsilon: The Farm Halí Transcnpts, Bristol 1993, kde jsou praktické podrobnosti zmíněného odposlouchávání i jak zachoval dokonalý klid, když byl otázán na „nějaké nevysvětlitelné dráty vzadu na kredenci." 9. Bernstein, Hitler's Uranium Club, s. 211. 10. Samuel Goudsmit, Alsos: The Failure in German Science, Woodbury, N. Y. 1996, s. 56-65. 11. Cecilia Payne-Gaposchkin: An Autobiography and Other recollections, ed. Katherine Haramundanis, Cambridge (2. vyd.) 1947, s. 225. 12. George Greenstein, „The Ladies of Observátory Hill," v Portraits of Discovery, New York 1998, s. 17. 13. Fred Hoyle, Homels Where the WindBlows: Chapters front a CosmologisťsLife, Oxford 1997, s. 374. 14. Kameshwar Wali, Chandra: A Biography ofS, Chandrasekhar, Chicago 1992, s. 95.

259

Průvodce další četbou

Faraday a energie

Nejlepší způsob jak poznat Michaela Faradaye jako člověka je probrat se jeho dopisy, buď v souboru L. P. Willíamse et al., The Selected Correspondence of Michael Faraday, 2 vols., Cambridge 1971, nebo obsáhlejší dílo The Correspondence of Michael Faraday, ed. Frank A. J. L. James, vychází v Londýně od roku 1991. Setkáme se tu s nedospělým chlapcem, který se řítí londýnský ulicemi a zažívá pocit štěstí za noční bouře v promočené košili; později je tu vážný mladý asistent, nazlobený, že s ním manželka Humphry Davyho zachází na výletě na kontitent jako se sluhou; a konečně, po desetiletích, vznešený stařešina britské vědy, brzy málem pološílený z toho, že mu paměť ubývá stále rychleji a rychleji a že se nemůže soustředit. Jeho přístup k životu a práci byl ovlivněn náboženstvím. Vyplývá to z G. Cantorovy knihy Michael Faraday, Sandemantan and Scientist: A Study of Science and Reliffon m the Nineteenth Century, London, New York 1991. Michael Faraday: His Life and Work, od Silvana P. Thompsona, London 1898, je můj oblíbený životopis postihující ducha doby tak, jak jej pozdější spisovatelé již nezachytili. Novější práce Faraday Rediscovered: Essays on the Life and Work of Michael Faraday, ed. David Gooding and Frank A. J. L. James, London 1985; New York 1989 opravuje mnoho Thompsonových chyb a je také dobrým úvodem k analýze velkých vědeckých objevů. Jedna z nejúchvatnějších kapitol zaznamenává na základě Faradayových deníků téměř minutu po minutě jeho převratný experiment ze září 1821. Kniha Humphry Davy: Science and Power od Davida Knighta, Oxford 1992, je pronikavým rozborem postavy Faradayova ztrápeného mentora. A dotýká se rovněž nezastupitelné role básníků Wordswortha a Coleridge při komunikaci Kantových myšlenek k Davymu a pak Faradayovi. Všímá si také toho, jak britští vědci bývali častěji disponováni k víře v Boha a mystické síly - jako byla Faradayova vyšší jednota - a neprojevil se u nich přemrštěný materialismus Francouzů, jejichž výzkum podle některých názorů přispěl k ospravedlnění teroru Francouzské revo260

luče. Pro čtenářsky vláčnější popis vztahu Faraday - Davy je tu knížka: Anně Treneerové, The Mercurial Chemist, London 1963. Faraday zdaleka nebyl jediným, kdo aktivně pracoval na problematice zachování energie. Thomas Kuhn má slavný esej „Energy Conservation as an Example of Simultaneous Discovery," ve své knize TheEssenttal Tension: Selected Studies m Sctentific Traditton and Change, Chicago 1977. Kuhn zjednodušené netvrdí, že „zachování energie bylo ve "zduchu", ale poukazuje na roh nepřeberných nových průmyslových strojů, které byly zdrojem metafor, a praktickou důležitost nových technologických postupů k přeměně jednoho druhu energie v jiný. Crosbie Smith ve své práci The Sctence of Energy: A Cultural History of Energy Physics in Victorian Britain, London 1998 má odlišný přístup, podrobně se zabývá například skotskou teologií, jejím patronátem a tím, jak tamní méně rozvrstvená sociální struktura přirozeně uváděla inženýry, profesory a teology v nesmírně plodný vzájemný kontakt. Mimovědeckou motivaci tvůrčího potenciálu Hanse Christiana Oersteda zkoumá R. C. Stauffer v článku „Speculation and Experiment in the Background od Oersteďs Discovery of Electromagnetísm," Isis, 48 1957. (Dokážete-li se přebrodit stovkami stránek sentimentálností, najdete tu také Oerstedovy vlastní spisy.) Úvaha Geralda Holtona „The Two Maps" (v jeho The Advancement of Science and ItsBurdens, Cambridge, Mass. 1986, 1998, s. 197-208) dobře ukazuje význam toho, že byl Oersted špatně pochopen. Bližší pohled na to, jak je věda o energii strukturována dnes, podivně nepřímé definice, jež se přesto ukázaly nesmírně užitečné, jsou obsahem kapitoly 3 („Velké principy zachování") v knize O povaze fyzikálních zákonů (orig. The Character ofPhysical Law, London 1992), přepisu přednášek neudolatelného Richarda Feynmana na Cornellově univerzitě podle nahrávek BBC. Pojem entropie je systematicky (tj. s narůstajícím pořádkem) rozebírán v uznávané knize Petera Atkinse The Second Law: Energy, Chaos and Form, New York 1984, 1994, která vynikajícím způsobem ukazuje další úroveň struktury vznikající jako zákonitý důsledek zachování energie. (Mistrovská je zejména kapitola, která naznačuje jak život, na který jsme zvyklí, je vlastně jen krátkým zastaveníčkem na celé teplotní škále vesmíru.) Dokážeme-li totiž pochopit nepořádek zvaný teplo, meh bychom být schopni pochopit i opak nepořádku zvaný „informace". Kniha Neila Gershenfelda The Physics of Information Technology, New York 2000, je na pokročilejší úrovni než Atkins, lze ji však vřele doporučit každému, kdo chce zkoumat tento „nejzazší výběžek" viktoriánské koncepce energie.

