Laser je na světě již více než padesát let a je zcela nepostradatelnou součástí našeho světa. A nemluvíme tu jen o laserových ukazovátkách nebo odrážení paprsku od zrcadla na Měsíci. Laserové paprsky pomáhají se čtením čárových kódů i s přenosem internetových dat optickými kabely.
Charles Townes (1915 - 2015) Americký fyzik Charles Hard Townes, spoluvynálezce laseru, zemřel v 99 letech. Na snímku z března 2005 ve svých 89 letech. |
Vynález laseru lze přitom celkem přesně vystopovat k jednomu slunečnému dni ve Washingtonu počátkem 50. let. Mladý rodák z Greenvillu v Jižní Karolíně Charles Townes tehdy působil na Columbia University v New Yorku, ale jakožto předseda speciální komise cestoval po dalších věhlasných laboratořích: „Hledali jsme způsob, jak spolehlivě generovat krátké vlny,“ vzpomínal o půl století později. „A pořád jsme na to nemohli přijít. A já se šel projít do parku, byl krásný den, kytky kvetly, slunce svítilo. Probíral jsem v hlavě všechno, co jsme zkusili a co nefungovalo.“
Tehdy jej prý napadl způsob, jak využít molekuly ke generování té správné vlnové délky. „Bylo to vzrušující. Šel jsem zpátky na hotel, na pokoji se mnou byl Arthur Schawlow, můj kolega. Říkal, že to zní dobře.“ Po návratu na alma mater Townes zadal svůj nápad studentovi a tomu se nakonec jeho řešení povedlo uvést do praxe.
Townesova ilustrace čpavkového maseru: molekuly opouštějí zásobník vpravo a jsou selektivně zaváděny (směřovány) do komory, kde vznikne oscilující elektromagnetické pole a dojde k emisi mikrovlnného záření.
Když na okamžik v parku vzpomínal s odstupem, přirovnává jej k tomu, když Bůh mluvil k Mojžíšovi skrze hořící keř: „Bylo to jako zjevení.“
Od maseru k laseru. Deset let vynalézání a 30 let právničení
V roce 1953 postavil Townes se svými kolegy první čpavkový maser (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation mikrovlnný předchůdce laseru), a předběhl tak sovětský tým Nikolaje Basova a Alexandera Prochorova, kteří pracovali na podobném problému.
Američané pod vedením Townese pak získali další akademické prvenství, když navrhli konstrukci optického maseru, tedy laseru vyzařujícího viditelné světlo.
Debata o tom, kdo skutečně vynalezl laser, jeden z nejvýraznějších vynálezů 20. století, se táhla dalších 30 let. Townesův doktorand Gordon Gould se soudil o patenty na laser s Bellovými laboratořemi až do roku 1987, kdy došlo k mimosoudnímu vyrovnání.
Nové myšlenky jsou přijímány s nedůvěrou
Ve světě, který je navždy proměněný tisícem a jedním využitím laserových paprsků, je těžké si představit, jak podivná a „zbytečná“ myšlenka to byla krátce po druhé světové válce, kdy byl kontinuální směřovaný tok fotonů jen teoretickou záležitostí. „Lidé mnohým novým myšlenkám nevěří. Když jsou nové, lidé si myslí, že to zkrátka nebude fungovat,“ vzpomíná Townes. Když pracoval na laseru, přišli k němu dva velmi slavní kolegové, jeden z nich dokonce držitel Nobelovy ceny, kterou tehdy Townes ještě neměl. „Zavolal si mě a řekl mi: Charlie, to nebude fungovat. Plýtváte peníze univerzity a měli byste přestat.“
Interview s Charlesem Townesem z roku 2001 (celé na NobelPrize.org)
Do jisté míry je tak Townesův příběh i oslavou tzv. definitivy (anglicky tenure), tedy pozice na amerických univerzitách, ze které profesor nemůže být propuštěn. „Nemohli mě vyhodit. Tak jim říkám, že myslím, že to fungovat bude,“ usmívá se Townes, který byl prý tehdy za blázna.
