Leo Szilard

Z WikiKnihovna
Přejít na: navigace, hledání


Leó SzilárdSzilard.jpg
Datum a
místo narození
11. února 1898
Budapešť, Maďarsko
Datum a
místo úmrtí
30. května 1964
La Jolla, USA
Příčina úmrtí Infarkt
Rodinný stav ženatý
Bydliště Maďarsko, Německo, Anglie, USA
Občanství Maďarské, americké
Vzdělání Technická univerzita, Budapešť
Technická univerzita, Berlín

Pracoviště Kaiser - Wilhelmův ústav pro chemii, Berlín
Ústav teoretické fyziky, Berlín
Univerzita, Oxford
Kolumbijská univerzita, New York
Univerzita, Chicago
Institut pro biologická studia, La Jolla (Kalifornie)
Ocenění Albert Einstein Award (1960)
American Academy of Arts and Science (1954)
Atoms for Peace Award (1959)
Humanists of the year (1960)
National Inventors Hall of Fame (1996)
Známý pro Atomový reaktor
Projekt Manhattan
Urychlovač částic

Leó Szilárd se narodil 11. února 1898 v Budapešti a zemřel 30. května 1922 v La Jolla, v USA. Vědec, fyzik a biolog židovského původu, známý především díky podílu na vývoji atomové bomby, spolupráci s Albertem Einsteinem a mnoha patentům.

Život a kariéra

Leó Szilárd se narodil 11. února 1898 v Budapešti. Jeho původní příjmení bylo Spitz, to si ale musela rodina v roce 1900 změnit kvůli nátlaku vlády na maďarizaci zahraničně znějících jmen. O fyziku se zajímal od svých 13 let a výrazný talent prokazoval na budapešťském gymnáziu i v oblasti matematiky a chemie. Svoje studium inženýrství na Technické univerzitě v Budapešti musel přerušit kvůli vojenské službě v Rakousko – Uherské armádě. Tu ale musel z důvodu nemoci opustit a vrátil se zpět ke studiu.

Vzhledem k občanským nepokojům, způsobených revolucí, opustil v roce 1920 Maďarsko a ve studiích pokračoval na Technické vysoké škole v Berlíně. Tam se také setkal se svým celoživotním přítelem a pozdějším držitelem Nobelovy ceny za fyziku Eugenem Wignerem. Jelikož ho ale stále více zajímaly fyzikální chemie a teoretická fyzika, začal studovat na Berlínské univerzitě, kde v té době vyučovali například Albert Einstein, Max von Laue nebo Max Planck. Původně chtěl svoji dizertační práci věnovat teorii relativity, ale na doporučení Einsteina změnil téma na termodynamiku. Jeho práce „Über die Ausdehnung der phänomenologischen Thermodynamik auf die Schwankungserscheinungen“ vzbudila ve své době velký ohlas a myšlenky v ní obsažené jsou dodnes využívány v moderních teoriích. [1]

Jeho kariéra dále pokračovala na Kaiser-Wilhelmově ústavu pro chemii, kde pracoval na vývoji rentgenové krystalografie a následně působil jako asistent Maxe von Laueho v Ústavu teoretické fyziky. V roce 1925 pak opět zaujal vědce svojí habitační prací s názvem „Über die Entropieverminderung in einem thermodynamischen System bei eingriffen intelligenter Wesen“, ve které řešil řízený pokles entropie v termodynamické soustavě. Výsledky této práce se staly základní myšlenkou Informační teorie, kterou vytvořil Claude Shannon v roce 1948. [2] V této době také hodně spolupracoval s Einsteinem a výsledkem bylo mimo jiné i osm společných patentů. Například systém chlazení, který se sice neujal v běžném životě, ale je používán k chlazení atomových reaktorů. Sám má zaregistrované patenty například na elektronový mikroskop a na urychlovač částic.

Vzestup nacistické politiky a zvyšující se moc Adolfa Hitlera v Německu byly v březnu 1933 hlavními důvody Szilárdova útěku do Velké Británie. Tam se začal věnovat převážně atomové fyzice. Nesouhlasil s myšlenkami Ernesta Rutherforda, který tvrdil, že v atomech sice je obrovské množství energie, ale nelze ji nijak využít. Sám si pak nechal patentovat myšlenku řetězové reakce. Současně si však uvědomoval, jak by tahle možnost využití jaderné energie mohla být nebezpečná, zvlášť v době, kdy se neodvratně schylovalo k 2. světové válce. I to byl důvod k založení Rady akademické pomoci na podporu vědců, uprchlých z nacistického Německa, kterou na Szilárdovo doporučení založil v roce 1933 Sir William Beveridge.