261

Lavoisier a hmota Lavoisier našel vhodného životopisce v Arthuru Donovanovi v jeho knize Antoine Lavoisier: Science, Administration, andRevolution, Oxford, England 1993. Jean-Pierre Poirier napsal obsáhlejší knihu, Lavoisier: Chemist, Biologist, Economist (anglický překlad), College Park, Penn. 1996, kterou není snadné přečíst „na posezení". Robert Darnton zkoumal přes fřičet let život pod uhlazeným povrchem francouzské společnosti v této době a jeho kniha Mesmerism and the End oftbe Enlightement in France, Cambridge, Mass. 1968 je vynikajícím pramenem mj. co se týče pozadí lidových nálad, jež byly později Lavoisierovi osudné. U Marata bych se vrátil ke krátké zprávě Jean PaulMarat: A Study in Radicalism, pův. 1927, reed. Chicago 1967, od tehdy mladého Louise Gottschalka. Čtenáře s velkou knihovnou po ruce, co umějí trochu francouzky, jistě uchvátí zápis z první ruky o věznění a soudu v knize: Adrien Delahante, Unfamille de finance au XVIIIe siécle, 2 svazky, Paříž 1881. Stephen Toulmin a June Goodfieldová se v promyšlené knize The Architecture ofMatter, London 1962, snaží rozmotat klubko dobových myšlenek a názorů, zatímco klasické dílo Herberta Butterfielda, The Origins of Modem Science 1300-1800, pův. London 1949, přistupuje k věci spíše přímo, bez oklik. Více fyzikálně orientovaná historie, dovádějící příběh až do dvacátého století, je práce Maxe Jammera, Concepts of Mass in Classical and Modem Physics, New York 1997 Obsahuje takové lahůdky jako úvahy nad hodnověrností názoru, že slovo mass (anglicky hmota) má původ v hebrejském matzoh', a také spojení mezi zachováním hmoty a představou quantitas materiae čili „množství hmoty", jíž používali následovníci Tomáše Akvinského při řešení problému, co se opravdu děje během transsubstanciace při katolické mši. Z novějších přístupů je tu vždy svěží Frederic Holmes např. v článku „The Boundaries of Lavoisieťs Chemical Revolution," v Revue ďHistoire děs Sciences, 48,1995, s. 9-48. Kapitola M. Crosland „Chemistry and the Chemical Revolution" v The Ferment ofKnowledge, George S. Rousseau, ed., New York 1980 možná, dobře odhaduje proud Lavoisierových myšlenek v průběhu experimentů s kovy. Zkusme také Perrinovu úvahu „The Chemical Revolution: Shifts in Guiding Assumptíons", s. 53-81 v The Chemical Revolution: Essays in Reinterpretation (zvláštní vydání Osiris, 2nd senes, 1988). Otázka, co hmota „ve skutečnosti" je, nás přivádí k pojmu z moderní fyziky tzv. Higgsova pole, k němuž je vynikajícím úvodem kniha Lucifer's Legacy - The Meaning ofAsymmetry od Franka Glose, New York 2000. Zatímco Gerard 't Hooft v knize In Search oftbe Ultimate Building 262

Blocks, Cambridge 1997 přináší ještě širší pozadí, vede příběh obratně přes autorova vlastní studia a profesionální okouzlení (byť skromnost a hloupý nedostatek možností účinného cestování v čase - mu nedovolily zmínit se o [prozatímním] vyvrcholení celého příběhu - udělení Nobelovy ceny autorovi).

Galileo žil v dobách, kdy věda nebyla ještě zcela oddělena od filozofie a literatury, což znamená, že i ten, kdo dnes není specialistou v žádném oboru, může si dopřát zážitek, když se ponoří přímo do některého z jeho hlavních děl: velké části jeho knihy Discorsi et dimonstrazioni matematické intorno a due nuove scienze attenti alla ntecanica ed ai movimenti locali jsou nesmírně atraktivním čtením. Starý článek I. B. Cohena „Romer and the First Determination of the Velocity of Light," Isis, 31, 1940, s. 327-79 rozšiřuje vyprávění o potížích Cassiniho s Rómerem. Aktualizace problému, včetně upozornění, že přísný empirismus Cassiniho byl vlastně ideální strategií v katolické zemi ve století, kdy byl pronásledován Galiíei, je obsahem příspěvku „The Galilean Satellites of Jupiter from Galileo to Cassini, Roemer and Bradley," od Suzanne Débardatové a Curtise Wilsona v The General Historyof Astronomy, Vol 2, Planetary Astronomy front the Renaissance to the Rise ofAstrophysics, Part A- Tycho Brahe to Newton, eds. René Taton a Curtis Wilson, Cambridge 1989, s. 144-57. Timothy Ferris v knize Corning ofAge in the Milky Way, New York 1988, to staví do ještě širší roviny; tato kníhaje ideálním úvodem k dějinám astronomie. Maxwell našel svého správně sarkastického životopisce v Martinu Goldmanovi, The Démon in the Aether: The Story of James Clerk Maxwell, Edinburgh, Bristol 1983. Jako doplněk bych doporučoval bych kapitolu II („Gentleman of Energy: the Natural Philosophy of James Clerk Maxwell") v knize C. Smitha Science o
Vynikajícími ukázkami jsou „A Historka! Survey of Theories on Action at a Distance" a „Experiment on Lines of Force," příhodně dostupné v knize Physical Thoaght: An Anthology, ed. Shmuel Sambursky, London 1974. Maxwellovo souhrnné dílo vydané roku 1890 bylo doplněno soubory The Scientific Letters and Papers of James Clerk Maxwell, ed. P. M. Harman, New York 1990,1995. Co se týče souhrnných přehledů, Harmanovu klasickou práci Energy, Force and Matter, New York 1982 lze srovnat s ještě vybroušenější knihou Purringtonovou, Physics in the Nineteenth Century, New Brunswick, N. J. 1997. Titul Innovation in Maxwell's Electromagnetic Theory, Daniela Siegela, New York 1991 je velice podrobný, místy polemický, pohled na Maxwellův tvůrčí proces, včetně poučných protikladů s příliš teoretickou francouzskou tradicí. Kniha Christine M. Crownové, Paul Valéry and Maxwell'! Démon: Natural Order and Human Possibility, Hulí, England 1972, přináší bohatství poznatků z rozličných bádání o francouzské tradici. Richard Feynman by byl měl asi pro Valéryho nebo většinu historiků bohužel málo pochopení, ale co se týče současného stavu vědy o světle, jeho spisy (a objevy) budou těžko hledat soupeře: spolu s fyzikálními texty z následujícího oddílu, QED: Podivná teorie světla a hmoty, (orig. QED: The Strange Theory ofLightandMatter od Richarda Feynmana, Princeton, N. J. 1985) je dobrým úvodem. Madame du Chátelet a „kvadrát" Madame du Chátelet se netěšila přízni anglojazyčných životopisců, ale čtenáře trochu sběhlé ve francouzštině čeká zážitek. Elisabeth Badinterová měla výborný nápad napsat srovnávací životopis Emilie du Chátelet a Madame ďEpinay a její Emilie, Emilie: 1'ambitíon feminine au XVIIIe siécle, Paris 1983 je „rychle plynoucí" a dobře promyšlené srovnání psychologických portrétů. Kniha Les Lettres de la Marquise du Chátelet, 2 vols, Geneva 1958, ed. T. Besterman, představuje madame du Chátelet v klidném rozmaru ale pak tu nastává posun, skoro od jedné věty k druhé, k nefalšovanému okouzlení nad tím, že postřeh, který právě učinila, lze aplikovat stejně tak na základy fyziky jako na projevy svobodné vůle. Práce Voltaire en son temps: avecMme du Chátelet 1734-1748, Paris 1978 od René Vaíllota je pedantičtější, ale poskytuje cenné zlaté střípky, jako třeba živý obraz Emilie du Chátelet, která u ranní kávy dělá dojem na návštěvníky tím, že jim předčítá z dopisu Christiana Wolffa o hypotetických obřích obyvatelích planety Jupiter. Dopis byl v latině a myšlenka, rozvinutá kdysi v rozhovorech s Voltairem, je jistě jádrem jeho 264

