Kdo byl dle Alberta Einsteina 'Největší myslí americké historie'?

Na otázku, kdo dle Alberta Einsteina byla největší mysl americké historie, čtenáře těžko napadne správná odpověď. A to ani při nabídnutí legendy k tajence, že se narodila 11. února. Ne, Tomáše Alvu Edisona Einstein na mysli neměl.

Mezi jmény, která se podílela na formování klasické a/nebo statistické termodynamiky - jako Carnot, Clausius, lord Kelvin, von Helmholtz, Maxwell, Boltzmann, Gibbs, van't Hoff, Planck, Nernst, Einstein - onu spojku a asi nejlépe ilustruje Josiah Willard Gibbs. Jeho podíl sumarizoval R. A. Millikan, nositel Nobelovy ceny za změření náboje elektronu, takto: Gibbs vykonal pro statistickou mechaniku a termodynamiku to, co Laplace učinil pro mechaniku nebeskou a Maxwell pro elektrodynamiku, totiž vytvořil pro svůj obor téměř dokončenou teoretickou strukturou. A Albert Einstein jej v polovině dvacátých let přímo označil za největší mysl americké historie. Po dvou desetiletích to vpodstatě zopakoval v odpovědi na otázku, kteří byli největší myslitelé, které znal. Tehdy uvedl Lorentze s dodatkem, že se nikdy nesetkal s Gibbsem, jinak by ho asi zařadil vedle Lorentze. Holandský fyzik Hendrik Lorentz zavedl po něm nazvanou transformaci, která figuruje v teorii relativity. Einstein se i sám též obíral rozvojem statistické mechaniky. Např. ještě před vznikem kvantové mechaniky (pouze s pomocí Planckovy kvantové hypotézy) už v r. 1907 vysvětlil pozorované chování specifického tepla krystalických látek odchylujícího se od pravidla Dulonga and Petita. Nicméně ve vztahu ke svým ranným příspěvkům statistické mechanice Einstein sám uznával superioritu přínosu Gibbse.

Gibbs spatřil světlo světa v r. 1839 ve městě New Haven v americkém Connecticutu. Jeho otec, taktéž Josiah Willard, byl profesorem posvátných textů na tamní Yaleově univerzitě, založené v r. 1701 (v názvu je zvěčněn její významný mecenáš Elihu Yale). V r. 1863 tam mladý Gibbs získává titul PhD, jmenovitě v technických vědách, a to za práci o ozubených soukolích. V té době také získal patent na brzdy železničních vagónů. V r. 1866 vyráží na studijní cestu do Evropy, se svými dvěma sestrami, a pobývá na univerzitách v Paříži, Berlíně a Heidelbergu, kde se setkává např. s přírodovědci Kirchoffem, von Helmholtzem a Bunsenem. V r. 1869 se Gibbs navrátil na Yaleovu univerzitu, kde byl po dvou letech jmenován profesorem matematické fyziky (ač zatím ještě nepublikoval žádnou práci). Univerzita mu sice nevyplácela žádnou gáži, ale to nebylo kritické vzhledem k dědictví po otci. Změnilo se to až v r. 1880, kdy Univerzita Johnse Hopkinse v Baltimore mu nabídla honorovanou pozici, což Yaleovu univerzitu konečně přimělo k vyměření Gibbsova platu [v dnešních (2018) US $ se jednalo o cca 4100 $ měsíčně, Baltimore nabízel 6150 $ měsíčně]. 