V obavě před příchodem války emigroval Szilárd v roce 1938 do USA, kde začal spolupracovat mimo jiné s Enrico Fermim a Walterem Zinnem na Kolumbijské univerzitě v New Yorku. Stále více si uvědomoval hrozbu, kterou by bylo sestrojení atomové bomby nacistickým Německem, a tak společně s Albertem Einsteinem sepsali dopis adresovaný prezidentu USA Franklinu Rooseveltovi. Na jeho základě vznikl projekt Manhattan, jehož konečným výsledkem bylo o několik let později sestrojení a svržení atomových bomb na japonská města Hiroshima a Nagasaki. [3] S tímto aktem sám Szilárd nesouhlasil a doporučoval, aby byla Japoncům ukázána ničivá síla těchto bomb mimo civilizaci. Na podporu této myšlenky sepsal i petici, která však nebyla vzata v potaz. V roce 1942 předvedl společně s Enrico Fermim první řetězovou atomovou reakci na Univerzitě v Chicagu, kde také pak pracoval jako hlavní fyzik na projektu Manhattan. Jeho vliv však hodně poklesl poté, co nad projektem získala hlavní kontrolu armáda. Po skončení války se Szilárd, už jako americký občan (1943), zaměřil na biologii a v roce 1946 se na Univerzitě v Chicagu stal profesorem biofyziky. V roce 1951 se oženil s dlouholetou přítelkyní, fyzičkou Gertrud Weissovou. Jako biolog hodně spolupracoval s Aaronem Novickem. Sám Szilárd se zabýval teorií základního procesu stárnutí (1959) a studoval tvorbu protilátek u savců (1960). Jeho poslední práce se zabývala molekulární teorií paměti a vyvolání z paměti (1964).

Jeho přechod k biologii byl pravděpodobně způsoben ignorováním jeho obav z nebezpečí jaderných zbraní. Sám se však nehodlal těchto myšlenek vzdát a i v poválečném období se snažil o zmírnění této hrozby. V roce 1947 například vyzval sovětského vůdce Josefa Stalina k jednání s americkým prezidentem Harry Trumanem, ve snaze zabránit rostoucímu napětí studené války. Politiku se pokoušel ovlivňovat i později, když už byl prezidentem J.F. Kennedy.

Po odchodu z Univerzity v Chicagu pracoval v Institutu pro biologická studia v La Jolla v Kalifornii, kde však po třech měsících pobytu nečekaně zemřel na infarkt.

Dílo

Leó Szilárd si v průběhu své výzkumné činnosti nechal zaregistrovat celou řadu patentů, některé společně s jinými vědci. [4]

Mezi nejvýznamnější patří:

  • 1929 - urychlovač částic
  • 1931 - chladící systém (dodnes využívaný k chlazení atomových reaktorů)
  • 1931 - elektronový mikroskop
  • 1934 - nukleární řetězová reakce
  • 1955 - atomový reaktor (společně s Enrico Fermim)

Aktivity

Leó Szilárd se aktivně neangažoval do politiky jako takové, přesto se ji snažil z humanitárních důvodů ovlivňovat.

Rada akademické pomoci (The Academic Assistance Council)

V roce 1933 ovlivnil Sira Wiliama Beveridgeho, který následně založil Radu akademické pomoci, která měla za cíl pomoci vědcům a profesorům, kteří byli z politických důvodů nuceni opustit nacistické Německo. Tuto organizaci významně podporoval i Albert Einstein. Během 30. a 40. let 20. století se členy této organizace stalo několik stovek akademiků, z nichž mnozí dosáhli velkých úspěchů. Hned šestnáct z nich se stalo držiteli Nobelovy ceny. [5]

Szilárdův a Einsteinův dopis

Koncem 30. let 20. století probíhaly intenzivní aktivity v oblasti atomového výzkumu, v nichž hrál Szilárd velmi významnou úlohu. Dobře si tak uvědomoval, jak obrovskou hrozbou pro celý svět by bylo, kdyby se nacistickému Německu podařilo sestrojit atomovou bombu. Ve spolupráci s Albertem Einsteinem tak sepsal dopis, který byl adresovaný prezidentu USA Franklinu Rooseveltovi. Upozorňovali v něm na hrozící nebezpečí a jako argumenty použili například skutečnost, že Německo v té době zabralo české uranové doly. Současně vyzývali americkou vládu, aby této oblasti věnovala zvýšenou pozornost a vytvořila specializovaný výzkumný tým. [6]

