Marie Curie: Francouzská štvanice 1911

Akademie by Vám Nobelovu cenu neudělila, pokud byste nepodala věrohodné vysvětlení, že ta korespondence je falzum. Marie však ultimátum odmítla: Neexistuje žádná souvislost mezi mou vědeckou prací a skutečnostmi soukromého života.

V listopadu 1895 německý fyzik Wilhelm Röntgen při pokusech s katodovými paprsky pozoroval úkazy, které nasvědčovaly produkci neznámého záření. To vzhledem k jeho zatím nejasné povaze nazýval paprsky X. Když jeho choť vložila paprskům do cesty svou ruku, byl zaznamenán obraz jejích kostí, takže o užitečnosti nového záření nebylo pochyb. Teprve později se vyjasnilo, že jde stejně jako v případě světla o elektromagnetické vlnění, ale s podstatně vyšší frekvencí. Objev těchto paprsků, alternativně nazývaných Röntgenovy, mu přinesl v r. 1901 Nobelovu cenu, historický první udělenou za fyziku. Velkorysý Röntgen věc nepatentoval, i finanční částku za Nobelovu cenu daroval univerzitě.

Hned z kraje roku 1896 připadl Francouz Henri Becquerel na sice chybnou leč produktivní myšlenku, že ony paprsky X by mohly produkovat sloučeniny uranu po vystavení slunečním paprskům. Becquerel se totiž obíral fosforescencí těchto sloučenin a tak je začal umisťovat na zabalené fotografické desky. Ty po exponování skutečně vykazovaly obrázky použitých krystalků. Záhy však Becquerel zjistil, že obrazce vznikají i v úplné tmě, takže jev nemá s tou fosforescencí nic společného, a jde o dosud neznámou vlastnost uranu, respektive jeho sloučenin. Objev této neznámé vlastnosti, později nazývané radioaktivita, mu přinesl v roce 1903 polovinu Nobelovy ceny za fyziku, zatímco druhá po čtvrtině připadla každému z manželů Curieových.

Cesta Marie (původně pokřtěné Maria) Skłodowské do Stockholmu začala v rodné Varšavě. Zde však možnosti pro dívky dosáhnout vyššího vzdělání byly velmi omezené, a tak se sestrou Bronisławou rozhodly vystudovat v Paříži. Starší Bronisława medicínu, a Maria fyziku a matematiku. Pro získání prostředků na studium Maria nejprve pracovala v Polsku jako vychovatelka. Při takovémto působení v rodině Żorawských vznikl vztah s jejich synem Kazimierzem směřující do manželství. Šťastně však zasáhla nepřízeň jeho rodičů, pro které Maria nebyla přijatelná (což Polsku později zajistilo dvě Nobelovy ceny). A ta tak na sklonu roku 1891 uskutečňuje původní plán a odjíždí studovat na Sorbonnu. Kazimierz se později ožení s pianistkou a stane se významným polským matematikem.

Studium na Sorbonně probíhalo úspěšně vzdor velmi skromným podmínkám (tehdy Maria též začala používat jméno Marie). Na jaře 1894 se setkává s o osm let starším fyzikem Pierre Curiem, který se tehdy věnoval studiu magnetismu (a ustanovil zde tzv. Curie bod, teplotu, při které zanikají permanentní magnetické vlastnosti). Pierre ji přesvědčí, aby studovala dál až k doktorátu. Krom toho ji přesvědčí i k sňatku, který uzavírají v r. 1895 - pro Marii to nebylo snadné rozhodování, neb tím končila její původní představa, že se vrátí do vlasti, aby tam učila. Po dvou letech se manželům narodila dcera Irene, následovaná po sedmi letech dcerou Eve.

Jako téma pro doktorát je zvoleno ono záření produkované uranem a jeho sloučeninami. K měření jeho intenzity sloužila vodivost vzduchu vznikající v důsledku ionizace zářením. Studovány byly různé sloučeniny, až začátkem roku 1898 došlo na kysličník uranu nazývaný ve světě jak uraninite či pitchblende, u nás pak jako smolinec (z Jáchymova). Ten vykazoval několikanásobně vyšší efekty než jiné materiály - předpoklad Curieových byl, že v důsledku příměsí nějakého jiného prvku. Ten by měl být prokazatelný pomocí svých specifických spektrálních linií po vhodném zkoncentrování. Takto bylo nejprve objeveno polonium, a těsně před vánocemi 1898 radium, jehož směsi vykazovaly zvláště vysokou radioaktivitu.

