Proč miluju teorii relativity a ne Avengers

Někteří si asi všimli, že blogy píšu často o kvantové mechanice či teorii relativity, speciálně o té speciální :-). A proč ne o obecné teorii relativity, řeknete si? Řekněme, že je to "psychická deprivace z dětství". :-)

Jsem takový hltač novinek a tajemství, ostatně asi jako každý normální člověk. A u mě je tento "pud" asi ještě mnohem více rozvinutý. :-( Jsem prostě zvědavej. Ale bohužel mi matka Příroda dala do vínku i to, že jsem šťoura, furt věci v hlavě obracím zleva, zprava a hledám chyby, kritizuju. Tak moc nemůžu třeba koukat na Avengers a podobné filmy, neboť jako nereálné pohádky mě nezaujmou, a přemůžu se leda kvůli dětem. :-) Snad jediná sci-fi, která mou kritikou projde, je první Vetřelec.

Asi někdy ve 12 mě pomalu přestávaly bavit verneovky a KOD (Knihy Odvahy a Dobrodružství), kde vycházel Vinnetou, Lovec jelenů apod. (viz obrázek níže). Jako nerd jsem hledal něco obtížnějšího, co by pro mě nebylo průhledné na první pohled a bylo to pořád tajemstvím. Zřejmě náhodu jsem narazil na populární knihy o fyzice, specifičtěji o atomové fyzice, kvantové mechanice a teorii relativity. Obecná teorie relativity byla pro mě v té době příliš těžká se svými tenzory, a taky jsem asi nenarazil na žádnou opravdu skvělou popularizační knihu o ní. Existuje vůbec taková kniha i dnes? Něco ve stylu Pana Tompkinse v říši divů od George Gamowa, který krásně, skoro dětsky, vysvětluje speciální teorii relativity? Myslím, že neexistuje. :-(

Na speciální teorii relativity mé znalosti středoškolské matematiky v podstatě stačily (ono na mnoho stačí ve "speciálce" pouhá Pythagorova věta). Ne že bych speciálku hned pochopil, ale byl to takový ideální mix pochopení a nepochopení, který člověka hodně motivuje. Kvantová mechanika a obecná relativita byly na mě už trochu moc, v té době, to bylo spíše jen nepochopení.

Taky si uvědomme, že speciální teorie relativity (STR)má v sobě ty logicky, fyzikálně a filosoficky nejzásadnější změny: pružnost času a prostoru, "zmatek" / nejednoznačnost v chápání současnosti (vysvětleno zde) ve srovnání s obvyklou intuitivní představou, že je stejné "teď" všude a pro všechny pozorovatele. Obecná teorie relativity (OTR) jen přidává, že je prostor a čas (prostoročas) deformovaný na různých místech a v různých chvílích různě, ale základní ideu "pružnosti" času a prostoru nemění. Výsledky OTR jde asi lépe pochopit, například to, že se vesmír rozpíná, či že černá díra je jakási vesmírná výlevka. Podobné jevy totiž známe z našeho běžného života (rozpínání balónku a výlevka ve vaně).. Ale dilatace času či kontrakce délky.... copak se to dá s něčím na Zemi srovnat?

Ono se asi trochu dá, jak ukazuje níže uvedená přednáška, ale protože mnoho odborníků má "posvátnou" idealistickou úctu před pojmy čas a prostor (prostoročas) a nechtějí je většinou chápat materialisticky (což je problém, který do fyziky zatáhla matematika). Pak analogie z běžného života ani nehledají a těší se z nepochopitelnosti STR, na kterou si už zvykli a skrývají se za graf Minkowského prostoročasu. :-) Za pochopení bych považoval hlubší fyzikální vysvětlení mechanismu, který relativistické efekty vytváří, ne jen jejich popis ve zmíněném matematické modelu. Byla by to třeba odpověď na otázku, proč je prostoročas hyperbolický a jestli je prostoročas "supra-tekutina".

No, nešťourejme?se v tom do hloubky, jen si řekněme, že STR je současně velmi prostá, jakoby průhledná, jednoduchá a zároveň nepochopitelná, záhadná. Skoro doufám, že ji nikdo do konce mého života hlouběji nevysvětlí, abych tak nepřišel o tuto poutavou záhadu. :-)

Druhá věc, která mě na STR fascinuje stále, je osoba Alberta Einsteina. Chápu, že OTR je jeho vrcholné dílo, na které se nadřel hodně let. Ale co mě hodně bere je právě ta přímočarost, drzost a lehkost mládí (bylo mu 25 let, když STR publikoval), se kterou ji "vykreslil". To ocení ten, kdo zná historii vzniku STR a ví, jak pracně a složitě se o ni pokoušeli mnozí jiní, přitom geniální fyzici, jak se zastavili na banálním problému, který Einstein jedním elegantním krokem překonal. Lorentz třeba nebyl schopen připustit, že dilatace času a kontrakce délky jsou reálné fyzikální efekty. Einstein to vzal jako samozřejmost.

Einstein prostě uměl vystihnout to podstatné a nezabývat se složitostmi, které nebyly potřeba k pochopení toho hlavního. Dokázal skloubit skoro dětskou hravost s přesně uvažujícím přístupem. Když čtete prvních pár stran jeho článku "K elektrodynamice pohybujících se těles", kterým světu STR představil, zjistíte, že tam není žádná matematika, přesto má uvažování o hodinách a délkách vpravdě matematickou přesnost a současně filosofickou a fyzikální hloubku. Jsem ateistický pes, ale kdybych měl připustit existenci boha, pak bych ji připustil právě v prvních stránkách tohoto článku z roku 1905.

Mimochodem, Einstein byl nucen pro ten článek aplikovat "logiku" elektromagnetického pole na pevná tělesa, což se zdá dnes pochopitelné, když víme, že tělesa jsou z atomů, atomy se navenek interagují elektrony, které interagují právě pomocí elektromagnetického pole. V roce 1905 tohle ale nikdo nechápal, neboť byť jen pouhou existenci atomů dokázal právě Einstein v témže roce a nikdo netušil, že se v atomech skrývají elektrony. Ani tady neměl žádný mentální blok.

Albert na mě udělal takový dojem, že jsem si na něj vzpomněl i při narození prvního syna a pojmenoval jsem ho také Albert. (Trochu mi to připomíná komunistické fanatiky, kteří v Rusku houfně dávali svým dětem křestní jméno Iljič nebo Niněl, což je vlastně obráceně Lenin.) Můj synáček měl ale štěstí, že když se dostával do puberty, vyhrával ve sjezdovém lyžování Alberto Tomba, takže na něj nepokřikovali Einsteine, ale jen Alberto.

Věnováno Darje.