Mezitím Gibbs v r. 1873 publikuje svou prvou termodynamickou práci - o fázových diagramech. V práci následující už zavádí termodynamickou veličinu, dnes nazývanou Gibbsova volná energie, umožňující popis rovnováhy v systémech s konstantní teplotou a tlakem. A pak v letech 1875 a 1878 vychází ve dvou částech první z jeho dvou monumentálních děl, nazvané 'O rovnováze heterogenních soustav', s rozsahem nějakých 300 stran, kterým vytvořil základ pro fyzikální i chemické rovnováhy. Protože jeho práce obsahovaly velké množství vzorců, nadto s řeckými symboly, s výhodou je zveřejňoval v médiu místní učené společnosti Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences. Jeho editorem byl totiž Gibbsův švagr, jinak filolog a univerzitní knihovník, a též choť sestry Julie. Jednalo se ovšem o bibliofilskou zřídkavost, což Gibbs překonával tím, že sám své reprinty rozesílal potenciálním zájemcům. Později ovšem došlo na překlady v důsledku zájmu evropských kolegů, o což se do němčiny (1892) zasloužil W. Ostwald a do frančtiny (1899) H. Le Chatelier. Nicméně, nadto ale byly Gibbsovy práce též psány velmi kondensovaným způsobem. V reakci na ten styl mu lord Rayleigh, pozdější Nobelista za objev argonu, odepsal, že by měl publikovat srozumitelnějším způsobem, neb jinak je jeho text příliš zhuštěný pro většinu, možná i pro všechny jeho čtenáře. Lord Kelvin šel ještě dále, když v dopise řečenému lordu Rayleighovi se historicky mýlí úsudkem, že v Gibbsovi nevidí žádný užitek pro chemii či termodynamiku. Zatímco Gibbs se setkával jen s prostým neporozuměním, např. jeho součastník Ludwig Boltzmann, obírající se blízkými problémy, byl přímo odmítán. Jeho kritici v kontinentální Evropě totiž nevěřili samé existenci atomů a molekul*. V tom směru k hlavním odpíračům patřil Ernst Mach (před návratem do Vídně působil v letech 1867-95 v Praze; rektor UK 1879/80, rektor německé UK 1883/4). U nás na Gibbse navazoval František Wald, první profesor metalurgie a fyzikální chemie na dnešní VŠCHT, resp. dnešním ČVUT [spis Chemie fasí (čti fází) z r. 1918]; s Gibbsem byl i v korespondenčním kontaktu.

Leč Gibbsův zájem se už přesunul nejprve v osmdesátých letech 19. století k elektromagnetické teorii, a k budování vektorového počtu. A pak v letech devadesátých se obloukem vrací k termodynamice, navazuje na skotského fyzika J. C. Maxwella i rakouského L. Boltzmanna a systematicky buduje statistickou mechaniku (kterýžto název ostatně sám zavedl). V roce 1902, rok před Gibbsovou smrtí, vychází jeho druhé monumentální dílo: 'Základní principy statistické mechaniky rozvinuté se zvláštním zřetelem na racionální základy termodynamiky'. 

Gibbs vedl skromný a poklidný život, po návratu z Evropy již prakticky neopustil New Haven a žil v rodném domě. Sam se nikdy neoženil, a tak žil ve společné domácnosti se svou neprovdanou sestrou Annou, druhou sestrou Julií a jejím manželem. Jeho 180. výročí narození připadá na dnešní 11. únor.

Shodou okolností, v důsledku iniciativy UNESCO z r. 2015 připadá na 11. únor i Mezinárodní den žen a dívek ve vědě. Pochopitelně mne prvně napadlo, že to datum má nějakou vazbu k Marii Curie, ale kupodivu jsem žádné takové spojení nenašel. Jiné vysvětlení je, že to datum prostě ještě bylo volné - žádný mezinárodní den UNESCO či OSN skutečně dosud na ten 11. únor jinak nepřipadal. Jinak alespoň v rámci USA se 11.2. slaví Den vynálezců (tedy korektně Den vynálezkyň a vynálezců), neb 11.2.1847 se narodil Thomas Alva Edison. Ve srovnání s ním je Gibbs, dle Einsteina 'největší mysl americké historie', v širší veřejnosti prakticky neznám. O důvod více zveřejnit právě dnes tento článek, a to ausgerechnet v 19:02:11 (v odkazu na datum 2019-02-11).

Foto u perexu: Medaile Willarda Gibbse udělovaná Chicagskou sekcí Americké chemické společnosti [sekce v této souvislosti uvádí, že Gibbs: 'Je mnohými považován za jediného v Americe narozeného učence, jehož objevy jsou svou podstatou tak fundamentální jako ty, co učinil Newton či Galileo'.]