Důsledkem tohoto dopisu bylo spuštění projektu Manhattan, který se věnoval atomovému výzkumu a kde právě Szilárd figuroval jako hlavní fyzik. Jeho pravomoci výrazně oslabily poté, co nad projektem získala kontrolu armáda. Výsledkem projektu Manhattan bylo sestrojení atomové bomby. První test, pod názvem Trinity, proběhl v červenci 1945 a předčil všechna očekávání. Následně byly v srpnu svrženy dvě bomby na japonská města Hirošima a Nagasaki, což vedlo k definitivnímu ukončení 2. světové války, ale také ukázalo hrozivou sílu této zbraně. [7]

The Franck Report

Poté, co se rozhodlo o tom, že má být atomová bomba svržena na japonská města, shodlo se několik vědců, včetně Szilárda, že budou proti tomuto rozhodnutí protestovat. Sepsali petici, která je známa pod názvem The Franck report. [8] Popisují v ní následky, které může tento čin v celosvětovém měřítku vyvolat. Zejména upozorňovali na nebezpečí rozpoutání zbrojařské války ze strany Sovětského svazu. Také nesouhlasili s tím, že se bomby mají svrhnout na města a požadovali, aby byla síla atomové bomby demonstrována v nějaké neobydlené oblasti. [9]


Ve svých aktivitách proti zbrojení pokračoval Szilárd i nadále, když v roce 1947 vyzval sovětského vůdce Josefa Stalina k jednání s americkým prezidentem Harry Trumanem, ve snaze zabránit rostoucímu napětí studené války. Politiku se pokoušel ovlivňovat i později, když už byl prezidentem J.F. Kennedy.

Význam pro informační vědu

Velkým přínosem v poli informační vědy je jeho práce o negativní entropii a informaci, kterou napsal roku 1929 Szilárd a částečně tak navázal na práci J. C. Maxwella, který popisoval svou myšlenku tvorby energie jako rozdíl mezi rychlými a pomalými částicemi, které jsou přes kontrolovanou přepážku rozděleny do dvou skupin, a vzniklý rychlostní rozdíl částic dává za vznik tepla – energie. Podle Maxwella je přepážka kontrolována „démonem“, který dle rychlosti částic určuje, na kterou stranu daná částice patří (ty rychlé chytal do druhé poloviny nádoby, pomalé ponechával na stejném místě).

Zde navázal Szilárd a oponoval s vyjádřením, že rozpoznání rychlosti částic vyžaduje, že démon musí mít znalost o částicích, tedy musí mít o nich nějaké informace. Tato skutečnost by ale vyžadovala energii, stejně jako přenos částic rozdílných vlastností a to je v rozporu s druhým termodynamickým zákonem. [10]

Proto se Szilard začal zabývat vysvětlením. [11] Při hledání možnosti snížení entropie přišel s myšlenkou stojícího válce uzavřeného z obou stran, naplněným jednotným plynem a v kontaktu s tepelným zdrojem pro zajištění izotermických podmínek, rozděleným přepážkou, která je pohyblivá a vlivem obsažených částic se může pohybovat nahoru nebo dolů. Pokud nastane situace, že částice je nahoře, kvůli jednotnému objemu bude přepážku posunovat dolů – tím bude vykonávat práci, ale zároveň bude slábnout a ztrácet svoji energii, ale díky tepelnému zdroji svou energii opět získá (mezitím je přepážka vrácena na své místo do rovnovážné pozice – tím je snížena entropie) a tak může celý proces probíhat pořád dokola.

V tomto případě je přepážka nahrazením inteligentní živé bytosti „Maxwellova démona“ - jak popisuje Szilard ve své práci: On the decrease of entropy in a thermodynamic system by the intervention of intelligent beings [12], kdy inteligentní živá bytost (myšleno v souvislosti s termodynamickým systémem) může být nahrazena neživým zařízením, které napodobí biologické jevy živé bytosti a zjistí, jestli k poklesu entropie dochází jako výsledek zásahu zařízení. Pojem inteligentní živá bytost nám především reprezentuje pojem informace, pro nás to tedy znamená, že informace (vyjádřena v tomto případě přepážkou, vyrovnávající objemy ve válci) snižuje entropii.