krátké povídky „Micromégas", již lze vřele doporučit. Jejím námětem je vše z pohledu moudrého a nevinného obra, jehož duše je, člověk by hádal, snad tím, na co kdysi aspiroval Voltaire sám. Toto téma se prolíná staletími od Bible až k holywoodskému snímku The Day the Earth Stood Still a povídce „Ocelový muž" Teda Hughese. Přímočará biografie Voltaire in Love od Nancy Mitfordové, London 1957, není, jak se dá čekat, obzvláště přesná v životopisných detailech. Je bezradná, co se týče vědy, lascivní, ale jinak ohromně dobré počtení. Fontanellova kniha On Plurality oflnbabited Worlds, London 1929 je skvělá v tom, že nechá čtenáře zažít tentýž ohromný pocit, jaký možná pociťovala madame du Chátelet při pohledu na noční oblohu. Druhá kapitola knihy Thomase Hankinse, Science and the Enlightenment, New York 1985, je nejlepším úvodem ke spojení záležitosti Leibniz-du Chátelet-Newton, zatímco titul od I. O. Wadea, Voltaire and Mme du Chátelet: An Essay on the Intellectual Activity at Cirey, Princeton, N. J. 1941, není zdaleka tak suchý, jak naznačuje název. S. Shapinův esej „On Gods and Kings: Natural Philosophy and Politics in the Leibniz-Clarke Dísputes," his, 72, 1981. s. 187-215, rozšiřuje záběr myšlenkových střetů, a to platí ve stejné nebo možná ještě větší míře o jeho polemické stati The Scientífic Revolution, Chicago 1996. Příspěvek Carolyn Iltisové „Madame du Cháteleťs Metaphysics and Mechanics," v Studies m the History and Philosophy of Science, 8,1977, s. 2948, je trochu konvenčnějším nástinem širšího dějinného pozadí, a dobře ladí s poutavým článkem „Newtonian Forces and Lockean Powers: Concepts of Matter in Eighteenth-Century Thought," P. M. Heimanna a J. E. McGuirea, v Historical Studies in Physical Sciences, 3, 1971, s. 233306. K situačnímu zařazení zámku v Cirey jakožto badatelského centra a osvětlení odvážných intelektuálních ambic mladého páru, lze těžko najít vhodnější autory než Lewise Pyensona a Susan Sheets-Pyensonovou v knize: Servants of Nátuře: A History ofScientificInstitutions, Enterprises and Sensibilities, London 1999. Einstein a rovnice Einstein Mám slabost pro některé rané Einsteinovy životopisy: jako u starých filmů, samotná forma jejich prezentace zachycuje něco z ducha doby, kdy jejich subjekt žil. Dvě biografie, které měl Einstein sám opravdu rád, jsou Einstein: His Life and Times, New York 1947, od Philippa Franka, jeho nástupce v Praze; a Albert Einstein: A Documentary Biography od

265

Carla Seeliga, London 1956. Seelig byl novinář a rodinný přítel, který si s Einsteinem po léta dopisoval. Z novějších knih je to práce Banesh Hoffmannové, Albert Einstein, Creator and Rebel, New York 1972, ideální směs životopisu a vědeckého pozadí. Pokud jde o mladá léta, kniha The Young Einstein: The Advent of Relativity, od Lewise Pyensona, Boston 1985 ukazuje, čeho lze hloubavou teoretickou prací dosáhnout. Pyenson „vynesl na světlo" podrobnosti o podnikání Einsteinovy rodiny a povšiml si, že Einsteinův strýček vynalezl měřicí přístroj, jež při své činnosti závisel na ověření signálů ze dvou nezávislých hodin - když si to promyslíme, jde o klíčový bod v úvahách speciální teorie relativity. Jiná důvtipná sondáž je v článku Roberta Schulmanna, „Einstein at the Patent Office: Exile, Salvation oř Tactical Retreat"; ve zvláštním vydání Science in Context, vol. 6, No. l, 1993, s. 17-24. Pokud jde o kulturně-historický rámec, velice málo vědců nebo historiků vědy se může měřit s hloubkou, jíž dosahuje Fritz Stern - jeden z velkých amerických historiků - v dlouhé třetí kapitole svojí knihy Einstein'! German World, Princeton, N. J. 1999, nebo své dřívější stati „Einsteini Germany" v Albert Einstein, Historical and Cultural Perspectives, ed. Gerald Holton a Yehuda Elkana, Princeton 1982, s. 319-43. Tím, kdo dosahuje Sternových výšin, je Abraham Pais, v jehož vlastním životě se zrcadlí většina toho, co dvacáté století mohlo nabídnout, a jehož „Subtle Is the Lord": The Science and the Life of Albert Einstein, New York 1982, je pravděpodobně posledním záznamem, který máme od badatele, který Einsteina dobře znal. Kniha je založena na podrobném studiu Einsteinových článků, takže je techničtější než naše, ale představuje důkladné a poctivé hodnocení. Jiný vynikající myslitel v oblasti einsteinovských studií je Gerald Holton, který si udržel svěžest a hloubku pohledu ve své práci rozložené přes období více než čtyřiceti let. Zvláště doporučuji jeho The Advancement of Science, and its Burdens, Cambridge, Mass. 1986, 1998, stejně jako Einstein, History, and Other Passions, Reading, Mass. 1996. Kromě Veblenova eseje stojí za zmínku malá brožura Clauda Lévi-Strausse „Ráče and History," přetištěná v jeho knize Structural Anthropology, Vol. 2, New York 1977, která rozpracovává, jakým způsobem se hluboké myšlenky často vynořují v místě střetu kultur. Mary Douglasová se v klasickém díle Puríty and Danger, New York 1966 hlouběji zabývá velkým potenciálem konceptuálních a sociálních trhlin. Kniha: Niltona Bondera, Yiddishe Kop: Creative Problém Solving injewish Learning, Loře and Humor, Boston 1999, je zvláštní málem mystické vyprávění o jednom