____________
*Tomuto mylnému názorovému hnutí se říkalo empiriokriticismus. Jeho ústup začal poté, co sir Joseph John Thomson (Nobelova cena 1906) v r. 1897 identifikoval elektron a Jean Baptiste Perrin (Nobelova cena 1926) v r. 1908 v experimentech potvrdil molekulární povahu Brownova pohybu. E. Mach sám odmítání reálné existence atomů neopustil; po odchodu z vídeňské univerzity se tento rodák z brněnského předměstí ještě stal členem horní komory c.k. parlamentu (zemřel 1916; jeho jméno je zachováno v jednotce relativní rychlosti). Jiný původně významný stoupenec machismu, Friedrich Wilhelm Ostwald (Nobelova cena 1909) naopak od něj podle vlivem experimentalních pozorování ustoupil. Pro L. Boltzmanna však tento vývoj - co mu dal za pravdu - přišel už pozdě (pod vlivem deprese spáchal sebevraždu v r. 1906; jeho jméno je např. zachováno v Boltzmannově konstantě).

~~~~~~~~~~~~
PostScript: Toto P.S. sem sice patří, byť znamená drsný propad z ušlechtilých výšin precisní vědy gentlemana Gibbse do temných suterénů české akademické provinční hniloby a neumětelství. Navíc se o tom jinak ještě pořád nesmí mluvit (a taky se  kvůli tomu na některých institucích sleduje email) .....
Leč - in media res.
V osmdesátých letech se v Praze zrodila jistá chemická koncepce, která byla autory rozvíjena v řadě prací, začaly na ně navazovat práce jiných autorů, chystaly se velké sumarizující články, proslovovaly 'objevné' přednášky. Leč byl to celé jen nesmysl založený na učebnicových neznalostech, a to ausgerechnet výsledků J. W. Gibbse. Věc jsem korektně opravil, opublikoval v cizině a chtěl ještě připravit čtivější článek pro americký časopis Journal of Chemical Education (Časopis chemického vzdělávání), a to do jejich série Textbook Errors (dodnes to mimochodem je první takový příspěvek z bývalé Východní Evropy). A zrovna se blížilo 150. výročí Gibbsova narození. A protože to instruktivně ukazovalo, že i po více jak stu letech mají mnozí dál s pochopením Gibbsových výsledků o rovnováze stejné potíže jako měli řečení lordové Kelvin a Rayleigh, tak jsem se rozhodl článek právě tomu výročí i věnovat. Nedocenil jsem však ješitnost autorů té popletené koncepce, tedy hlavně senior-autora (ačkoliv by mi spíš měli poděkovat, že jsem korektně a decentně opravil ten jejich Czech-made nesmysl). A tak článek již nemohl být odeslán, neb před létem 1988 ten senior-autor chybné koncepce situaci psychicky neunesl - a prachsprostě udal moci mou osobní korespondenci s emigrantem. Tedy, šlo mu nadto také o protekci z nejvyšších míst kvůli jedné cestě přes Atlantik, a tehdejší moc ovšem právě takováto udání oceňovala. Mně naopak zakázala kontakty do ciziny, takže bylo nemožné článek včas odeslat. A tak mohl vyjít až v r. 1991. Je to pochopitelně čistě odborný text; z širšího hlediska je zajímavá poznámka pod čarou na prvé straně:
https://www.box.com/s/2senw8zbl3es6jrdidtm
https://www.box.com/s/1pm86gce74x62s2smht3
'Původně byl článek zamýšlen pro věnování 150. výročí narození Josiah Willarda Gibbse (1839-1903). Ačkoliv byl článek v r. 1988 hotov, nemohl už být zavčas odeslán, neb autorovy mezinárodní kontakty byly na dva roky obstaveny tehdejší místní úřední mocí.'

~~~~~~~~~~~~
[hniloba@AVCR  neboli  Akademická špína v krystalicky čisté formě:  Část XII.]
XI. díl seriálu: https://zdenekslanina.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=628597
XIII. díl seriálu: https://zdenekslanina.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=693139

This work is licensed under CC BY-NC-ND 4.0