Einstein. Vedecká superstar

Jeho meno je registrovanou obchodnou značkou. Časopis Time ho vyhlásil za osobnosť storočia. Je po ňom pomenovaná fotochemická jednotka Einstein, prvok einsteinium a planétka 2001 Einstein. Každý vie, že rád hrával na husle a zrejme to inšpirovalo skladateľa Phillipa Glassa, aby skomponoval operu Einstein na pláži. Génius medzi géniami a popkultúrna ikona vedca, Albert Einstein zomrel pred 60 rokmi, 18. apríla 1955.

20.04.2015 12:00
debata (28)
V roku 1927 na konferencii v Solvay. Foto: Flickr/Harsten
Solvay, Einstein, konferencia V roku 1927 na konferencii v Solvay.

Albert Einstein sa narodil v roku 1879 v nemeckom Ulme v tieni najvyššej kostolnej veže na svete. Mesto na Dunaji ako sedemročný opustil, aby v Mníchove začal svoju akademickú i husľovú kariéru. Na hodiny huslí chodil až do trinástich rokov, teda zhruba do času, keď sa začal naplno venovať diferenciálnym a integrálnym počtom. Napriek jeho očividnému matematickému talentu sa mu nepodarilo dostať na polytechnickú vysokú školu ETH v Zürichu. Pokračoval teda na všeobecnej švajčiarskej škole v Aarau. Z tohto obdobia pochádza aj mýtus, že Einstein mal z matematiky päťku. V skutočnosti mal z matematiky, fyziky, geometrie a deskriptívnej geometrie samé šestky. To bola vo švajčiarskom systéme hodnotenia najlepšia známka. Prepadalo sa s jednotkami.

Nakoniec sa na vytúženú ETH dostal a napísal o tom: „Chcel by som sa stať učiteľom prírodných vied. Som zdatný v abstraktnom a matematickom myslení a chýba mi predstavivosť a praktické zručnosti.“ Učiteľom fyziky a matematiky sa stal v roku 1900, no mal problém získať učiteľské miesto aj keď oslovil rôzne univerzity. Podarilo sa mu však vyhnúť odvodu do švajčiarskej armády. Dôvod: ploché nohy a kŕčové žily.

Relatívny úradník

Po sérii dočasných učiteľských postov mu v kariére pomohol bývalý spolužiak Marcel Grossman, respektíve jeho otec. Odporučil ho riaditeľovi patentového úradu v Berne. Tam ho zamestnali ako „technického experta tretej triedy“. Po štyroch rokoch ho povýšili na technického experta druhej triedy. Nie je však zaujímavé, čo robil v práci, ale čo robil vo voľnom čase. Trávil ho prechádzkami a v hlave zostavoval teórie, ktoré mali zmeniť svet.

V tomto období napísal neskutočné množstvo prác z oblasti teoretickej fyziky, a to bez blízkeho kontaktu s vedeckou obcou. Nakoniec v roku 1905 získal doktorát na Univerzite v Zürichu a prvá z troch štúdií z tohto roku sa zaoberala fenoménom, ktorý objavil Max Planck. Písal o svetelných kvantoch (teraz nazývaných fotóny) a ukázal, ako môžu byť použité na vysvetlenie takých javov, ako je fotoelektrický jav. Za túto prácu neskôr dostal Nobelovu cenu.

Druhú štúdiu dnes nazývame špeciálna teória relativity a hovorí, že rýchlosť svetla je rovnaká pre všetkých pozorovateľov. To znamená, že rýchlosť svetla je konštantná. Napríklad, keď človek blikne baterkou, svetlo z nej sa bude šíriť rýchlosťou svetla. Ak si s baterkou sadne do auta a opäť blikne baterkou smerom pred seba, svetlo sa bude opäť šíriť rýchlosťou svetla – rýchlosť auta sa k rýchlosti svetla nepripočíta.

Zo špeciálnej teórie relativity takisto vyplýva, že pohybujúce sa hodiny tikajú pomalšie vzhľadom na hodiny, ktoré sa nepohybujú. Dĺžka pohybujúceho sa telesa sa v smere pohybu skracuje a jeho hmotnosť sa zvyšuje. Nejde však o fyzikálne zmeny telesa, je to len dôsledok relatívností dvoch súčasností. Takisto platí, že človek, ktorý by letel rýchlosťou svetla, by starol oveľa pomalšie, ako človek, ktorý by sa premiestňoval konvenčnými rýchlosťami.

Einstein s manželkou v kraji Navahov a Apačov z... Foto: Flickr/Park Ranger
Albert Einstein Einstein s manželkou v kraji Navahov a Apačov z roku 1931.

