Nobelista Jerome Friedman: příroda je jednodušší, než si fyzici myslí

aktualizováno 
Z prvního kurzu fyziky, kam jsem chodil, vyhazovali i mnohem zkušenější studenty, říká Jerome Friedman. On se ovšem rozhodl, že dobrovolně neodejde a vydrží i špatné známky. A dotáhl to až k Nobelově ceně v oboru.

Jerome Friedman na přednášce v aule ostravské VŠB | foto: Honeywell

Člověk musí umět odpočívat, říká starý muž, když si rozvážně sedá na pohovku. Příštích pár dnů bude hektických, Jeroma Friedmana čeká v Ostravě kolotoč schůzek s novináři, učiteli i studenty (pozvala ho firma Honeywell v rámci svého dlouhodobého motivačního programu pro studenty vysokých škol). Pro muže ročníku 1930 to nemůže být nic samozřejmého, ale Friedman si nestěžuje: „Jsem zvyklý, důležité je umět se šetřit v pravou chvíli.“ Jeho životopis však naznačuje, že stejně dobře uměl v pravou chvíli zabrat.

Jerome Friedman

Narodil se 28.3. 1930 v americkém Chicagu, kde také vystudoval fyziku (jeho mentorem byl Enrico Fermi).

V roce 1990 získal Nobelovu cenu za fyziku - spolu s kolegy objevil vnitřní strukturu protonů.

Jerome Friedman

Jerome Friedman

Dnes působí jako emeritní profesor na MIT.

Friedman se narodil v rodině polských židovských imigrantů v Chicagu, a i když byl z poměrně chudého prostředí, díky stipendiím se úspěšně propracoval na tamní univerzitu v době, kdy její fyzikální katedra byla doslova světovou špičkou. Vypracoval na prvotřídního experimentátora v oboru částicové fyziky; ten v následujících desetiletích prožíval bouřlivý rozvoj a přinesl zcela zásadní změny v chápání a porozumění vesmíru.

USA tehdy byly hlavní světovou velmocí v tomto oboru (mnohem více než dnes, kdy je tahounem hlavně evropský CERN) a Friedman už čtyři roky po získání diplomu, tedy v roce 1960, začal pracovat na Massachusettském technologickém institutu (MIT) a už o pár let později se stal součástí týmu, který přinesl jeden z nejdůležitějších poznatků té doby. Jeho skupina pracovala v kalifornském středisku SLAC (Stanford Linear Accelerator Center).

V principu nebyl experiment vlastně nic těžko pochopitelného. Na urychlovači vědci ostřelovali těžké částice (protony či neutrony) svazek lehčích částic (elektronů) a sledovali, jak se odráží. Velmi podobným způsobem, jakým s použitím jiných, větších „projektilů“ a cílů objevil na začátku 20. století britský fyzik Ernest Rutherford existenci atomového jádra. Od té doby experimentální fyzici postupy dále vylepšovali a pracovali s čím dál většími energiemi, které jim umožnily překonat třeba odpudivou sílu kladných a záporných částic a pak při jejich srážkách pozorovat jejich „vnitřnosti“.

Na SLAC se přesně to povedlo. Zhruba mezi lety 1968 a 1970 se i díky úzké spolupráci s teoretiky skupině fyziků včetně Friedmana podařilo dost přesvědčivě dokázat, že protony v sobě obsahují malé pevné částečky, od kterých se přilétající elektrony odrážejí. Zhruba od druhé poloviny 70. let tak bylo celé fyzikální komunitě jasné, že protony (a také neutrony) se skládají z ještě menších částic, které dnes známe jako kvarky (v té době se používal i Feymanem navržený výraz „partony“). Zcela nepatrné kvarky dnes spolu s s elektrony považujeme za základní stavební kameny veškeré viditelné hmoty kolem nás.