266

podivném kulturním obyčeji, zatímco úvaha Howarda Gardnera „The Creator"s Patterns" v Dimensions ofCreativity, ed. Margaret A.. Boden, Cambridge, Mass., s. 143-58 nás vrací zpátky na zem, a staví Einsteina a Bessa do kontextu Freuda s Fliessem, Marthy Grahamové s Louisem Horstem a dalších inovátorů, co v počátečním mnohaletém období své zdánlivé izolace potřebovali přítele, který by je povzbuzoval - a nepřímo pomohl připravit pozdější velký průlom. Úvod do fyziky Pokud jde o vlastní fyziku, nejlepší je vzít si s sebou na dovolenou nějaký úvod do diferenciálního a integrálního počtu, a všechny fyzikální texty určené pro nižší ročníky vysokých škol se tak rázem otevřou. Ale protože život je krátký a ne každý si může dovolit takto „promarnit" léto, Robert Mills (ze slavné dvojice Yang-Mills) napsal snadno čitelnou a přesto velmi obsažnou knihu Spáče, Time and Quanta: An Introduction to Contemporary Physics, New York 1994, jež poskytne úvod i čtenářům, kteří integrovat neumí. Na méně technické úrovni představuje vynikající kompilaci kniha Timothyho Ferrise, The World Treasury of Physics, Astronomy and Mathematics, Boston 1991. Nabízí elegantně napsané úvahy, často od klíčových účastníků - je tu dokonce čtyřstránková pasáž o E = mc2 od samotného Einsteina. The Physics ofStar Trek od Lawrence Krause, New York 1995, volí neotřelý přístup: kupříkladu, E = mc2 se tam diskutuje na potížích, jež má reálný hrdina Scottie s vyplněním rozkazu kapitána Kirka, „Vyšli mě paprskem nahoru." Krausova jiná práce: Fear of Physics A Guidefor tbe Perplexed, New York 1994, rozvíjí obsaženou fyziku systematičtěji. Alan Lightman ve své knize Dance for Two: Selected Essays, London 1996, přináší bystře napsaný soubor úvah na vybraná témata. Esej z titulu knihy kupříkladu vysvětluje Newtonovy zákony na základě toho, jak celá zeměkoule poskakuje (neznatelně!) nahoru a dolů v reakci na skoky jediné baleríny na svém povrchu. The Strange Čase ofMrs. Hudson's Cat: Oř Sherlock Holmes Solves the Einstein Mysteries od Colina Bruče, New York 1998, je tím druhem knihy, u níž si ostatní autoři budou vyčítat, proč je to nenapadlo jako první. Bruče napsal cyklus povídek Holmese s Watsonem, z nichž každá při svém rozluštění závisí na některém základním fyzikálním principu. Watson dělá „chyby", Baker Street je zahalena v mlze, profesor Challenger je proradný - a učení jde samo.

267

Úvod do speciální teorie relativity Kniha The Time and Spáče ofUnde Albert, od Russella Stannarda, London 1989, představuje sérii vymyšlených škádlivých rozhovorů mezi laskavým strýčkem Albertem a jeho hypermoderní neteří Gedanken. Podle anotace má být určena teenagerům a dokonce dětem, je ovšem výborným úvodem i pro dospělé. Kniha George Gamowa Pan Tompktns v říši divů (orig. Mr. Tompktns in Wonderland) má podobně čarovný dotek. Místo analýzy různých otázek ukrytých v rovnici Gamow, alespoň na počátku, prostě umísťuje smyšleného popleteného bankovního úředníka do situací, jež jsou doménou relativity a jiných odvětví fyziky. 0eho práce se dočkala modernizace od Russella Stannarda v knize New World ofMr. Tompkins, New York 1999). Einstein1! Legacy: The Unity of Spáče and Time od Juliana Schwingera, Basingstoke, England 1986, se posunuje o úroveň výše, jasným a výmluvným stylem vysvětluje relativitu s rovnicí; Waldovy a Gerochovy spisy ze závěru kapitoly sem rovněž patří. Newton Z mnoha Newtonových biografií bych začal s knihou Ruperta Halla, Isaac Newton: Adventurer in Thought, New York 1992. Nortonova kritická antologie Newton: Texts, Backgrounds, Commentaries, ed. I. Bernard Cohen a Richard S. Westfall, New York 1995 poskytuje hojnost úryvků z Newtona stejně jako ukázek ze sekundární literatury dvacátého století, počínaje Keynesem a Koyrem a konče Westfallem se Schafferem. Je to nejlepší průvodce na cestě dál. Do nitra atomu (kapitoly 8 a 9)

Čtrnáctistránkový esej C. P. Snowa o Rutherfordovi z jeho knihy Variety ofMen, London 1968, se čte, jako bychom naslouchali nějakému zasvěcenci, jenž nám šeptá skutečný příběh Cavendishovy laboratoře ze dnů její slávy. Rutherford se tu naoko předvádí - když mu řeknou, že se vždycky vezl na hřebeni vlny, zaburácí: „Hrome, vždyť jsem tu vlnu venkoncem udělal, nebo ne?!" Ale pod povrchem se skrývá i váhavost jako v případě tiché poznámky, že některé jeho zámořské stipendijní granty musí pokračovat: „Nebýt jich, nebyl bych ani já." Po Snowovi zkuste knížku Rutherford, již napsal A. S. Evě, London 1939, kde se dozvíte ještě víc o jeho raném období. Navzdory méně nápaditému titulu je Rutherford Marka Oliphanta, New York 1972, originální a silné dílo umožňující pochopit Rutherfordovo běsnění - i jeho pozdější polovičaté omluvy - když viděl, jak se jím vytvořené centrum světového výzkumu začíná pomalu hroutit, v neposlední řadě kvůli je268