Nobelova cena za fyziku, 1964Cena byla v roce 1964 rozdělena. Poloviční podíl získal Charles Hard Townes, druhou polovinu sdílelo sovětské duo Basov a Prokhorov, a to za „přínosy na poli kvantové elektroniky, které vedly ke konstrukci oscilátorů a zesilovačů na principu maseru a laseru“. |
„Tři měsíce poté jsme laser zprovoznili,“ vzpomíná Townes již z pozice držitele Nobelovy ceny za fyziku z roku 1964. „A jeden z těch kolegů se mi pak omluvil: Asi o tom opravdu víš víc než já.“
Ale vědomosti údajně nebyly to první, co se vybaví lidem, kteří Charlese Townsena osobně potkali. Kolegové na něj vzpomínají jako na „pravého jižanského gentlemana a nesmírně milého člověka“. U laserů různých užití a forem zůstal, ať pracoval na Columbia University, v Bell Labs, pro MIT, nebo později pro NASA. Z pozdější etapy jeho kariéry také pochází jeho přínos astrofyzice a astronomii: objev a popis černé díry, která je v centru naší galaxie (Nature, 1985).
„Věda a víra spolu spolupracují a konvergují k sobě“
Charles Townes posbíral za svůj život desítky ocenění, včetně medailí, čestných doktorátů a státních ocenění. Unikátní je především získání Templetonovy ceny v roce 2005 za „přínos k výzkumu spirituality“. Tomuto prestižnímu ocenění se přezdívá „duchovní nobelovka“ a Townes ji získal za svůj celoživotní přínos pro sbližování vědy a víry.
„Lidé si to často neuvědomují, ale také věda zahrnuje určitý stupeň víry,“ uvedl tehdy Townes. „Nic v přírodních vědách není dokázáno absolutně. A jak ve vědě, tak ve víře je možné dosáhnout nádherných výsledků skrze pozorování, důkladné rozvažování, důvěru a logiku.“
Konvergence vědy a náboženství, 1966
Townes byl věřící už během svých studií (bakalářský titul získal v 19 letech), a během vědecké kariéry byl prý kvůli víře často „vystrkován“. V roce 1965, tedy již jako držitel Nobelovy ceny a děkan na MIT, publikoval v časopise THINK esej „Konvergence vědy a náboženství“ (PDF). Zabývá se v ní historickým vývojem vědy (především fyziky) a ukazuje na konkrétních příkladech důležitost „otevřené mysli“, což mimo jiné znamená nebrat vědu jako univerzální a jediný pohled na svět.
„Víra bez důkazu se často uvádí jako hlavní rozdíl mezi vědou a náboženstvím, ale přitom i věda potřebuje takovou víru. Vědec nemůže bez víry ani začít, musí mít víru v to, že ve vesmíru je poznatelný řád a že jeho (vědcova) mysl má šanci tento řád pochopit,“ píše Townes (podobný argument použil i matematik John Lennox v našem rozhovoru). Připomíná v této souvislosti citát připisovaný Konstantinovi: „Věřím, abych mohl poznat.“ Pokud lidé chtějí rozšířit své poznání, nesmějí podle Townese ignorovat ani vědu, ani víru, protože obě se snaží o poznání pravdy, o které jde především.
A jak se má vědec vypořádat se situací, kdy má náboženství tendenci omezovat rozsah vědeckého poznání? „Moje odpověď je taková: Prozkoumejme vše, co prozkoumat můžeme,“ řekl Townes v rozhovoru z roku 2005. „Měli bychom o všem přemýšlet, vše prozkoumat, o všem pochybovat. To je něco, co je na lidech jedinečné a co nám umožňuje toho tolik dokázat.“
Oprava: V původním článku byl překlep v Townesově rodišti, omlouváme se.
