Niels Bohr známý a neznámý

Filip Grygar

O dánském vědci a jeho myšlení pojednává kniha Filipa Grygara. Byla oceněna jako nejlepší česká původní vědecká práce roku 2014 Hlávkovou cenou. Bohr byl vědec, jak má být. Bylo mu například jasné, že fyzika není žádný jizdní řád přírody, ale pouze to, co dokážeme slovy o přírodě momentálně říct. Tedy - je velmi pravděpodobné, že nás čekají další a další koperníkovsky šokující objevy, kdy budeme muset začít myslet jinak, než jsme zatím mysleli.

Niels Bohr známý a neznámý

Dánský vědec a myslitel Niels Henrik David Bohr (7. 10. 1885 – 18. 11. 1962) byl nositelem Nobelovy ceny za fyziku a řady mezinárodních ocenění. Svými ko­legy i žáky byl nazýván „otcem“ či „papežem kvantové fyziky“. Byl tvůrcem revolučního modelu atomu vodíku z roku 1913, díky němuž přispěl rozhodujícím dílem ke zrození kvantové teorie nebo k vysvětlení periodického zákona chemických vlastností prvků.

Nadto se v roce 1913 podílel na zprůhlednění dalších jevů a problémů, pře­devším otázky konstituce molekul, problematiky radioaktivity, magnetismu, optiky atd. Současně však poukazoval i na to, že jeho závěry týkající se atomové struktury byly často pouhé dohady a hrubá přiblížení, což podle něj nebylo filosoficky správně.

Nejnověji se o Bohrovi mohla česká veřejnost dozvědět prostřednictvím oceňované divadelní hry Michaela Frayna (*1933) „Kodaň“ z roku 1998, jež pojednává o nešťastné týdenní návštěvě Bohrova žáka a přítele Wernera Heisenberga (1901–1976) v okupované Kodani v září roku 1941. Ve hře si Frayn polo­žil řadu přímých i nepřímých otázek: co se tenkrát přesně stalo, proč Heisenberg vlastně přijel? Byl z Německa vyslán jako agent, aby něco vyzvěděl od Bohra o stavu jaderného výzkumu u spojenců? Nebo se chtěl zeptat svého mentora, zda mají fyzici na obou stranách morální právo podílet se na sestrojení atomové zbraně? Chtěl Heisenberg zdůraznit, že Německo válku vyhraje (neúspěšné obléhání Leningradu začínalo teprve v době Heisenbergovy návštěvy), a snažil se Bohra a jiné dánské vědce přesvědčit, aby přestali bojkotovat spolupráci s Německem? Co si tehdy v jednom zásadním rozhovoru oba vědci sdělili, nikdo jiný neslyšel. Nicméně vše skončilo velmi záhy strohým Boh­rovým ukončením rozhovoru a rozloučením. Jejich vztahy po válce už proto nikdy nebyly tak přátelské jako dřív.

Hra ovšem rozpoutala nejen nebývalý zájem u laické veřejnosti po celém světě, ale rovněž emotivní a rozporuplné reakce ze strany historiků a filosofů vědy, Bohrovy a Heisenbergovy rodiny, německých a dánských pamětníků nebo též odborníků, kteří velmi dobře oba vědce znali. O hře a historickém setkání Bohra s Heisenbergem proběhly konference, k práci německých vědců na uranovém projektu a k tomuto konkrétnímu tématu byly také zpřístupněny nové překvapující archivní materiály (například v roce 2002 Bohrovy neodeslané dopisy Heisenbergovi nebo v roce 2004 reporty mapující každodenní práci německých fyziků na uranovém výzkumu) a Frayn byl nucen svoji pů­vodní verzi upravit. Všechny tyto události, od sepsání hry Kodaň až po nejnovější archivní dokumenty, reflektoval v roce 2005 sborník odborných textů; přesto diskuse na uvedené, stále citlivé téma neberou konce.

Mohli bychom nabýt dojmu, že Bohr byl fyzik, a pokud jeho dílo zasahuje do dalších domén, jde v porovnání s přínosem k fyzice o méně podstatné oblasti. Tato kniha by chtěla naopak zdůraznit význam i oné další dimenze Bohrova příspěvku k intelektuálním dějinám.

