Co mne přivedlo k vědě

Moje cesta k vědě nebyla konvenční. Nezajímala mne ani matematika, ani věda. A taky jsem nebyl dobrý student. Má rodina ani naši přátelé nebyli intelektuálové. Soustřeďovali se hlavně na obživu. Na střední škole se velice cenil sport, a tak jsem každý den končil již v poledne místo ve tři, abych mohl trénovat tenis.

Na střední škole jsem si nezvolil žádný přírodovědný předmět. Jedinou odbornou průpravou byla v prvním ročníku algebra. A to nebyl, alespoň pro mne, žádný zvláštní studijní popud. Až v posledním ročníku jsem u sebe přece jen objevil jednu studijní vlohu, když jsem se zapojil do školního diskusního týmu. Brzy jsem v tom vynikal a se spolužákem Maxem Nathanem jsme vyhráli státní středoškolskou soutěž (v létě 1952 v Bostonu). Ve finále jsme porazili dvojici studentů z nějaké prestižní soukromé školy z New Yorku. Pokud vím, bylo to poprvé a naposled, co se reprezentant Louisiany dostal do státní soutěže v diskusi.

Šel jsem na Louisianskou státní univerzitu a začal studovat filozofii. Původně jsem chtěl být reformním rabínem, ale brzy jsem přišel na to, že mě zajímá spíše kariéra akademická než kariéra rabína. Vyrůstal jsem v Shreveportu v Louisianě a náš reformní rabín David Lefkowitz a jeho žena Leona mne povzbuzovali a podporovali. Když se ohlédnu zpět, zřejmě jsem se domníval, že intelektuálními aktivitami se zabývají hlavně rabíni a jejich rodiny. Dostal jsem radu, že nejlepší přípravou na kariéru rabína je filozofie, a tak jsem ji studoval. V prvním ročníku jsem byl výborný student, (přírodo)vědě nebo matematice jsem se vůbec nevěnoval.

Po prvním ročníku v Louisianě jsem se zúčastnil letních kurzů na Kalifornské univerzitě v Berkeley a byl jsem uchvácen. Moje matka dojednala s bratrancem Cliffordem Straussem, že zaplatí mé školné. Díky němu jsem mohl v Berkeley zůstat a dostudovat. Ve filozofii jsem rychle postupoval, začínal jsem si myslet, že bych se v budoucnu mohl stát profesorem filozofie, ale objevil se vážný problém. Na Kalifornské univerzitě v Berkeley jste museli absolvovat nějaké přírodovědecké přednášky. K tomu jsem však neměl sebemenší základy, protože jsem žádný takový předmět na střední škole neabsolvoval. A tak mi můj konzultant poradil, abych se na tyto předměty zapsal na večerní střední školu.

Četl jsem Bertranda Russela a Wittgensteina, kteří oba obdivovali úspěchy fyziků a věřili v budoucnost fyziky. Dokonce se mi zdálo, jako by pociťovali jistou lítost, že se nevěnovali vědě. Vzpomínám si na jejich výroky na téma, že současná fyzika dává jednotlivci velkou příležitost k mimořádnému intelektuálnímu rozvoji.

Chtěl jsem opravdu studovat fyziku, ale nechtěl jsem se vracet na střední školu. V Berkeley byly tehdy tři nebo čtyři různé kurzy fyziky: jeden pro ty, kteří se vědou zabývat nebudou, jeden pro inženýry a mediky, jiný pro ty zájemce, kteří se chtěli vědě věnovat profesionálně.

Fyziku pro fyziky přednášel Burtony Moyer (alespoň myslím). Šel jsem za ním s tím, že bych si rád zapsal jeho přednášky, ale že jsem neabsolvoval žádné předepsané předměty. Řekl jsem mu, že mne fascinovalo, jak fyzika ovlivnila filozofii. Odpověděl, že jsem blázen, když chci chodit na jeho kurz, protože ten je pro zájemce o skutečnou vědu. Také mi ale řekl, že se mohu zapsat pod podmínkou, že toho nechám, jakmile zjistím, že je to pro mne příliš obtížné. Ten první kurz fyziky byl nesmírně těžký; byl nejtěžší věcí, do které jsem se kdy pustil. Dostal jsem „céčko“, ale předmět jsem si zamiloval. Nadchlo mne, že vás fyzika dovede k pochopení takových pozorovaných jevů, jako je modrá obloha. Líbilo se mi i to, že ve fyzice se po jisté chvíli všichni dokáží shodnout na tom, jaká odpověď je na danou otázku správná. A byl jsem o to nadšenější, že byl kurz pro mne tak těžký.

Nepamatuji si, zda jsem přemýšlel, najdu-li jako fyzik nějaké zaměstnání. Když jsem se rozhodl jít na univerzitu, akademická místa v oboru neexistovala. To byly doby před Sputnikem. Chtěl jsem se jen těšit studiem fyziky. Každopádně má dráha k vědě nebyla ani přímá, ani konvenční. Nebyla ani promyšlená. A určitě bych ji nikomu nedoporučoval k následování.

Co vás tedy nasměrovalo k astronomii?

Myslím, že to byla opět kombinace vlivu Bertranda Russella a náhody. Vzpomínám na jeden esej z jeho knih, v němž píše o dvou věcech, které považuje ve výchově lidských bytostí za nejdůležitější. Jednou oblastí bylo poznání úchvatných schopností lidského ducha. Příkladem jsou poznatky atomové a subatomové fyziky. Druhou bylo pochopení nicotnosti lidských bytostí v porovnání s obřím rozměrem vesmíru, který odhalila astronomie. To mne uchvátilo. Chtěl jsem být s některým z těchto dvou ohromujících počinů nějak spojen.