Za tyto výsledky byli Curieovi společně s Becquerel neúspěšně nominováni v letech 1901 a 1902 na Nobelovu cenu za fyziku. V roce 1903 přišla jen nominace na Becquerela a Pierra Curie. Kostky se zdály být vrženy - v neprospěch Marie. Do hry však vstoupil jako deus ex machina člen Nobelovského výboru pro fyziku Gösta Mittag-Leffler, věhlasný švédský matematik. Ten, když viděl neblahý vývoj událostí, napsal o něm Pierrovi. Ten obratem odpověděl, že pokud by nebyla zahruta i jeho žena, nemohl by cenu přijmout. S touto odpovědí v ruce Mittag-Leffler nakonec dosáhl změny výboru tak, že byla oceněna celá trojice - pro Becquerela to znamenalo 70000 tehdejších franků, pro Curiovi pro každého po 35000. Hodnota Nobelovy ceny kolísá podle momentálního výnosu cenných papírů - pro relaci je možné uvést, že v té době činil roční profesorský plat na Sorbonně 12000 franků. Curieovi cenu přijali, ale na předávání tehdy nedorazili. Marie vzdor tomu, že byla v pátém měsíci, rozhodla se s Pierem jet na dlouhou letní cyklistickou cestu po Francii, a patrně v důsledku této nepřiměřené námahy dítě nedonosila, a upadla do deprese. Nobelovská přednáška se pak konala až v dubnu příštího roku.

Gösta Mittag-Leffler pravděpodobně sehrál v historii Nobelových cen ještě jednu pozoruhodnou roli. Dle ústní tradice, tento věhlasný švédský matematik měl být prapříčinou, proč Alfred Nobel matematiku mezi oceňované obory nekonec nezařadil. Tedy spíše jí měla být nějaká jeho přítelkyně, která však dala přednost řečenému matematikovi. Tato epizoda je příležitostně i zpochybňována, nicméně já jsem ji vyslechl od již zesnulého člena Nobelovského výboru pro fyziku, a kdo by to měl znát lépe, než švédští akademici. Ač Nobel nikdy ženat nebyl, ženám se nevyhýbal a přítelkyň měl několik, mezi nimi byla v Praze narozená Bertha Kinská, ve světě známá jako Bertha von Suttner. Ta působila jako vychovatelka v rodině řečených Suttnerů, došlo však ke vztahu s jejich o sedm let mladším synem Arthurem, čemuž rodina nepřála. Věc se vyřešila tím, že Bertha přešla do služeb Nobela jako sekretářka. To však trvalo jen krátce - na naléhání Arthurovo nakonec k sňatku došlo a manželé přesídlil do Gruzie. Bertha dál vedla s Nobelem korespondenci, angažovala se ve prospěch trvalého míru, a nakonec se tak i stala první laureátkou Nobelovy ceny za mír (a též se druhdy dostala na rakouskou tisícišilinkovou bankovku).

Udělení Nobelovy ceny zásadně změnilo život Curieových. Zmizely existenční starosti a zlepšily se podmínky pro další výzkumy. Stali se však též tiskem sledovanými celebritami, zájem veřejnosti zvlášť budilo léčebné použití rádia v radiační terapii. Obvláště Pierre poskytoval interviewy se sebezapřením. Nicméně veřejné ocenění mu přineslo profesuru na Sorbonně a členství v Akademii. Avšak zhoršovalo se Pierrovo zdraví, pronásledovaly ho bolesti kostí, kterými se hlásila nemoc z ozáření.. Po Velikonocích 1906 za deštivého dne Pierra srazil koňský povoz, pod jehož koly skončil učencův život těsně před sedmačtyřicátými narozeninami.

Tragická událost byla pro Marii devastující. Ale když ji byla nabídnuta penze jako vdově po státním zaměstnanci, odmítla s tím, že chce podmínky pro pokračování výzkumů. Tak se stalo, že mohla nastoupit na místo po svém manželovi a stát se tak i prvou ženou působící na profesorském místě na Sorbonně. Její první přednáška se konala půl roku po manželově smrti, a byla svým způsobem společenskou událostí. Posluchárna byla tehdy přeplněná zvědavci, novináři, fotografy. Ale především tak Marie mohla pokračovat v úsilí získat radium ve formě čistého kovu - byť  to znamenalo vycházet z tun smolince a končit s bídou u gramových množství.

Pod vedením Pierra získal doktorát též Paul Langevin, o pět let mladší než Marie, který se pak záhy stal profesorem na College de France. Langevin byl ženat a otec čtyř dětí, leč jeho choť Jeanne byl impulsivní a docházelo k domácímu násilí. Obě rodiny se znaly, při jedné návštěvě na jaře 1910 si Jeanne postěžovala Marii na manželovu hrubost. Ten však ukázal hojící se jizvu na hlavě, jak mu Jeanne o ní rozbila láhev. Z dochované korespondence se předpokládá, že od července 1910 byli Paul a Marie (které se blížily třiačtyřicáté narozeniny) milenci. Jeanne se o věci dozvěděla a nehodlala ji tolerovat.