ho vlastním charakterovým vadám. Oliphant byl jedním z posledních Rutherfordových nadějných mladých studentů a člověkem, který „přiměl" spícího Briggse, aby se americký atomový projekt rozhýbal. Po skvělé poválečné kariéře, jež zahrnovala desítky let práce proti jadernému zbrojení, zemřel krátce před svými devětadevadesátými narozeninami, jen pár týdnů před tím, než šla tato kniha do tisku. Kniha The Neutron and the Bomb: A Biography of Sir James Chadwick od Andrewa Browna, New York 1997, je „přiměřeně neutrální", aby se mohla poměřit s objevitelem neutronu. Zabývá se nicméně ranými léty opravdu důkladně a ukazuje, jak se mírný Chadwick mohl stát jedním z oněch výjimečných jedinců, kteří se dokázali postavit jak Oppenheimerovi tak Grovesovi - a měl tak vlastně klíčovou roli při úspěchu projektu Manhattan. To, jakým způsobem zahořklá rivalita, jež v posledních letech zavládla mezi Chadwickem a jeho učitelem Rutherfordem, našla uplatnění i v neúprosném upjatém chladu mezi jejich manželkami, popisuje ovšem nejlépe Oliphantova knížka. Vzpomínky Laury Fermiové, Atoms m the Family, Chicago 1954, jsou vyprávěním Fermiho manželky o slavném fyzikovi, jenž má v sobe něco ze sladce škádlivého tónu Einsteinovy sestry. Více o vědeckém pozadí a osobnosti tohoto klidného, zapáleného muže najdeme v Segrěovi: Enrico Fermi, Physicist, Chicago 1970. Gerald Holton v úvaze „Fermi's Group and the Recapture of Italy* s Pláce in Physics," v The Scientific Imagination, Cambridge, Mass. 1998, rozebírá poměry v římské výzkumné skupině a všímá si mj. takového důležitého detailu, že si Fermi dokázal najít všemocného ochránce. Jak se Rutherfordovi a Fermimu podařilo dlouhodobě udržet tak mocná výzkumná centra? Práce Edwarda Shilsova, Center and Periphery: Essays in Macrosoctology, Chicago 1975, je dobrou sociologickou průpravou pro odpověď, zatímco článek J. H. Browna, „Spatial Variation in Abundance," Ecology, 76,1995, s. 2028-43, je zajímavou ukázkou toho, jak může být nízký konkurenční tlak skvělým prostředím pro nové specializace. Terence Kealey v knize The Economic Laws of Scientific Research, New York 1996 předkládá vtipně odlehčený přístup, když např. ukazuje, jak farmaceutické firmy a jiné výzkumné skupiny pravidelně mívají profit z toho, že zaměstnávají špičkové vědce, kteří byť doufali, že budou dělat originální práci, jsou užiteční prostě tím, že umějí inteligentně třídit dostupnou literaturu. Kniha Lise Mettner: A Life In Physics od Ruth Lewin Simeové, Berkeley 1996, vysvětluje srozumitelně pozadí a také zaujímá oprávněně ostré feministické stanovisko; viz rovněž prvotřídní pojednání o Meitnerové 269

od Sallie Watkinsové v A Devotion to Their Science, ed. Marlene F. a Geoffrey W. Rayner-Canham, Toronto 1997. Na jejich základě lze lépe pochopit Meitnerové vlastní krátké ohlédnutí „Looking Back," Bulletin of tbeAtomic Scientists, 20, listopad 1964, s. 2-7. Autobiografie Otto Frische What Little I Remember, New York 1979, je působivým resumé tohoto citlivého muže. Kniha Aging and Ola Age od Richarda Posnera, Chicago 1995, je svěžím pojednáním o roh utopených nákladů v průběhu dlouhé vědecké kariéry. Stavba bomby (kapitoly 10-13) V roce 1943 by vojenské hlídky americké armády projevily nezvykle „intimní" zájem o každou nepatřičnou osobu, která by se snažila dělat si zápisky z přednášek Roberta Serbera za účelem získání vědců pro projekt v Los Alamos - vždyť tyto přednášky shrnovaly vše, co bylo tehdy známo o konstrukci atomových zbraní. Kopie jsou nyní o něco pohodlněji k dispozici v Serberově knize The Los Alamos Prtmer, Berkeley 1992. Spolu s veškerými, nyní odtajněnými, přednáškami, obsahuje kniha Serberovy vlastní vynikající komentáře a vzpomínky. Lze z ní ideálně získat pojem o pracovní náladě v Los Alamos. Nejlepším zdrojem informací o Oppenheimerovi je edice Robert Oppenbeimer: Letters and Recollections, ed. Alice Kimball Smithová a Charles Weiner, Palo Alto, 1995; pův. Harvard Univ. Press 1980. Dopisy jsou až děsivě upřímné: jsou tam krátké momenty intelektuální radosti; pak sebetrýznění, nejistota a jedna vrstva pozérství nad druhou. Jak s Lawrencem překonali vzájemnou ostražitost a stali se nejlepšími přáteli a nakonec vyčerpanými, frustrovanými nepřáteli. Rivalita je dramatickou zápletkou v mistrovském díle Nuel Phar Davise Laurence and Oppenhetmer, London 1969. Feynmanovy vzpomínky v bestselleru „Surely You're Joking, Mr. Feynman!" ed. Edward Hutchins, New York 1985, jsou živé zejména na osobní úrovni. Gleickova kniha Genius: Richard Feynman and Modem Physics, New York 1992, poskytuje daleko širší záběr toho, co Feynman a ostatní zažili na stolové hoře, kde se nachází Los Alamos. Nejlepší celkový popis amerického a německého projektu je v práci Richarda Rhodese, The Maktng ofthe Atomtc Bomb, New York 1986, jež zaslouženě získala National Book Award (Národní knižní cenu). Odposlouchávání je nehezká věc a v knize Hitler's Uranium Club: The Secret Recordings at Farm Halí, ed. a pozn. Jeremy Berstein, Woodbury, N. Y. 1996, najdeme záznamy odposlechů Hahna, Heisenberga a všech ostatních po válce internovaných německých vědců, kteří měli ve svém nóbl vězení celých šest měsíců na to, aby se hádali. Bernsteinova erudi-

270

ce ve vědě a psychologii je nezpochybnitelná. Práce Alsos: The Failure m German Science od Samuela Goudsmita, London 1947, znovu Woodbury, N. Y. 1995, je sice místy nepřesnou, ale pronikavou a pikantní zprávou z první ruky od velitele americké výzvědné mise vyslané před koncem války do Evropy, aby shromažďovala informace a rovněž polapila vytypované německé vědce. Physics and Beyond: Encounters and Conversatwns, London 1971, je Heisenbergovo vlastní vyprávění o jeho životě a hlavních zlomových bodech. Knihy Davida Cassidyho, Uncertamty: The Life and Science ofWerner Heisenberg, Basingstoke, England 1992, tento příběh rozvíjí. Pro nestrannost bych měl zmínit i práci Heisenberg's War: The Secret History ofthe German Bomb, od Thomase Powerse, London 1993, jenž se svým postojem velice liší od mého. Jeho tvrzení byla vážně zpochybněna v rozsáhlé recenzi Richarda Peierlse, otištěné v jeho knize Atomic Histories, New York 1997, s. 108-16, i v práci Jeremy Bernsteina, ed. Hider's Uranium Club, v kritice v Nátuře, 363, 27. května 1993, s. 311-12, a zvláště v posudcích v American Historical Review, 99,1994, s. 1715-17 a v knize Paula Lawrence Rose, Heisenberg and the Nazi Atomic Bomb Project: A Study in German Culture, Berkeley 1998. Vynikající zprávou o norských událostech je Haukelidova vlastní kniha Skis Against the Atom, London 1954, a krátké pasáže v nesmírně čtivé knize L. Markse Between Cyanide and Silk: A Codemaker's Story 19411945, New York 1999 o solidaritě mezi Nory během londýnského výcviku přispívají k pochopení jejich úspěchu. Pokud jde o britské úsilí práce Richarda Wiggana, Operation Freshman: The Rjukan Heavy Water Ratd 1942, London 1986, využívá dobře zápisů z pozdějších norských válečných soudů a také živě zachycuje zmatek tvrdých londýnských chlapců v smrtícím ledovém sevření. Americké rozhodnutí použít bombu je shrnuto z konvenčního vojensko-strategického hlediska v knize Amencans at War od Stephena E. Ambrose, New York 1998, s. 125-38; z politicko-správního pohledu ve studii Britain and Atomic Energy 1939-45, od Margaret Gowingové, London 1964. Nejlepší ze všech je ale J. Samuel Walker v knize Prompt and Utter Destruction: Truman and the Use ofAtomu: Bombs Against Japan, Chapel Hill, N. C. 1997, jež zdůrazňuje, nakolik meh na špatně připraveného Trumana vliv poradci a jejich vlastní byrokratické, geopolitické a vnitropolitické zájmy; a rovněž kolik klíčových amerických vojenských velitelů by bylo překvapeno pozdější shodou názorů o nevyhnutelnosti bombardování. Ať už bylo rozhodnutí oprávněné nebo ne, vyprávění v kapitole 19 Rhodesovy knihy The Making of Atomic Bomb je nezbytnou připomínkou 271