SLAC byl několik let vlastně jediným experimentem schopným poskytovat podobná data, a tak tým pracoval velmi opatrně a metodicky, aby o jeho údajích nebylo mnoho pochybností. I díky tomu se podařilo na přelomu 60. a 70. let přesvědčit i teoretické fyziky, z nichž řada měla o stavbě částic jiné představy. Na Nobelovu cenu si musel sice Friedman trochu počkat, získal ji až v roce 1990 spolu s kolegy ze SLAC Henrym Kendallem a Richardem Taylorem, ale o přínosu jeho skupiny nebylo nikdy mnoho pochybností. Rozhovor s ním jsme přesto začali úplně z jiného než fyzikálního konce.

Máte za sebou hodně nezvyklé vzdělání: na univerzitu jste přišel studovat malířství a pak jste přešel na studium fyziky. Jak těžká ta změna byla?
Hodně, protože jsem neměl dobrou průpravu. Na střední škole jsem měl velmi málo matematiky, neměli jsme ani trigonometrii. Měl jsem to štěstí, že v době, kdy jsem tam studoval, byl na Chicagské univerzitě zvláštní systém, ve kterém studenti nejprve dva až čtyři roky docházeli na obecné kurzy a teprve poté se začali specializovat. Takže jsem měl dva roky všeobecného vzdělávání, kdy jsem si četl slavné romány, historické knihy, sociologické a společenské spisy. Bylo to skvělé a nikdy jsem toho nelitoval. Bylo to jedno z nejlepších období mého života.

Ale pak jsem přešel na magisterské studium a neměl jsem ani nutné základy. Což nebyl problém, přijímali tam každého. Na druhou stranu také ve velkém vyhazovali. Hlásila se tam spousta lidí, včetně už hotových absolventů jiných univerzit. A proč? Protože tam učil a fyzikální katedru v podstatě vedl Enrico Fermi (velká postava fyziky první poloviny 20. století, který třeba měl na starosti spuštění prvního umělého jaderného reaktoru na squashovém kurtu Chicagské univerzity, pozn.red.).

Jerome Friedman na přednášce v aule ostravské VŠB

Jerome Friedman na přednášce v aule ostravské VŠB

Nastoupil jsem do předmětu Fyzika společně se 125 dalšímu studenty a dokončilo nás to zhruba 35. Měli jsme pravidelné zkoušky hodnocené od nuly do sta bodů, ale bodový průměr se pohyboval kolem třicítky. Pro lidi, kteří už měli za sebou nějaké akademické vzdělání, bylo těžké smířit se s tím, že mají tak špatné výsledky. Mně to nijak nevadilo, co jiného jsem také mohl čekat. A tak jsem vydržel a postupně jsem to dohnal. Předmět mě tak fascinoval, až jsem si řekl, že sám od sebe neodejdu a budou mě muset vyhodit. Někdy může být i neznalost výhodou.

Jaký byl Fermi učitel?
Byl úžasný. Dokázal všechno vysvětlit tak jasně a přehledně. Člověk si pak říkal: „Když se nad tím trochu zamyslím a dám tomu čas, dokážu totéž“. Ale jen do chvíle, než jste došel ke svému stolu a skutečně se o to pokusil. Byl to také velmi hodný a milý člověk.

Myslíte, že vám humanitní vzdělání v životě nebo v práci nějak pomohlo?
Ano, udělalo to ze mě šťastnějšího a spokojenějšího člověka. V životě je nutné mít udržet nějakou rovnováhu. Vědecká práce je tak intenzivní, že čas od času je nutné se od ní odpoutat. Přečíst si nějaký román, dojít na koncert, do divadla nebo do kina. Ale nejde jen o osobní pocit a spokojenost, podle mého názoru z vás také dělá lepšího občana. Protože dobré humanitní vzdělání by nás mělo naučit myslet kriticky. A kdybychom všichni uměli myslet kritičtěji, nedostávali by se do volených úřadů lidé, kteří nehájí zájem veřejnosti jednoduše proto, že málo rozumí problémům, se kterými se potýkáme. Tak málo, že nedokážou hlasovat ani ve svém nejlepším zájmu.