Jestliže pro Alberta Einsteina byl rok 1905, kdy publikoval čtyři významné práce včetně speciální teorie relativity, rok zázračný - annus mirabilis, pro Marii by si rok 1911 zasloužil spíše označení annus horribilis. Začalo to už v lednu 1911, kdy se konaly volby na volné místo ve francouzské Akademii. Marie byla jedním ze dvou kandidátů, druhým byl fyzik Édouard Branly, působící na Institut Catholique de Paris a podílející se na bezdrátové telegrafii. V té době ještě doznívala Dreyfusova aféra, francouzská obdoba Hilsneriády. Kapitán židovského původu Alfred Dreyfus byl v r. 1894 křivě obviněn z vyzrazování vojenských tajemství Německu, za což dostal doživotí na Ďábelském ostrově ve Francouzské Guyaně. Postupně však vycházely na jevo indicie ukazující na jiného pachatele, a společnost se rozdělila - její převážně antiklerikální část žádala nový proces. Vývoj pomohl katalyzovat v lednu 1898 Émile Zola otevřeným dopisem prezidentu nadepsaným J'accuse!, o zmanipulované spravedlnosti, který mu vynesl trestní stíhání za pomluvu. Nakonec skutečně došlo k řadě justičních manévrů, a Dreyfus dostal milost, čímž se zabránilo vyšetření pozadí celé aféry. Posléze mu byla v r. 1906 vrácena i vojenská hodnost. Konstelace, kdy proti sobě stáli francouzský katolík a ateistická cizinka, byla novou a vítanou výzvou pro pravicový nacionalistický tisk. Ten proti její kandidatuře rozpoutal štvavou kampaň, pohotově byla i vytvořena dezinformace o jejím židovském původu. Do Akademie byl nakonec velmi těsně zvolen Branly.

Během Velikonoc 1911 došlo ku zcizení milostné korespondence z malého apartmentu, který měl Langevin u university, aby v případě potřeby nemusel cestovat k rodině na předměstí, a kde se milenci také scházeli. Dopisy se dostaly k rukám Jeanne, která se netajila tím, že je hodlá využít. K dramatickému vyhrocení vztahů došlo v době kolem prvého Solvayova kongresu na přelomu října a listopadu 1911. Ernest Solvay byl belgický průmyslník, který poté co zbohatl na výrobě sody, se rozhodl financovat pořádání konferencí o fyzice a chemii, zpravidla po třech letech. Na první conferenci se sešla dvacítka nejvýznamnějších evropských učenců jako Einstein, Lorentz, Nernst, Planck, a také včetně Marie i Langevina. Během konference Marie obdržela dva telegramy. Jeden ze Stockholmu - oznamující, že ji byla udělena Nobelova cena za chemii za charakterizaci nových prvků polonium a radium včetně přípravy radia jako čistého kovu.

Druhý telegram oznamoval, že Jeanne dala její korespondenci k dispozici tisku. Marie okamžitě konferenci opustila, bez rozloučení. Einstein sám věc bral prvně na lehkou váhu, jak dokládá jeho dopis z Prahy (kde v letech 1911-12 působil 16 měsíců), psaný bezprostředně po návratu z konference příteli do Švýcar. V něm sice oceňuje Marii jako přímočarou a čestnou s zářivou inteligencí, nicméně ne tolik atraktivní, aby představovala nebezpečí pro kohokoliv. Když však pravicový tisk stupňoval nenávistnou kampaň pod heslem Francii Francouzům, Einstein v dopise psaném koncem listopadu opět z Prahy Marii vyzývá ať tu břečku nečte a přenechá ji těm reptilům, pro které je produkováná.

Napadán byl i Langevin, kterého Gustave Téry, editor listu L'Oeuvre, označil za neotesance a zbabělce. Na tento inzult Paul impulzivně reagoval výzvou na souboj. Ten se však nakonec zvrhl ve frašku. Téry nechal paži s pistolí viset podél těla, řka, že nemůže zabít muže tak hodnotného. Na což Langevin, který sám již zamířil, zvolal, že není vrahem a také nevypálí. Mariin dům se stal cílem útoků davů, které házely kameny. S dcerami se musela ukrývat u známých. Jiní se k ní však otočili zády, skupina profesorů Sorbonny ji vyzvala k opuštění Francie. Věci se v Paříži začaly uklidňovat, když se ukázalo, že Paul se s Jeanne dohodl, a zabránil tak rozvodovému procesu, ve kterém by Mariiny dopisy představovaly klíčový důkaz. Paul souhlasil se separováním s tím, že děti zůstanou v péči matky, zatímco on bude zajišťovat jejich potřeby.