toho, co rozhodnutí znamenalo na základě oněch dvou srpnových rán; téměř nadčasový odpor mnoha poválečných badatelů diskutovat jakýkoli aspekt morálnosti jejich práce na vývoji zbraní je ústředním tématem knihy The Genocidal Mentality: The Nazt Holocaust and Nuclear Threat, Robert Jay Lifton a Eric Markusen, London 1991. Vesmír (kapitoly 14-16) Paynová Nejbohatším zdrojem zde je kniha Cecilie Payne-Caposchkm: An Autobiograpby and Other Recollections, ed. Katherine Haramundanis, New York, 2. vyd. 1996. Viz též zamyšlený esej George Greensteina „The Ladies of Observátory Hill," v jeho knize Portraits ofDtscovery, New York 1998. Zajímavým srovnáním z pera další generace je práce Věry Rubínové, Brigbt Galaxies, Dark Matters, Woodbury, N. Y. 1997, zatímco již letitá, ale velice čtivá kniha George Gamowa The Birth and Death o/Sun: Stellar Evolution and Subatomic Energy, London 1941 zapůsobí atmosférou sluneční fyziky časů Cecilie Paynové. HoyleaZemě Fred Hoyle je nejlepším spisovatelem ze všech špičkových vědců, které znám: jeho vlastní životopis, Home Is Where the Wind Blows: Chaptersfrom a Cosmologisťs Life, New York 1997, je počtení. Člověk se dozví proč on stejně jako ostatní mladí jeho generace trpěli nejvíc věčným mokrem v Yorkshire (předchozí generace měly dřeváky, kterými voda protekla, následující generace měla vysoké boty, které vodu nepropouštěly, ale oni měli jen laciné boty, které vodu pustily dovnitř a nepustily ven.) Také se dozvídáme, jakým stylem přednášel Dirac, jak přemýšlel Eddington, k jakým deformacím vedly na Cambridgi přehnaně těžké zkoušky, jakých úspěchů dosáhl velice spravedlivý systém udělování stipendií, a mnoho vtipných a zajímavých postřehů o nukleosyntéze, konfliktu mezi výzkumným stylem u Královského letectva a Královského loďstva, akademické politice a překvapivé trvanlivosti lepenkových automobilů. A pokud jde o širší kontext Hoylovy práce, je tu opět Timothy Ferris se svou prací Corning ofAge in the Milky Way, New York 1988. Chandrasekhar Práce Kameshwara C. Waliho, Chandra: A Biography ofS. Chandrasekhar, Chicago 1992, je vynikající životopis, a šedesát stran přepisů 272

Walího rozhovorů s Candrou v závěru lze zvláště doporučit. Když Candra popisuje Fermiho (,Je samozřejmě skutečností, že Fermi byl nepřetržitě schopen uplatnit, na jakýkoli fyzikální problém... svůj hluboký a pronikavý cit pro fyzikální zákony... Pohyby mračen mezihvězdné hmoty propletené vlákny magnetických siločar mu připomněly kmity krystalové mřížky, a gravitační nestabilita spirálního ramene galaxie zase nestabilitu plazmatu - což mu vnuklo nápad pokusit se [plazmu] stabilizovat pomocí... magnetického pole."), vlastně také popisuje sebe sama: dává nám nahlédnout, jaké to asi je, když je svět nazírán skrze takovouto mocnou, vše propojující mysl. Také bych doporučoval Čandrovu vlastní knihu esejů Truth and Beauty: Aesthetics and Motivations m Science, Chicago 1987. Pokud jde o další žhavá astrofyzikální témata, je tu spousta vybraného materiálu. Kniha The Five Ages ofthe Universe: Inside the Physics of Eternity, Fred Adams a Greg Laughlin, New York 1999, je obzvláště dobrá v tom, že vypráví příběh od nejranějších momentů až do velmi vzdálené budoucnosti. Hawkingova sbírka Černé díry a budoucnost vesmíru (orig. Black Holes and Baby Universes, New York 1993) je zábavná a „sarkasticky hloubavá". Čtenáři, který četl populárně vědecké knížky o vesmíru, ale připadá mu, že už začínají být málo srozumitelné, bych doporučoval vrátit se o krok zpátky a projít si nějaký dobrý „úvodní text" jako třeba The Dynamic Universe: An Introduction to Astronomy od Theodora P. Snowa, St. Paul. Obecná relativita (Epilog) Nejlepší úvod, který znám, je také jedním z nejkratších. Je to R. M. Waldův Spáče, Time and Gravtty: The Theory ofthe Big Bang and Black Holes. Jako pokračování, je tu stejně skvělá R. Gerochova práce General Relativity Front A to B. Wald i Geroch používají průzračný geometrický přístup a jejich knihy obsahují spousty obrázkových schémat k „objasnění textu" příběhu, takže i laik může mít pocit, že čte knihu o architektonickém designu - až na to, že se jedná o design našeho vlastního vesmíru. Práce Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy od Kipa Thornea, New York 1994 je daleko delší a občas ztrácí nit v přívalu životopisných detailů. Ale z převážné části je text živý aThorne, právě tak jako Wald a Geroch, jsou po desetiletí vůdčími osobnosti na poli obecné relativity. Pro zamyšlení nad expedicí za zatměním v roce 1919 - a nad skutečnými motivacemi Arthura Eddingtona - neopomeňte kapitolu 6 Chadrasekharovy knihy Truth and Beauty: Aesthetics and Motivations in Science. 273