"Spočítal, že každá jednotka informace přináší odpovídající nárůst entropie - konkrétně v poměru S = k log 2 jednotky. Pokaždé, když se démon rozhodne mezi dvěma částicemi, stojí to jeden bit informace." [13] V této rovnici je k Boltzmannova konstanta a logaritmus odráží binární soustavu. Množství entropie produkované měřením ale může být samozřejmě vyšší než základní hodnota, ale nikdy menší, jelikož by se jednalo o porušení druhého termodynamického zákona. [14]

Vlivem své práce Szilárd dokázal, že pojem informace má důležitou roli i v poli termodynamických systémů a fyziky, na co navázal rakouský fyzik Erwin Schrödinger. Zároveň poukázal na souvislosti informace a entropie, především že vlivem informace dochází ke snížení entropie [15] . Nutno ale připomenout, že samotná informace způsobuje zvýšení entropie; je to až zakomponování samotné informace do aktu, které způsobí snížení entropie. Také svou prací poukázal na skutečnost, že informaci přiřazuje k binární soustavě (jako ano/ne).

Úspěchy

Během svého života, ale i posmrtně získal Leo Szilard mnoho ocenění.

Zde je seznam těch nejvýznamnějších:

  • 1954 - obdržel cenu American Academy of Arts and Science – jedno z nejstarších ocenění, cena je udělována každoročně v několika oborech odbornou porotou
  • 1959 - získal ocenění Atoms for Peace Award – založeno společností Ford za přínos v poli nukleární technologie [16]
  • 1960 - obdržel Albert Einstein Award – ocenění, které je udělováno za přínos v oblasti teoretické fyziky, vítěz je vybírán výborem z Institute for Advanced Study [17]
  • 1960 - byl vyhlášen jako Humanist of the Year organizací American Humanist Association, která je zastáncem rovnosti pro humanisty, ateisty, agnostiky a volnomyšlenkáře [18]
  • od roku 1974 byla na jeho počest vyhlášena cena Leo Szilard Lectureship Award největší světovou organizací fyziků American Physical Society, která je každoročně udělována za vědecké přínosy v oblasti fyziky [19]
  • 1996 - byl uveden do National Inventors Hall of Fame za přínos v oblasti jaderného štěpení – organizace ctí osoby za velké technologické pokroky, které umožňují lidský, sociální a ekonomický pokrok [20]
  • je po něm rovněž pojmenován kráter na Měsíci (Szilard)

Publikace

Léo Szilárd i přes 40 let vědeckého výzkumu publikoval pouze 29 článků v odborných časopisech. [21]


Jeho nejvýznamnější práce jsou shrnuty následujíce:

  • roku 1929 napsal práci On the Decrease of Entropy in a Thermodynamic System by the Intervention of Intelligent Beings, která se stala velkým přínosem v oblasti informační vědy kvůli pojetí informace a která je detailně popsána výše
  • roku 1947 se místo fyziky začal věnovat biologii (a od roku 1949 publikoval biologické články) a také v tomto roce v časopise Bulletin of the Atomic Scientists publikoval článek Letter to Stalin popisující návrhy snížení napětí mezi US a SSSR, zároveň zde publikoval článek How to Live with the Bomb and Survive—The Possibility of a Pax Russo–Americana in the Long-Range Rocket Stage of the So-Called Atomic Stalemate, který je nejspíše nejvíce otevřeným článkem, jaký kdy Szilárd napsal a popisuje problémy, kterým čelí svět v tzv. atomovém věku
  • roku 1950 publikoval spolu s Aaron Novickem článek popisující experimentální mutace bakterií pomocí chemostatu, čímž veřejně vystoupil proti způsobu tvorby vodíkových bomb
  • roku 1959 publikoval Teorii stárnutí
  • roku 1961 vydal svou jedinou knihu – The Voice of the Dolphins – sbírku krátkých satirických povídek s politickým podtextem


Také napsal autobiografické segmenty, které jsou uloženy spolu s jeho studiemi v knihovně UC San Diego. Celá sbírka je rozdělena do šestnácti oddílů, které datují jeho práce od třicátých let po rok 1981. Jsou zde obsaženy i listy jeho spolupráce s Albertem Einsteinem. [22]