Absolvoval jsem Kalifornskou univerzitu v Berkley, doktorát jsem získal na Harvardu. Finančně jsem byl plně zabezpečen granty, jinak bych si nemohl dovolit ani absolvovat univerzitu. Téma mé diplomové práce z atomové fyziky bylo výsledkem shody okolností. David Layzer mi jako letní práci zadal, abych našel způsob, jak vypočítat energetické hladiny vysoce ionizovaných atomů, které právě změřil Edlen. Pak David odjel do Anglie, kde se s Bondim zabývali kosmologií. Přes léto jsem ten problém z oblasti jaderné fyziky vyřešil, a když se David z Anglie vrátil, ukázal jsem, že mé řešení souhlasí se spoustou spektroskopických dat. Souhlasil a navrhl, abych to sepsal jako diplomovou práci.

Na podzim 1960 jsem nastoupil na Indianskou univerzitu, kde jsem se chtěl zabývat teorií slabých interakcí. Docházel jsem na kurz o slabých interakcích Emila Konopinskiho, velkého fyzika a velkého experta na rozpad beta. Abych se naučil teorii, zadal jsem si sám problém, který jsem vyřešil. Má první publikovaná práce (v roce 1960 nebo 1961) byla o různých způsobech, jak určit hmotnost neutrina mí. Pak jsem spočítal pravděpodobnost zachycení volného elektronu, která se liší od běžného zachycení elektronu z vázaného atomového stavu. Konopinski se ve svém kurzu zabýval zachycením vázaného elektronu. Taky jsem spočítal vliv Pauliho vylučovacího principu na pravděpodobnost rozpadu beta a pravděpodobnost rozpadu beta do vázaného stavu. To všechno byly variace na běžná témata, o kterých fyzikové uvažovali, a byla to užitečná cvičení testující, zda rozumím teorii slabých interakcí. Jednou jsem obědval s mým přítelem, astronomem Marshallem Wrubelem a vyprávěl mu, jak mne zklamalo, když jsem dosazením do rovnic, které jsem odvodil, zjistil, že těžko bude některý z procesů, které jsem spočítal, kdy změřen. Marshall mi doporučil, abych se podíval do slavné práce Burbidge, Burbidge, Fowlera a Hoyla, všeobecně známé jako B²FH, o vzniku prvků jadernými procesy ve hvězdách. B²FH byla pro jaderné fyziky a astrofyziky biblí. Řekl, že bych tam mohl nalézt uplatnění mých výpočtů na to, co se děje ve hvězdách.

Ten oběd byl rozhodujícím okamžikem mé kariéry. Na konci B²FH byla tabulka charakteristických vlastností jader hrajících roli při tvorbě těžkých prvků. Rychlosti beta-rozpadů byly obzvláště důležité, protože to jsou nejpomalejší procesy při vzniku těžkých prvků, a určují tedy časovou škálu pro pomalou přeměnu lehkých prvků na těžké. Willy předpokládal, že rychlosti beta-rozpadů ve hvězdách jsou stejné jako v laboratoři. Bylo mi jasné, že to tak není. Uvědomil jsem si, že při vysokých teplotách v nitru hvězd nebudou mít ionty žádné elektrony, takže nemohou zachycovat elektron z vázaného stavu, jak je tomu na Zemi. Budou zachycovat volné elektrony. A k tomu ještě nějaké další rozdíly, jako je vliv Pauliho principu. V krátkém článku zaslaném do Physical Review jsem zdůraznil, že na základě mých výpočtů jsou rychlosti procesů beta ve hvězdách jiné než ty, které běžně užívají astrofyzici a fyzici. Svůj článek jsem zřejmě nenapsal příliš taktně – alespoň mi to naznačil Konopinski. V každém případě jsem nikdy nedostal recenzní posudek článku, pouze formální sdělení, že byl přijat k tisku.

Od Willyho Fowlera jsem dostal rukou psaný dopis, jak u něho bylo obvyklé. Psal, že viděl moji práci (což znamenalo, že byl recenzentem mého článku, v té době neexistovaly žádné preprinty) a že by mne rád pozval na Caltech, abych pracoval s ním, Fredem Hoylem, Dickem Feynmanem a Murrayem Gell-Mannem na fyzikálních a astrofyzikálních problémech. Když jsem se poprvé ukázal ve Feynmanově pracovně na Caltechu, vyhodil mne s tím, že o mně nikdy neslyšel. Willy se nenamáhal Feynmanovi nebo Gell-Mannovi říci, že mne pozval také jejich jménem. Ve stejné době, kdy oslovil mne, psal také do Brookhavenu Rayovi Davisovi, který se zabýval problémem, zda by sluneční neutrina bylo možné detekovat. Psal mu, že existuje nějaký John Bahcall z Indianské univerzity, který něco ví o slabých interakcích ve hvězdách, a navrhl mu, aby se se mnou spojil.

Ray mi napsal a požádal mne, zda bych mohl spočítat účinný průřez záchytu elektronu jádrem 7Be v nitru Slunce, a tím i tok neutrin z nitra Slunce. Lámal si hlavu, zda by ta neutrina mohla být detekovatelná. Vzpomínám si, že jsem se dost rozmýšlel, protože k tomu, abych to mohl spočítat, jsem musel zvládnout hodně jaderné fyziky. Nakonec jsem si uvědomil, že to je jedinečná příležitost jak studovat nitro hvězd pomocí neutrin, a tak jsem se rozhodl, že tomu problému věnuji několik měsíců. Když jsem to spočítal […], pochopil jsem, že to je teprve začátek.[…]

© István Hargittai & Magdolna Hargittai, přeložil Ivan Boháček.