Ale na druhou stranu by mělo platit, že i absolventi humanitních oborů by měli mít dobré povědomí o vědě. Protože řada politických a společenských otázek má vědecký kontext. Veřejnost má o vědě v mnoha ohledech velmi zkreslené představy, bez dobrého povědomí o vědě se občané mnohdy mohou rozhodovat špatně.

Takže model obecného a pak specializovaného vzdělání považuje za dobrý.
Myslím, že obecné vzdělání je nejlepší učit během bakalářského studia. Jakmile se pustíte do diplomové práce nebo PhD, tak už na to není čas. Musíte zvládnout celou řadu náročných předmětů a znalostí, naplánovat vlastní práci a udělat vlastní výzkum. A to není nic jednoduchého.

Vy jste v částicové fyzice zažil velmi zajímavé období. Bude tento obor pro fyziky tak zajímavý i do budoucna?
Ano, měl jsem velké štěstí, ale on je to sám o sobě zajímavý obor. A nevadí dokonce ani to, že jde o tak velké kooperace. Pod pracemi z velkých experimentů z CERNu jsou sice podepsány tisíce vědců, ale člověk obvykle spolupracuje s pár desítkami lidí. Konkrétnímu jednomu aspektu práce se bude věnovat třeba deset, dvanáct lidí. To je podobné jako v mé době, náš tým měl zhruba devět lidí, i když se během let jeho účastníci hodně prostřídali.

Navíc je teď spousta materiálu. Z LHC bude více než miliarda událostí (tedy v podstatě dobře zaznamenaných zajímavých srážek částic, pozn.red.), takže každý si může vybrat svou jednu oblast a soustředit se na ni. A je z čeho si vybírat. Myslím, že nejzajímavější objevy nás ještě čekají – a budou jiné než ty dosavadní. Objev Higgsova bosonu byl plánovaný, ale příštích několik objevů v CERNu bude neplánovaných a my je budeme muset z údajů vydolovat.

Jak jste zatím vůbec spokojený s prací urychlovače LHC?
Vede si skvěle, je to úžasný stroj. Postavili ho a pracují na něm velmi talentovaní lidé. A údaje, které z něj vycházejí, jsou prostě krásné. Když je člověk vidí, je to nádhera.

Vy jste zmiňoval, že fyzici na LHC se nyní dostávají do neznámé oblasti.
Ano, lidé v ní hledají stopy po teoriích, jako je supersymetrie nebo stopy dalších dimenzí. Pravděpodobnost, že by z těchto dvou hypotéz něco bylo, je podle mého stále menší, ale pořád tu je. Pořád můžeme objevit supersymetrické částice, ale o vyšších hmotnostech, než jsme čekali. Co se týče vyšších dimenzí, tady se pokusí LHC dosáhnout do co nejmenších rozměrů, a já v tuto chvíli přesně nevím, jak daleko se dostal. Ale pokud si pamatuji správně, na plný výkon by mohl hledat další dimenze do rozměrů zhruba 5x10-18 centimetru, ale nevím, jak daleko to aktuálně je.

Jsou i podle vás tyto dvě hypotézy nejzajímavější?
Supersymetrie je podle mého velmi elegantní myšlenka, ale její projevy jsou extrémně komplikované. Existuje v celé řadě variant, ale i některé z těch jednodušších modelů počítají s více než stovkou neznámých parametrů, které musíte objevit. Když se naše představy o vesmíru stanou takto složitými, tak člověk ví, že něco nesedí. Myslím, že příroda je jednodušší. Když si vezmete kvarkový model, skládáme se v podstatě jen ze tří základních částic. To je dost jednoduché. Chemie je složitá, ale základní fyzikální stavební kameny budou jednoduché. Možná, že se najde ještě nějaký další sjednocující princip nad supersymetrií, který vše zjednoduší. Uvidíme.

