Albert Abraham Michelson: první optik – laureát Nobelovy ceny

V tehdejších dobách byla cesta z Polska na odvrácený konec Ameriky nejen dobrodružná, ale přímo nebezpečná, neboť ještě neexistoval ani Panamský průplav, jímž by se celá cesta dala zvládnout lodí, ani železnice z New Yorku až k západnímu pobřeží Kalifornie.

Po zdárném příjezdu do Murphys si otec otevřel obchůdek se smíšeným zbožím včetně klenotnictví. Tam také získal malý Albert základní vzdělání, ovšem v angličtině – čili mluvit plynně anglicky, německy či polsky nečinilo v této rodině nejmenší potíže.

Ve vzdělávání pokračoval Albert na střední škole v San Francisku, kde měl navíc to štěstí, že mu ředitel školy umožnil za tři dolary měsíčně pečovat o fyzikální přístroje v kabinetě, čímž se v mládenečkovi probudil zájem o vědu, měření a zejména o optiku. Samozřejmě že tehdy nikdo nemohl ani tušit, že jednou vznikne Nobelova cena, že se stane jejím prvním laureátem v Americe, kterou tak bude grandiózním způsobem reprezentovat před celým světem, a že to bude právě on, Američan Albert Michelson, kdo spolu s o sedmadvacet let mladším Albertem Einsteinem navždy odstraní z vědy přes dva tisíce let trvající hypotézu o existenci éteru, se kterou si lámali hlavu všechny učené hlavy Evropy od Aristotela po Maxwella, Kelvina, Hertze i předního českého teoretického fyzika Františka Koláčka.

V dobách svého mládí Michelson snad o éteru ani neslyšel, ve volných chvílích se totiž těšil kresbou, malováním a hrou na housle, k čemuž všemu měl mimořádný talent, přičemž zároveň snil o tom, že se jednou stane americkým válečným námořníkem.

Hned po ukončení školy se proto v 16 letech přihlásil do Námořní akademie v Annapolis ve státě Maryland. Při zkouškách sice uspěl, poněvadž však mohlo být přijato jen deset nových kadetů, byl odmítnut; teprve po mnoha radách svých známých a po zásahu samotného prezidenta USA, který mu udělil výjimku, byl přijat jako jedenáctý a mohl v roce 1869 nastoupit do oné vytoužené čtyřleté námořní školy. Tu při svém nadání snadno zvládl a od roku 1873 mu začala tvrdá služba na lodi. Ze starých zálib mu zůstala jen jediná, kterou mohl občas provozovat – kreslení. To mu jednou také vyneslo čtrnáctidenní trest, když se opožděně vrátil na loď po večerce s domněle jalovou výmluvou, že se při kreslení „té krásy přírody“ zapomněl podívat na hodinky. Všem kadetům bylo kapitánem s porozuměním odpuštěno, když po pravdě řekli, že se opili, jen Michelsonovi nikoliv, neboť něco takového si nikdo z námořníků nedovedl ani představit. Vyvolal tím však přece jakousi pozornost – záhy si pak představení všimli jeho mimořádných intelektuálních kvalit a tak ho již v roce 1875 překládají zpět na onu Námořní akademii, kde se kdysi sám učil, jako instruktora fyziky a chemie, a mladý důstojník s úlevou opouští příslovečný vojenský dril na kdysi vytoužené lodi.

Jeho život se ovšem okamžitě změnil a nabral definitivní, tentokrát nesmírně produktivní směr. Vše začalo nenápadně: jako asistent a instruktor měl připravit k přednáškám komandora W. T. Sampsona ukázku Foucaultova měření rychlosti šíření světla pomocí rotujících zrcadel. Obtížný pokus skvěle připravil, v jeho duši však zůstal nejeden záhadný otazník a nespokojenost se všemi dosavadními metodami měření rychlosti světla ve vakuu.

Sám již v roce 1878 tuto metodu zdokonalil, záhy dále modifikoval a také pochopil, že problém rychlosti světla ve vakuu patří k fundamentálním problémům fyziky. Tehdy však ještě nevěděl, že právě tento problém se stane ústředním motivem celého jeho dalšího života a že kvůli jeho řešení zcestuje celou vzdělanou Evropu i Ameriku. Nevěděl ani to, že tzv. negativní výsledek Michelsonova pokusu, který se týkal vyvrácení možného vlivu rychlosti světla měřené jednou ve směru a podruhé proti směru pohybu Země povede k revoluci ve fyzice ústící v teorii relativity. Jako dílčí podproblém při řešení otázky rychlosti světla sestrojil rovněž nový interferometr nesoucí dnes jeho jméno, a dále sestrojil tzv. Michelsonův ešelon. Dále s S. W. Strattonem již v roce 1898 realizoval první analogový počítač k rychlému matematickému zpracování spektrálních měření a postupně zdokonalil rycí stroje pro výrobu difrakčních mřížek. Jako první rovněž vyřešil neslýchaný úkol: změřil interferometricky průměr několika měsíců planet sluneční soustavy a dokonce průměry hvězd. To byla neuvěřitelná věc: ať se totiž díváme na hvězdy sebevětším dalekohledem, jeví se nám sice jasnější, ale zůstávají přitom stále jen objekty bodovými, bez jakéhokoliv náznaku skutečných rozměrů. Teprve Michelsonovou interferometrickou metodou se roku 1920 poprvé v dějinách podařilo zjistit, že např. známá rudá hvězda Betelgeuse (hvězda alfa v souhvězdí Oriona) má 250x větší rozměry než Slunce. Michelson způsobil také zásadní obrat v meteorologii, neboť prokázal, že výhodnější je definovat metr již nikoli jako vzdálenost mezi ryskami na platino-iridiovém etalonu v Sevrés u Paříže, ale jako násobek vlnové délky červené spektrální čáry kadmia. Toto vše jsou hlavní výsledky celého jeho vědeckého života; vraťme se však ještě na chvíli do Námořní akademie, jež se stala startovním bodem jeho velmi pestré akademické dráhy. 

Více informací najdete v časopisu Česká oční optika únor 2006.