Prostě Einstein! Geniální myšlenky vtipně a jasně
Německý autor Rüdiger Vaas se popularizaci vědy věnuje dlouhodobě. Touto knihou navazuje na knihu Prostě Hawking!, se kterou má hodně společného, jako například autorův popularizační styl, kdy nestaví na hlubších znalostech tématu, ilustrace Gunthera Schulze, vložené citáty, kvíz na konci každé kapitoly nebo časový sled událostí z Einsteinova života na přebalu knihy (například pouze zde najdeme zmínku o Einsteinově působení na pražské univerzitě) – to by se mělo v knihách tohoto typu mělo stát standardem.
Podat geniální myšlenky jasně a přitom srozumitelně však není jednoduchý úkol, a tak můžeme najít také odlišnosti, které nejsou dány jen osobností Einsteina, považovaného za největšího fyzika všech dob, ale spíše tématy, kterými se zabýval – relativita, chápání času jako dalšího rozměru nebo kvantová teorie nejsou snadno uchopitelné myšlenkové koncepty. Při snaze dostat se k jádru problémů autor naráží na hranice chápání “selským rozumem”, kdy je třeba zapojit více jazyk vědy, a to dělá knihu méně srozumitelnou pro nefyzikální veřejnost. Ty, které témata zaujala, ovšem může podnítit k vyhledání dalších informací.
Kniha je rozdělena do 6 kapitol a postupně prochází Einsteinovým osobním, ale hlavně profesním životem. Úvodní kapitola Geniální myslitel začíná v roce 1902, kdy Einsteina stíhala jedna rána za druhou – osobní, finanční, i jeho akademická kariéra se zdála u konce. V červnu ale získal místo na švýcarském patentovém úřadu a vše se otočilo. Začal publikovat ve vědeckých časopisech a v roce 1905 se mu podařilo uspět hned s několika články, které měly navždy změnit svět vědy.
Prostor, čas a e=mc2
V této kapitole se dostáváme od Newtonových principů absolutního času a prostoru k pojmu relativita. Einsteinův epochální článek O elektrodynamice pohybujících se těles je faktickým ustavením speciální teorie relativity, která vedla ke zcela novému chápání prostoru a času. Hledal jednotný popis fyzikálních teorií, a proto pro vyloučení nekonzistentního použití různých transformací souřadnic musel nakonec vyloučit základní Newtonův předpoklad, že totiž čas a prostor jsou absolutní. Stavěl na postulátu, že hmota je ekvivalencí energie. Předpověděl, co se stane se vzdálenostmi a časem při rychlostech blízkých rychlosti světla.
Gravitace a geometrie
V roce 1915 již Einstein pracuje v Pruské akademii věd. Publikuje článek Rovnice gravitačního pole, prakticky základ obecné teorie relativity, která otřásla základy klasické fyziky a změnila chápání vesmíru. Pro teorii gravitace byla klíčová zcela jednoduchá myšlenka, že totiž člověk při volném pádu necítí svoji vlastní tíži. Na principu ekvivalence měla také později stavět obecná teorie relativity. Předpověděl, že gravitace ovlivňuje i světelné záření, ale na potvrzení bylo potřeba ještě dlouho počkat. Rovnice gravitačního pole popisují celý vesmír, přestože jejich matematické vyjádření je poměrně jednoduché.
Experimenty pro Einsteina
Einsteinovy rovnice znamenaly odchylku od Newtonových, ale sám autor považoval odchylky za tak malé, že je nebude možné změřit. Zdá-li se to dnes směšné, uvědomte si prosím, který se psal rok a jaké prostředky měli vědci k dispozici. Einstein si ovšem důvěřoval a na svých závěrech, nesčetněkrát prodiskutovaných s vědeckými kolegy, trval. Mnohá měření, postupem času stále zpřesňovaná, Einsteinovy teorie jen potvrzovaly, a to jak v mikroskopických velikostech, tak v kosmických rozměrech.
Modely vesmíru
Během korespondence s de Sitterem diskutovali o povaze vesmíru a položili základy kosmologie. Vesmír může být konečný, ale přesto neohraničený. Postuloval kosmologický princip, podle nějž je vesmír ve velkém měřítku homogenní. Do obecné teorie relativity zahrnul kosmologickou konstantu, která pomohla předpovědět rozpínání vesmíru, i když se její použití časem proměnilo.
Prapodivný kvantový svět
V dokonalém protikladu k vesmírným měřítkům předchozích prací je mikrosvět, kterým se Einstein také zabýval. Předpokládal, že záření a energie jsou dávkovány – po velmi malých kvantech, ale přesto nespojitě. To byl velmi radikální názor v době, kdy kontroverzním tématem byla i existence atomů v případě hmoty. Dualismus vlna-částice platí nejen pro záření, ale i pro hmotu, následkem toho musí dokonce i hmota mít vlnovou délku. Nechtěl přijmout princip, že skutečnost závisí na pozorovateli. O kvantové teorii přemítal až do konce života, ale popsat všechny fyzikální jevy pomocí jediné fundamentální teorie, ze které by se odvozovala i kvantová teorie, nedokázal.
Einstein byl jistě geniální myslitel, ale také individualita v různých významech tohoto slova. Cesta k jeho teoriím nebyla snadná ani přímočará, mnohokrát se ocitl ve slepé uličce. Některé závěry byly potvrzeny nebo doceněny o několik desítek let později. Nevyhýbal se popularizačnímu tónu, například pro vysvětlení relativity pohybu s oblibou používal příklady s vlaky, Lorentzovu transformaci Maxwellových rovnic popisoval pomocí lžíce míchající tuhý med, a používal koncept blechy, která nevidí celého lva, na němž sedí.
Snad tato kniha ukázala, že fyzikální teorie nejsou jenom složité konstrukce pro vědce. Na základech teorie relativity stojí například satelitní navigace, princip neurčitosti za fenoménem radioaktivity, lety nadsvětelnou rychlostí jsou nemožné. K objevu teorie všeho Einstein nedospěl, stejně jako nikdo jiný až do dnešního dne. Je to příležitost pro nastupující generace, třeba ty, kteří právě čtou tuto knížku.
Více o knize se dozvíte v článku Prostě Einstein! Geniální myšlenky vtipně a jasně (odkaz vede do sekce Knihy, doporučená literatura).
Související odkazy
30.6.2019