Jste vy „fanouškem“ nějaké teorie?
Ne, experimentální fyzik by si měl zachovat nestrannost. Není nic horšího, než když experimentátor chce prokázat teorii. Musíte být zcela objektivní. Já jsem pro svou diplomovou práci dělal měření polarizace a udělal jsem to dvojitě zaslepené, takže jsem ani při analýze nevěděl, na čem přesně pracuji. Musel jsem za kolegou, a ten mi dal správný klíč, abych mohl správně interpretovat výsledky a zjistil, co jsem vlastně změřil. Na to jsem si dával velký pozor a stejný postup se mi vyplatil i později.

Autor:

Nejčtenější

Miliony uživatelů řeší problémy s Windows 10. Někomu i zrudla obrazovka

Aktualizace Windows 10

Kontrola aktualizací Windows se v poslední době Microsoftu nedaří tak, jak by měla. Nové aktualizace přinášejí řadě...

USA by mohly prohrát omezený konflikt s Čínou, soudí vědci ze Sydney

Americká ponorka USS Hawaii na manévrech RIMPAC 2018 u Havajských ostrovů

Vojenská nadřazenost Američanů v Jihočínském a Východočínském moři je věcí minulosti. Jejich ozbrojené síly jsou...

Firma chtěla krávy bez rohů. Na zvláštní chybu přišli, než zvíře snědli

Geneticky modifikovaný organismus (v tomto případě kráva)

Americká společnost se pokusila genetickou úpravou skotu zbavit krávy bolesti a chovatele práce. Vytvořila plemeno bez...

Dosud neprozkoumaný hrad Karla IV. vydá tajemství. Jsme na samém začátku

3D model Karlova hrádku

Archeologové, historici, památkáři, architekti a geofyzici odhalují první tajemství Karlova hrádku. Nechal si ho pro...

Podílel se na revolučním objevu. Teď se bojí, jak ho veřejnost přijme

Samuel Sternberg se podílel na objevu nástroje na editaci genu (CRISPR)

Geneticky modifikované děti jsou nezodpovědný, hloupý experiment, myslí si Samuel Sternberg. Americký genetik, který se...

Další z rubriky

Dosud neprozkoumaný hrad Karla IV. vydá tajemství. Jsme na samém začátku

3D model Karlova hrádku

Archeologové, historici, památkáři, architekti a geofyzici odhalují první tajemství Karlova hrádku. Nechal si ho pro...

Pentagon má novou hračku, laser vás pozná na dvě stě metrů podle srdce

Ilustrační snímek

Americká armáda bude brzy mít novou metodu identifikace lidí. K určení totožnosti už nebude potřeba otisk prstu či...

Proč je účinná látka extáze nadějný lék, vysvětlila psycholožka v Rozstřelu

Psycholožka Rita Kočárová v diskusním pořadu Rozstřel (22. 8. 2019)

Čeští psychologové chtějí pacientům podávat účinnou látku drogy známé jako extáze. Mělo by se tak dít pod přímým...

Proč byli někteří dinosauři tak velcí? Měli něco, co savci ne

Jedním z evolučních důvodů gigantických rozměrů sauropodů byla pasivní obrana...

Největší suchozemští tvorové všech dob, pravěcí sauropodi, byli výrazně větší než všechna zvířata, která známe z naší...

Ve školkách chybí předškoláci, přibývá dvouletých dětí. Je to chyba systému?
Ve školkách chybí předškoláci, přibývá dvouletých dětí. Je to chyba systému?

Z údajů Českého statistického úřadu vyplývá, že mateřské školky navštěvuje více dvouletých dětí oproti dřívějšku. Naopak ne všechny předškoláky, kteří mají předškolní docházku povinnou, rodiče do školky přihlásí. Jaké jim hrozí sankce?

Najdete na iDNES.cz