Poděkování

Tuto knihu bych nemohl napsal sám. Mnohé má svůj původ v sérii kursů, které jsem pod názvem Intellectual Tool-Kit Courses (Kurs základní vědomostní výbavy) vedl na Oxfordu a na jejichž vzniku mají největší zásluhu Roger Owen a Ralf Dahrendorf. Avi Shlaim se těmto kursům po léta věnoval a Paul Klemperer po vyslechnutí jedné z přednášek o kreativitě přišel se zajímavými postřehy, které daly podnět k rozšíření fyzikální části kursů. Když byl na světě první koncept, několik přátel se uvolilo přečíst si celý rukopis: Betty Sue Flowersová, Jonathan Rowson, Matt Hoffman, Tara Lemmeyová, Eric Grunwald, Peter Kramer a Caroline Underwoodová. Přišli s nejedním dobrým nápadem, jež jsem nakonec akceptoval. Ohromný podíl mají George Gibson ajackie Johnsonová z nakladatelství Walker & Company, jejich moudré připomínky knihu velmi pozvedly. K těm, kteří prošli určité kapitoly z hlediska věcné správnosti nebo zodpověděli jisté specifické otázky, patřili Steven Shapin, Dan van der Vat, Shaun Jones, Bob Wald, Tom Settle, Malcolm Parkes, lan Kogan, David Knight, Winston Scott a Frank James. Nikdo z nich samozřejmě nezodpovídá za případné přetrvávající omyly. Dva lidé mi poskytli zvlášť důležitou pomoc. Doug Borden mi v řadě příjemných telefonických rozhovorů umožnil pochopit, jak nejlépe rozvinout konečnou vizi „energie" a „hmoty". Nejvýmluvnější z mých přátel, Gabrille Walkerová, se mnou probrala všechny důležité aspekty knihy a tak mi v rozhovorech, které jsme často uskutečňovali i po večerech v restauracích v londýnských uličkách, otevřela svět opravdového autorství. Při jedné zvlášť pamětihodné procházce mi pozdě v noci v parku St. James vysvětlovala, že poklidný chorál z Pašijí sv. Matouše může být cestou, jak uniknout z přísné chronologie poté, co příběh rovnice dospěl k roku 1945. Nebýt toho, kniha by se po kapitole 13 zhroutila. Dlouhou dobu jsem neměl jasno, jaká úroveň výkladu by byla pro osnovu knihy nejvhodnější. Zvláště Peter Kramer přesvědčivě tvrdil, že je třeba uvést výsledky rovnice a přitom čtenáře neochudit o výklad, 274

proč rovnice platí. Proto se ocitlo nepostradatelné jádro výkladu v hlavním textu, o něco více v poznámkách v závěru, a ještě více - a především vše, co zahrnuje matematiku - na webové stránce, davidbodanis.com. Jsem rád, že kniha nadále není jen jedním definovaným objektem, omezeným technologií papíru, klihu a nití. Aby webová stránka nebyla určena výhradně pro technické typy, umístil jsem tam pár reminiscencí z chlapeckých let v Chicagu (které, kupodivu, po malé kličce umožní vysvětlit, jak se [v teorii relativity] vzájemně ovlivňují prostor a čas). Nalezneme tam také postřehy Williama Blakea, záznamy Einsteinova hlasu, odkazy na kursy, které o problematice rovnice vedu, hypotézu, proč jednoduché formy - jako rovnice - bývají pravdivé, a další drobnosti. Nově dokončená Britská knihovna (British Library) byla přímo fantastickým místem pro takovouto práci. Je to jedna z velkých světových knihoven a možná poslední „pyramidální" pocta předinternetové éře. Mnohé z vědeckých časopisů se stále nacházely v původních čítárnách Knihovny na Southampton Row, kde interiérový design a kavárenská „infrastruktura" nejsou sice na té úrovni, ale fotografické zvětšeniny na stěnách s původními přihláškami patentů (Whittleův tryskový motor, klips na papír, termoska, profil křídla bratří Wrightů) to z velké části vynahrazují. Vědecká knihovna University College v Londýně znamenala též velký přínos. Přestože se na fyzikální sekci podepsaly roky nedostatečného financování, zaměstnanci odvádějí vynikající práci, aby tento problém překlenuli. Londýnská knihovna na St. James Square finanční problémy neměla a znamená pádný důvod, proč žít v tomto městě. Je to instituce z počátků viktoriánské éry a je stále funkční. Nalezneme tam kolem milionu knih na otevřených policích, včetně mnoha velmi starých vydání. Četl jsem tam běžně texty, podle některých předchozích životopisců těžko dostupné. K tomu, abych je nalezl (byť pod lehkým nánosem prachu) stačilo, aby člověk sáhnul hlouběji do police. Další výhoda byla ještě v tom, že v případě Faradaye, Maxwella a některých dalších, jsem si mohl nabrat plnou náruč jejich prací či dopisů a zamířit s nimi ven k jedné z laviček pod duby uprostřed náměstí. Bylo to velmi příhodné místo. Po jedné straně červená cihlová budova, která v roce 1944 hostila vrchní velitelství Eisenhowerových expedičních sborů (SHAEF) v době, kdy hrozba německé atomové bomby kulminovala. A za mnou byla pamětní deska Adě Lovelaceové, viktoriánské předchůdkyni počítačových programátorů, která zažila, mnoho vrcholů a pádů tak příznačných pro ženskou vědeckou kariéru té doby. Na cestě do suši baru, kam jsem chodil na oběd, jsem míjel Newtonův 275

dům najermyn Street a když jsem se konečně usadil ke stolu, byl jsem přímo naproti velké hale, kde byla slavnostně oznámena zpráva o potvrzení předpovědí obecné teorie relativity. Většinu rukopisu jsem napsal v době, kdy moje žena Karen právě měnila pracovní kariéru význačného historika za kariéru významného obchodního konzultanta. Vždy jsme trávili hodně času s našimi dětmi, ale když byla pryč v Ženevě, Washingtonu nebo v Berlíně byl jsem s nimi ještě větší část dne. To znamenalo, že jsem byl v psaní často vyrušován. A paradoxně, textu přibývalo rychleji než předtím. Ale později mi žena ochotně pomáhala s jedním konceptem za druhým a poskytla mi svou laskavou a věcnou pomoc. Příčina mohla být v tom, že jsem se musel dětem opravdu věnovat a byl jsem nucen dělat si přestávky, které si autor jinak málokdy dovolí. Když jsme šli pomalou procházkou do školy, nejednou jsme si lehli na břicho a pozorovali mravence v trávě nebo jsme se zastavili na kus řeči s dělníky, kteří opravovali ulici a skoro vždy měli mladší bratry a sestry nebo vlastní děti. A samozřejmě s velkou chutí si udělali přestávku a začali fascinovaným dětem (tříletému a pětiletému) vysvětlovat funkci svých nástrojů. Také jsme chodili po zdi a hráli na schovávanou, využívali jsme čas u oběda a odpoledne. Byla to období, kdy mě to vyrušování málem přivádělo k šílenství (promiňte, chlapci). Ale většinou jsem se na společné hodiny těšil, hlavně pro duševní osvěžení, které takovéto mladé zvídavé hlavičky přinášejí (díky, chlapci). Když se pak opravdu připozdilo, dětem už docházely síly a dva vyčerpaní mladíci spali na palandě, usadil jsem se do velkého křesla v jejich pokoji (cítil jsem se tam daleko příjemněji než ve své studovně) a s poznámkami a svazky časopisů poházenými kolem sebe jsem se poznenáhlu navracel ke knize. Hodinu za hodinou, když obloha potemněla a londýnské ulice nakonec ztichly. Několikrát - když mi psaní šlo dobře a káva dávno vychladla - jsem si uvědomil, že jsem probděl celou noc. Nejhezčí to bylo (vzpomínám si) psal jsem zrovna o chemii Slunce, když tu se rozbouřená koule této hvězdy - poháněné termonukleárními výbuchy ve shodě sE = mc2 začala vynořovat kdesi daleko za ústím řeky Temže. A stoupala, valila se nám v ústrety - přivítat naše životy. Tuto knihu jsem psal opravdu s velkým potěšením.