Mezitím však zprávy o dopisech a souboji dorazily do Švédska a velmi Akademii znervóznily. Úlohy vyjednávače v nastalé delikátní situaci se ujal chemik Svante Arrhenius, sám laureát Nobelovy ceny za chemii z roku 1903 za disociace v roztocích. Arrhenius však též vstoupil do historie tím, že nepochopitelně zablokoval totéž ocenění pro Mendělejeva. Má se za to, že tak činil z čiré ješitnosti, neb Dmitrij Ivanovič jeho koncepci kritizoval. Ješitnost u mnohých jedinců holt bývá skrytým leč mocným hybatelem. To my zase máme selebritu, která naváhala - aby znemožnila opravení svých vlastních vědeckých chyb - udat korespondenci svého kritika s emigrantem (za tuto protistátní činnost se dávalo tak deset let ve Valdicích - ano, tou neváhající selebritou byl hodnostář Zahradník). V dopise Marii datovaném 1.12.1911 se Arrhenius - z dnešního pohledu nedůstojně - snažil Marrii odradit od převzetí ceny argumentací, že pokud by Akademie tehdy byla znala, že ty dopisy by mohly být autentické, tak by ji Nobelovu cenu neudělila, pokud by tedy Marie nedokázala podat věrohodné vysvětlení, že ta korespondence je falzum. Pročež Arrhenius vyjádřil víru, že Marie zatelegrafuje sekretáři Akademie, kterým tehdy byl entomolog Christopher Aurivillius, že je pro ní nemožné přijet na předání ceny, a že poté nadto napíše dopis, že nechce převzít cenu dříve, než Langevinova soudní pře prokáže, že obvinění proti ní samotné vznešená jsou absolutně neopodstatněná.

Na toto ultimátum Marie 5.12. odpověděla rázně a neústupně. To co mi radíte by se z mého pohledu jevilo těžkou chybou. Cena mi fakticky je udělena za objev rádia a polonia. Domnívám se, že neexistuje žádná souvislost mezi mou vědeckou prací a skutečnostmi soukromého života. Zásadně nemohu akceptovat myšlenku, že oceňování hodnoty vědecké práce by mělo být ovlivňováno křivými obviněními a pomluvami. Jsem přesvědčena, že tento můj názor mnoho lidí sdílí. Velmi mne zarmucuje, že Vy sám tohoto mínění nejste. Současně Marie odeslala do Stockholmu telegram, že se na předávací ceremoniál dostaví. I Langevin napsal Arrheniovi - ne, že ho také vyzývá na souboj - nýbrž tentokrát defenzivněji, totiž že není možné posuzovat korespondenci, zveřejněnou distortovanym způsobem, aniž jsou známy podmínky, ve kterých on žil třináct let, a aniž je známo od jakého typu lidí tyto útoky přicházejí.

Marie, kterou doprovázela dcera Irene a sestra Bronisława, skutečně svou druhou Nobelovu cenu tradičního 10.12. převzala. Po návratu do Paříže u ní však vypuklo onemocnění ledvin, po kterém upadla do deprese, z které se zotavovala celý rok. S vypuknutím první světové války se angažovala v konstrukci pojízdných X-paprskových stanic, na jejichž provozu se podílela i dcera Irene. Ta po válce získala doktorát na Mariině novém Institut du Radium. Zde působil i Frédéric Joliot, její pozdější manžel; po sňatku užívali společně příjmení Joliot-Curie. Mladší dcera dcera Eve se věnovala publicistice. Paul Langevin se později sice vrátil ku své manželce, nicméně ještě v 61 letech měl syna se svou studentkou Eliane Montel, a s ní pak žil až do své smrti. Jeden z Paulových vnuků, Michel Langevin, se oženil s dcerou Joliot-Curieovych Hélene, vnučkou Marie, obě tato vnoučata též působila v jaderné fyzice. Irene a Frédéric Joliot-Curie uspěli připravit umělé radioaktivní prvky, kupř. fosfor prostřednictvím bombardování hliníku alfa částicemi, za což získali Nobelovu cenu za chemii v roce 1935. Tohoto úspěchu dcery a zetě se však Marie již nedožila, zemřela rok před tím na anémii vyvolanou zářením, s kterým pracovala. V roce 1995 byly hroby Marie a Pierra přemístěny do pařížského Panthéonu.