Zaměří se proto především na Bohrův fenomenální způsob myšlení a pro­po­jo­vání různorodých východisek, která na první pohled vůbec nejdou dohromady. Jeho komplementární způsob uvažování dává velký prostor intuici a připouští různé motivace, s nimiž Bohr přistupoval k řešení svízelných problémů nejen v atomárním dění, ale také v obecně přírodovědných, humanitních a občanských otázkách. Jeho pohled totiž nebyl čistě přírodovědný, nýbrž i filosofický, psychologický a jazykový. Takováto komplementární pozice formovala Bohro­vu osobnost už od mládí, a byla rozhodující pro vytvoření nového modelu atomu, založení kvantové teorie a pro svébytné porozumění biologickým otázkám. Ne nadarmo Heisenberg poukazoval na to, že by kvantová teorie nevznikla bez filosofa a vědce v jedné osobě.

Bohrův model atomu a budoucí kvantová teorie, která jeho model ještě výrazně vylepšila, začaly nabízet řadu bizarních otázek, jež se později vyřešily jednoduše tím, že se přestaly řešit, neboť kvantová teorie funguje skvěle, a kvantovým mechanikům, inženýrům, uživatelům spotřební elektroniky, pro­vozovatelům atomových elektráren, výrobcům nanomateriálů nebo jaderných zbraní takový přístup stačí. Už v roce 1913 se Ernest Rutherford (1871–1937) ptal v jednom z dopisů Bohra, nejen proč jsou v atomu nějaké stacionární stavy či orbity, ale také proč si například jeden elektron z vyššího energetického stavu vybere pro přeskok právě tento konkrétní nižší stav a nikoli jiný. Jak elektron ví, jakou frekvencí bude vibrovat, když bude přeskakovat z jedno­ho ne­spojitého stavu do druhého? Ví snad elektron už předem, co udělá, a na kterém orbitu spočine (a nám o tom nic neřekne)? Albert Einstein (1879–1955) se v roce 1917 zase tázal, jak při atomární proměně konkrétní vyzářené světelné kvantum (později foton) ví, kterým směrem se bude ubírat? Erwin R. J. A. Schrö­dinger (1887–1961), jenž významně přispěl ke zdokonalení vysvětlení atomárního dění na základě spojité představy fungování přírody prostřednictvím vlnové mechaniky, pak v roce 1926 v domácnosti rodiny Bohrů už jen znechuceně konstatoval, že kvantové skoky jsou proklatou záležitostí. Navíc ho roztrpčovalo, že jeho vlastní rovnice, jak ho přesvědčoval Bohr a další kolegové, nepopisují vlnění hmotné, nýbrž pravděpodobnostní. Ovšem nejvýznamnějším Bohrovým odpůrcem během interpretací o spletitých kvantových problémech a o tom, co vůbec můžeme očekávat od vědeckého popisu přírody, zůstal celoživotně Einstein.

Odborná veřejnost zná Bohra zřejmě ještě prostřednictvím principu korespondence, který vyjadřuje nárok kvantové teorie být racionální generalizací klasické teorie. Bohrovou snahou bylo podržet klasické pojmy v kvantové teorii – navzdory jejich limitaci – a mimo jiné ukázat, že při přechodu od makroskopických jevů k atomárním přestávají platit předpoklady klasické mechaniky ve prospěch kvantové mechaniky a naopak. Patrně nejvýrazněji je Bohr v povědomí odborné veřejnosti zapsán jako protagonista a propagátor tzv. kodaňské interpretace kvantové teorie z roku 1927, v rámci níž představil svoji ideu komplementarity. Dále jsou známé Bohrovy příspěvky z třicátých let 20. století – teorie nukleárních reakcí, rozvinutí kapkového modelu jádra, teorie složeného jádra a jeho předválečný článek k mechanismu jaderného štěpení.