276

Rejstřík

Allison, Samuel 122 Aristoteles 67 Arouet, Francois-Marie viz Voltaire Barnard, George 22 Bell, Alexander Graham 21 Bernoulli, Jacob 63 Besso, Michel 14, 75,80,85-86 Bethe, Hans 141,165-166 Bohr, Niels 102-102,113, 141-142 Brahe, Tycho de 42 Breteuil, Emilie de viz Chátelet, Emilie du Briggs, Lyman J. 110-111, 122-124,149, 195 Brun,Jacques de 59 Buffon, Georges Louis Leclerc de 178 Byrnesjames 149-150 Casimir, Hendrik 123 Cassini, Jean-Dominique 41-47 Cleveland, Grover 111 Crouch, Henry 195-196 Curieová, Marie 73-74, 77,88, 96,116 Danton, Georges Jacques 37 Darwin, Charles 26,158 277

Davisová, Geena 59 Davy, Humphry sir 17-19, 20-24, 48 Degenhart.Joseph 12-13 Descartes, René 59-60 Diazová, Cameron 7 Dickens, Charles 24 Dirac, Paul 169 Dopel, Robert 118-120 Dyson, Frank Eddington, Arthur Ehrenfest, Paul 192 Einstein, Albert 7-8, 11-15,21, 26-27,31, 39-40,47, 51-53, 55-56, 70-79, 80-88,93-94, 98,102-103,107,109-110, 112-115,120-122,124,127, 129,131,146-147,157-158, 161, 166,176, 180-181, 184189,192-199 Einstein, Hans Albert 72 Einstein, Hermann 12 Einstein, Rudolph 85 Einsteinova, Mája 14, 84,198 Einsteinova, Mileva 12,14, 86-87 Eisenhower, Dwight David 149 Faraday, Michael 10,17-27, 31, 34, 39, 47-50, 56-57, 68, 71, 161,173

Fermi, Enrico 93-95,99,116-117, 146 Feynman, Richard 136-137, 139 Franck, James 98 Franklin, Benjamin 36 Freundlich, Erwin 188-189,192 Friedrich, Caspar David 147 Frisch, Robert 102-106, 111, 141, 166 Prost, Robert 177 Galileo Galilei 41, 46, 49 Geiger, Hans 9, 74, 90, 92,119, 141,176 Goebbelsjoseph 112 'sGravesande, Willem Jakob 66,69 Grossman, Marcel 12-13,186 Groves, Leslie 133-134,140, 148, 150,170 Guillotin, Joseph Ignáce 38 Hahn, Otto 96-102,105, 107,116 Haller, dr. 13-14 Haukelid, Knut 130,143-140 Heisenberg, Werner 10,112-121, 123-125,132,134,140-141, 147-148 Hess, Kurt 99 Hevesy, George de 95, 142 Hilbert, David 76 Himmler, Heinrich 113-114, 121 Hitler, Adolf 99,113,197 Horlein, Heinrich 99 Hoyle, Fred 167-172 Chadwick, James sir 8, 92-93, 119,146 Chandrasekhar, Subrahmanyan (Čandra) 10,179-183,190,193 Chátelet, Emilie du 10, 59-68 278

Jones, R. V. 128,130 Kafka, Franz 88 Kepler, Johannes 42 Keynes, John Maynard 197 King, Martin Luther Jr. 196 Koenig 63 Larsen, Alf 144 Lavoisier, Antoine-Laurent 32-39, 56-57,62-63,71,77,161,188 Lavoisierová, Marie Anně, roz. Paulzeová 33-33, 36, 38 Lawrence, Ernest 122-123, 132-133, 137-138 Leahy, William D. 149 Leibniz, Gottfried 63-67 LeMay, Curtis 149 Littlewood 194 Ludvík XVI. 32, 35-36

MacArthur, Douglas 149 Mandela, Nelson 196 Marat,Jean-Paul 36-38 Mařicová, Mileva viz Einsteinova, Mileva Marshall, George 9 Maupertuis, Pierre-Louis 60-61 Maxwell, James Clerk 47-52 Meitnerová, Lise 96-107, 109, 111,116, 119,141,162 Menděs-France, Pierre 37 Milné, Edward 159, 165 Minkowski, Hermann 186 Nedelsky, Leo 135 Neumann, John voň 139, 151 Newton, Isaac 10,14, 31-32, 42, 48, 58, 62, 64-65, 82, 137, 194

Oliphant, Mark 122 Oppenheimer, Jacob Robert 134-141,146,148,150,152, 165, 170,198 Ostwald, Wilhelm 11-12 Paschen, Wilhelm 120 Pauli, Wolfgang 113 Paulze, Jacques 32, 38 Paynová, Cecilia 10, 59-68 Picard, Jean 42-43 Plaňek, Max 98 Poincaré, Henri 76-77, 82 Recorde, Robert 29-30 Romer, Ole 43-47,49-50, 52, 57, 189 Rohan, rytíř de 57 Roosevelt, Franklin Děláno 109-110,115,120,185,197 Russell, Bertrand 193 Russell, Henry Norris 164-165, 169 Rutherford, Ernest 8, 89-92, 95, 97, 103, 122, 127, 135-136, 160

279

Sandeman, Robert 20 Segrě, Emilio 133 Serberová, Charlotte 140 Shakespeare, William 30 Shapley, Harlow 161 Sórlie, Rolf 144 Starkjohannes 112,115 Stimson, Henry 144 Strassmann, Frítz 99-101 Sully, vévoda de 57-58 Teller, Edward 139,141 Truman, Harry S. 149 Urey, Harold C. 118 Veblen, Thorstein 83 Vergilius 67 Voltaire, ví. jm. Franfois-Marie Arouet 57-63, 65-68 Watteau, Jean Antoine 62,64 Weber, Max 76 Weber, prof. 50-51 Weizmann, Chaim 7 Wigner, Eugene 123-124 Wilson, Robert 134