Tento text by asi nevznikl nebýt jistého japonského trendu jménem kokusaika - vzdělávání s mezinárodní perspektivou - který jsem pojal přes seznamování studentů s reálným životem globálních hybatelů vědy jako Marie Curie, Diraca, Einsteina,  Hahna, Landaua, Plancka, Schrödingera, .....

Bezprostředním popudem pak byl letošní 11. únor, poprvé z iniciativy UNESCO slavený jako Mezinárodní den žen a dívek ve vědě. Pochopitelně mne 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 nepřipadal. Mimochodem, v souboru obecně památných dnů se k vědě vztahuje Plimsollův den (čára bezpečného ponoru u plavidel) 10.2., a Darwinův den 12.2., zatímco na 11.2. připadá jen výročí zázraku v Lurdech z roku 1858, nyní slaveného jako římskokatolický Světový den nemocných. Nakonec se ale ukázalo, že 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. Dnem volna je ale 11. únor jen v Japonsku, kde se slaví jako Den vzniku státu, neb 11.2.660 př.n.l. nastoupil na trůn první japonský císař Jimmu, podle mytologie potomek bohyně Slunce Amaterasu (dle toho je současný císař Akihito 125. císařem). Později, 11.2.1889 byla císařem Meiji vyhlášena Japonská ústava, a po válce pak 11.2.1946 generál Douglas MacArthur, vrchní velitel spojeneckých sil v Japonsku, schválil text nové Japonské ústavy, dodnes nezměněné.

Pokud se týká zmiňovaného Svante Arrhenia, ten se vedle disociace v roztocích věnoval i zemské atmosféře. Na podzim 1895 proslovil Arrhenius přednášku, ve které předložil kvantitativní model role CO2 ve skleníkového jevu vedoucí k výsledkům v zásadě platným i dnes. Tyto výsledky pak na jaře 1896 publikoval časopisecky. V té době již byl akceptován radiační zákon Stefana (či Stefana a Boltzmanna). Ten byl později i odvozen Planckem s pomocí (tehdy ještě spekulativního) kvantování energie (tuto nadstavbu však už Arrhenius nepotřeboval). Jeho motivací tehdy paradoxně bylo navrhnout možné vysvětlení pro vznik doby ledové, nikoliv tedy ještě otázka zvyšování teploty atmosféry v důsledku spalování uhlíkatých paliv. Podle Stefanova-Boltzmannova zákona úhrnná energie vyzařovaná černým tělesem (tj. tělesem pohlcujícím záření všech vlnových délek) roste se čtvrtou mocninou absolutní teploty. Tento zákon je možné aplikovat i na odhad průměrné teploty povrchu Země. Za tepelné rovnováhy musí být energie přijímaná zemským povrchem rovna energii jím naopak vyzařované do prostoru. Protože ale část slunečního záření je odrážena, aniž by došlo k jejímu pohlcení povrchem, zahrnuje se redukce na toto tzv. albedo (může tvořit 30% přicházející energie). S pomocí Stefan-Boltzmannova zákona tak pro průměrnou teplotu Země vychází hodnota 255 K, tedy o nějakých 33 K nižší než hodnota známá z pozorování. Tento rozdíl způsobují atmosférické plyny zachycující část vyzařované energie - hlavně jde o CO2 a H2O, dále O3, CH4, atd. Na základě svých výpočtů pak podal Arrhenius předpověď, jak se bude měnit teplota na Zemi, a to jak při poklesu (což byla jeho iniciální motivace - vysvětlení vzniku doby ledové) tak při zvyšování obsahu CO2 v zemské atmosféře. Výsledky tabeloval pro různé zeměpisné šířky a roční období. Došel tak k zprůměrovaným hodnotám, že pokles obsahu CO2 na dvě třetiny jeho tehdejší hodnoty povede k poklesu teploty o 3.2°C, zatímco naopak vzestup na 1,5-násobek přinese zvyšení teploty o 3.4°C. A pak další zvyšování koncentrace CO2 na 2-, 2,5- a 3-násobek by mělo způsobit zvýšení teploty o 5,7, 7,4 a 8.4°C. Přes mnoho zjednodušení obsažených v Arrheniově modelu se nicméně jednalo i z dnešního pohledu o realistické hodnoty.

Foto u perexu: Maria Skłodowská ve věku kolem 23 let.

I. díl seriálu: 666@Sky - Je naprosto nezbytné, aby nebe bylo blankytné [blankyt:666THz]
II. díl seriálu: https://zdenekslanina.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=694990

This workis licensed under CC BY-NC-ND 4.0