Nie sú to jednoduché veci na pochopenie, lebo nekorešpondujú s našou každodennou skúsenosťou. A s Einsteinovou najdôležitejšou prácou – všeobecnou teóriou relativity – je to ešte horšie. Relativite spočiatku nerozumeli ani mnohí vedci. Traduje sa, že známeho fyzika Arthura Eddingtona sa raz spýtali, či relativite skutočne rozumejú len traja ľudia. Eddington na to odpovedal: „Chcel by som vedieť, kto je ten tretí.“

Stručne sa dá povedať, že Einstein vo všeobecnej teórii relativity zaviedol nový spôsob nazerania na priestor a čas a oboje zlúčil do štvorrozmernej sústavy nazývanej časopriestor. Podľa tejto teórie je gravitačné pole zakrivením tohto časopriestoru. Experimentálne túto teóriu potvrdil v roku 1919 sir Charles Eddington pri zatmení Slnka, keď meral pozície okolitých hviezd a zistil, že v tesnom okolí slnečného disku boli polohy hviezd posunuté oproti bežným hodnotám. Pomocou experimentov sa vedci snažia túto teóriu potvrdiť alebo vyvrátiť ešte aj dnes.

Hektický život hviezdy

Zatmenie slnka zmenilo Einsteinovi život. Denník The London Times vyšiel s titulkom Revolúcia vo vede – Nová teória o vesmíre – Newton bol pokorený. Z Einsteina sa stala skutočná vedecká hviezda. Jeho prednášku chceli všetky popredné univerzity v Európe a v USA. Tam sa prvýkrát vybral v roku 1921. Jeho cieľom bolo získať prostriedky na založenie Hebrejskej univerzity v Jeruzaleme. Namiesto prosenia o peniaze dostal viacero významných vyznamenaní a musel dať niekoľko prednášok. V Princetone bola veľká prednášková sála doslova prepchatá ľuďmi, na čo Einstein rektorovi povedal: „Netušil som, že toľko Američanov sa zaujíma o analýzu tenzorov.“

Einsteinova sláva v roku 1921 vystrelila ešte strmšie nahor, lebo získal Nobelovu cenu, ktorú si ani neprišiel prevziať. Práve bol na prednáškovom turné v Japonsku. Čas na prevzatie ceny si našiel až v júli 1923. V tých rokoch precestoval celý svet. Navštívil aj Južnú Ameriku či Palestínu. Popri tom sa snažil prispieť k tvorbe kvantových teórií.

Hektický život si začal vyberať svoju daň. V roku 1927 sa na konferencii v Solvay zúčastnili mnohí poprední fyzici ako Niels Bohr, Planck, de Broglie, Schrödinger, Dirac či Heisenberg. Einstein však nevyzeral dobre. „Ledva niečo povedal. Mal len jednu jednoduchú námietku k interpretácii pravdepodobnosti a potom opäť stíchol,“ uviedol jeden zo zúčastnených. O niekoľko mesiacov neskôr Einstein skolaboval z prepracovanosti. Zotavoval sa takmer rok.

Vojna a mier

Do USA sa vrátil v roku 1932 a v Princetone mu ponúkli miesto profesora. Idea bola taká, že sedem mesiacov bude na univerzite v Berlíne a päť v Princetone. Einstein súhlasil a v decembri sa vrátil do Nemecka. O niekoľko mesiacov sa k moci dostali nacisti, Einstein odišiel a už sa do Berlína nevrátil.

Keď v roku 1933 Adolf Hitler získal moc, nenávisť k Einsteinovi ako k Židovi v Nemecku rýchlo rástla. Bol obvinený národno-socialistickým režimom z tvorenia „židovskej fyziky“ proti „nemeckej, árijskej fyzike“. Nacisti vrátane laureátov Nobelových cien Johanna Starka a Philippa Lenarda pokračovali v pokusoch zdiskreditovať jeho teórie a politicky zakázať tých nemeckých fyzikov, ktorí ich vyučovali.

Albert Einstein na portréte z roku 1947. Foto: Wikimedia
Albert Einstein Albert Einstein na portréte z roku 1947.

Einstein sa považoval za pacifistu. Raz povedal: „Verím, že Gándhího názory boli tie najosvietenejšie z názorov všetkých politikov našej doby. Mali by sme sa pokúšať robiť veci v jeho duchu: nepoužívať násilie v boji za našu vec a nezúčastniť sa ničoho, o čom si myslíme, že je zlé.“ Pôvodne síce podporoval konštrukciu atómovej bomby, aby zabezpečil, že Hitler ju nebude mať prvý. Dokonca poslal ešte pred vojnou 2. augusta 1939 list prezidentovi Franklinovi Rooseveltovi, v ktorom ho povzbudzuje spustiť program na vytvorenie jadrovej zbrane. Roosevelt potom vytvoril komisiu, ktorá mala vyšetriť, či možno urán použiť ako zbraň, ktorá bola neskôr nahradená projektom Manhattan.