Jak už tomu často v dějinách vědeckých teorií a myšlení bývá, zavedené formální postupy, definice a pojmy jsou v učebnicích vytrhávány z původních textů významných vědců, a jejich originální myšlení nám pak nutně uniká; tyto útržky se nereflektovaně předávají z jedné generace na druhou – nejinak tomu je i s dílem Nielse Bohra. Při hlubším studiu totiž zjistíme, že například model atomu, argument korespondence, kodaňská interpretace (není zaměnitelná za Bohrovu filosofii vědy) nebo idea komplementarity (není principem a není odvozena z principu neurčitosti) jsou zatíženy řadou tradovaných desinterpretací a obsahují mnoho problémů, které si žádají řádné vyjasnění.

Je nutné dodat, že Bohr nebyl jen vědec a filosof, nýbrž i ředitel Univerzitního ústavu pro teoretickou fyziku (dále jen Bohrův nebo Fyzikální ústav), který musel řídit. Jeho manažerské schopnosti a propracovaná strategie financování mu umožnily založit Mekku kvantové fyziky v Kodani, centrum, do něhož se sjížděli začínající i renomovaní vědci z celého světa studovat, pracovat a filosofovat.

Bohr byl rovněž filantrop, který pomohl mnoha pronásledovaným židovským vědcům a jejich rodinám emigrovat ze zemí uchvácených nacismem i fašismem, a zajistit jim novou existenci. V roce 1943 se nacistické Německo rozhodlo zlikvidovat i dánské židovské obyvatelstvo. Těsně po svém riskantním útěku do Švédska v témže roce a před odletem do Anglie Bohr zalarmoval švédského krále i vládu, aby navzdory protestům nacistického Německa otevřeli hranice, informovali dánské obyvatelstvo rozhlasem a pomohli židovským uprchlíkům s převozem do neutrálního Švédska. Díky švédské vstřícnosti a dánskému hnutí odporu se takto i za pomoci Bohra podařilo zachránit několik tisíc židovských občanů před transportem do koncentračních táborů.

Po svém odjezdu z Anglie se Bohr přesunul do Spojených států, kde se ihned v Los Alamos zapojil do Projektu Manhattan pod jménem Nicholas Baker (tamní vědci ho přezdívali „strýček Nick“) a spolupracoval na sestrojení uranové a plutoniové bomby. Od počátku však upozorňoval na poválečný atomový věk a hrozbu závodů ve zbrojení, pokud nedojde v době války mezi spojenci ke sdílení vědeckých informací, a současně zdůrazňoval nutnost vytvoření nad­národního orgánu, který by jaderný výzkum kontroloval. Výsledkem Bohrova válečného působení je, kromě strategických rozhovorů s nejvyššími představi­teli spojenců a nesouhlasu se svržením atomových pum na japonské obyvatelstvo, tzv. koncepce Open World a poválečné zakládání takových mezinárodních vědeckých center, jakými jsou CERN nebo NORDITA.

Méně známou skutečností je prakticky jednostranně pozitivní vykreslení Bohrovy osobnosti ve vzpomínkách jeho žáků a významných vědců, včetně Einsteina, Rutherforda nebo Schrödingera; měl pověst skromného génia a laskavého člověka, nejednou se vyskytují přívlastky ještě bombastičtější, jako „polobůh“ či „bůh“. O Bohrově vědeckém, soukromém či občanském životě a jeho filosofii vědy se ve světě napsalo už mnoho odborné i populární literatury. V česky psané literatuře nebo českých překladech je Bohr neúměrně svému významu opomenut, což kontrastuje s jinak po právu populární osobností Alberta Einsteina. Žádný Bohrův spis ani fundovaná publikace u nás dosud nevyšla. V jeho archivu (Niels Bohr Archive – dále NBA) v Kodani je uložena řada knih o Bohrovi a překlady jeho textů do různých jazyků, například kompletní překlad sebraných spisů do čínštiny od profesora GeGe (1922–2007), avšak žádná česká publikace ani překlad mezi nimi není (s výjimkou několika mých příspěvků).

Filip Grygar, ukázka z přredmluvy knihy

23.6.2015