Po vojne Einstein loboval za jadrové odzbrojenie a svetovú vládu: „Neviem, čím sa bude bojovať v tretej svetovej vojne, ale vo štvrtej to budú polená a kamene.“

V 50. rokoch protestoval aj proti inscenovaným politickým procesom v totalitnom Československu. Okrem iného sa snažil zabrániť justičným vraždám vtedajšieho režimu, v telegrame zaslanom v júni 1950 jeho predstaviteľovi Klementovi Gottwaldovi napísal: „Prosím Vás o nevykonanie rozsudku vyneseného nad Miladou Horákovou, Závišom Kalandrom, Oldřichom Peclom a Jánom Buchalom. Boli obeťami nacizmu, väzni nemeckých koncentračných táborov. Som hlboko presvedčený, že si zaslúžia žiť.“

Odchádzanie

V rámci výskumu sa v 40. a 50 rokoch Einstein venoval snahe zjednotiť fyzikálne zákony, čo nazýval Veľká zjednocujúca teória. Pokúšal sa vytvoriť model, ktorý by opisoval všetky sily ako rôzne prejavy jednej jedinej sily. Jeho snaha bola odsúdená na neúspech a tento problém dodnes nie je vyriešený. Len teraz sa mu hovorí teória všetkého alebo teória superstrún. „Zasekol som sa v beznádejných vedeckých problémoch,“ napísal vtedy Einstein.

V roku 1949 sa necítil dobre, pobyt v nemocnici ho postavil späť na nohy, no už v nasledujúcom roku spísal svoj testament. Vedecké práce odkázal Hebrejskej univerzite v Jeruzaleme. Keď v roku 1952 zomrel prvý izraelský prezident Chajim Wiezmann, izraelská vláda mu ponúkla prezidentské kreslo, ale Einstein odmietol.

Týždeň pred smrťou ešte podpísal posledný list. Bol to list filozofovi, spisovateľovi a matematikovi Bertrandovi Russellovi, v ktorom uvádza, že jeho meno by malo byť uvedené pod manifestom, ktorý volal po jadrovom odzbrojení. Jedny zo svojich posledných myšlienok teda venoval medzinárodnému mi­eru.

Albert Einstein bol spopolnený v krematóriu v Trentone v štáte New Jersey 18. apríla o štvrtej popoludní. Teda ešte v deň smrti. Jeho popol bol rozptýlený na utajenom mieste.

Einsteinov mozog sa večného odpočinku nedočkal

Čo sa stalo s mozgom Alberta Einsteina? Geniálny vedec nechcel, aby sa jeho mozog skúmal. Naopak, zanechal presné inštrukcie, že jeho telo má byť okamžite spopolnené a popol rozptýlený vo vetre na neznámom mieste. Chcel tak predísť posmrtnému uctievaniu. Patológ Thomas Stoltz Harvey z Princetonskej nemocnice však na to nehľadel. Krátko po Einsteinovej smrti telo previezol do svojho laboratória, mozog vybral a telo vrátil vedcovej rodine bez jediného slova. Neskôr presvedčil Einsteinovho syna, že to urobil v mene vedy. Podľa neho cytoarchitektonika mozgu mohla vydať dôležité zistenia o tom, čo robilo Einsteina takým geniálnym fyzikom.

Harvey za zatvorenými dverami napustil mozog 50-percentným formaldehydom a neporušený ho vložil do 10-percentného formaldehydového roztoku. Odfotografoval ho z mnohých uhlov a potom rozsekal na približne 240 kúskov vo veľkosti kocky cukru. Dokonca vybral aj Einsteinove oči a dal ich Henrymu Abramsovi, Einsteinovmu oftalmológovi. Ďalších 40 rokov si kúsky mozgu ponechal, skúmal ich, fotil ich a niektoré kusy poslal iným patológom, ktorí boli podľa neho hodní toho, aby sa na Einsteinov mozog mohli pozrieť.

Čo sa teda podarilo o geniálnom mozgu zistiť? Veľa toho nebolo. Samotný Harvey na ňom nezistil nič špeciálne, ale ďalšie analýzy v roku 1999 vykonané tímom na McMasterovej univerzite odhalili, že jedna časť mozgu Einsteinovi chýbala a kvôli kompenzácii bol Einsteinov temenný lalok o 15 percent väčší ako obyčajne býva. Táto oblasť mozgu je zodpovedná za matematické myslenie, vizuálne a priestorové vnímanie a predstavy pohybu. Vedci z Kalifornskej univerzity v Berkley zase tvrdia, že Einstein mal viac gliových buniek v pomere k neurónom, ako je bežné.

Gliové bunky sú podporné nervové bunky. Spolu s neurónmi tvoria nervové tkanivo. Okrem podpornej majú aj vyživovaciu, regeneračnú a ochrannú funkciu. Sú hlavnou zložkou bielej hmoty mozgu a miechy a predstavujú až 90 percent všetkých buniek nervového systému.

V roku 2010 Harveyho potomkovia odovzdali všetky kúsky mozgu a fotografie Národnému múzeu zdravia a medicíny. Pred dvoma rokmi získalo Mütterovo múzeum vo Filadelfii 46 malých kúskov mozgu, ktoré sú teraz súčasťou stálej výstavy.

© Autorské práva vyhradené

28 debata chyba
Viac na túto tému: #veda #fyzika #Nobelova cena za fyziku #Albert Einstein