Použitá literatura a zdroje

  1. Leo, Szilard. In: Atomic Archive [online]. © AJ Software & Multimedia. [cit. 2015-04-28]. Dostupné z: http://www.atomicarchive.com/Bios/SzilardPhoto.shtml
  2. ZUND, Joseph D. Leo Szilard. American National Biography (from Oxford University Press) [online]. 2010 [cit. 2015-04-28].
  3. Leo Szilard [online]. 2015 [cit. 2015-04-29]. Dostupné z: http://www.informationphilosopher.com/solutions/scientists/szilard/
  4. Patent search: Leo Szilard. In: Ústav průmyslového vlastnictví [online]. [cit. 2015-04-28]. Dostupné z: http://worldwide.espacenet.com/searchResults?ST=singleline&locale=cz_CZ&submitted=true&DB=worldwide.espacenet.com&query=leo+szilard
  5. History. In: Council for Assisting Refugee Academics [online]. [cit. 2015-04-29]. Dostupné z: http://www.cara1933.org/history.asp
  6. Einstein's Letter to President Roosevelt - 1939. In: Atomic archive [online]. [cit. 2015-04-29]. Dostupné z:http://www.atomicarchive.com/Docs/Begin/Einstein.shtml
  7. The Manhattan Project: Making the Atomic Bomb. In: Atomic archive [online]. [cit. 2015-04-29]. Dostupné z:http://www.atomicarchive.com/History/mp/
  8. The Franck Report, June 11, 1945. In: Dannen.com [online]. [cit. 2015-04-29]. Dostupné z:http://www.dannen.com/decision/franck.html
  9. WITTNER, Lawrence S. The struggle against the bomb. Stanford, Calif.: Stanford University Press, 1993-2003, s. 24-29. ISBN 08047486243-. Dostupné z: http://books.google.cz/books?hl=cs&id=jOFCnXvan6gC&q=szilard#v=snippet&q=szilard&f=false
  10. CHVOSTA, Petr. Od Maxwellova démona k Brownovým motorům. [online]. 129 - 148 [cit. 2015-04-29]. Dostupné z: http://archiv.otevrena-veda.cz/users/Image/default/C2Seminare/MultiObSem/008.pdf
  11. GARWIN, Richard L. Leo Szilard in Physics and Information. [online]. April 7, 2014 [cit. 2015-04-29]. Dostupné z: http://fas.org/rlg/04_07_2014LeoSzilardinPhysicsandInformation.pdf
  12. SZILARD, Leo. ON THE DECREASE OF ENTROPY IN A THERMODYNAMIC SYSTEM BY THE INTERVENTION OF INTELLIGENT BEINGS. 1929. Dostupné z: http://www.weizmann.ac.il/complex/tlusty/courses/InfoInBio/Papers/Szilard1929.pdf
  13. GLEICK, James. Informace: historie, teorie, záplava. 1. vyd. v českém jazyce. Praha: Dokořán, 2013, s. 224. Zip (Argo: Dokořán). ISBN 978-80-7363-415-5.
  14. Leo Szilard. The Information Philosopher [online]. [cit. 2015-04-29]. Dostupné z: http://www.informationphilosopher.com/solutions/scientists/szilard/
  15. Heterogenity, 2. termodynamický zákon a Maxwellův démon. Vesmír [online]. 2000, č. 79 [cit. 2015-04-29]. Dostupné z: http://casopis.vesmir.cz/clanek/heterogenity-2-termodynamicky-zakon-a-maxwelluv-demon
  16. Recipients of the Atoms for Peace Awards. In: Massachusetts Institute of Technology. Institute Archives and Special Collections [online]. [cit. 2015-04-28]. Dostupné z: https://libraries.mit.edu/archives/research/collections/collections-mc/mc10.html
  17. 1960 Albert Einstein Award. In: Awards & winners [online]. [cit. 2015-04-28]. Dostupné z: http://awardsandwinners.com/category/albert-einstein-award/1960/
  18. Humanist of the year. In: American humanist association [online]. [cit. 2015-04-28]. Dostupné z:http://americanhumanist.org/AHA/Humanists_of_the_Year
  19. Leo Szilard Lectureship Award. In: APS physics [online]. [cit. 2015-04-28]. Dostupné z: http://www.aps.org/programs/honors/awards/szilard.cfm
  20. Inductees: Leo Szilard. In: National inventors. Hall of fame [online]. [cit. 2015-04-28]. Dostupné z: http://invent.org/inductee-detail/?IID=141
  21. Leo Szilard Facts. In: Your dictionary [online]. [cit. 2015-04-28]. Dostupné z: http://biography.yourdictionary.com/leo-szilard
  22. Leo Szilard Papers, 1898 - 1998. In: UC San Diego: The library [online]. [cit. 2015-04-28]. Dostupné z: http://libraries.ucsd.edu/speccoll/findingaids/mss0032.html#header

Externí zdroje

Široká sbírka článků je uložena v Mandeville Special Collections Library a Geisel Library, které jsou součástí Kalifornské univerzity v San Diegu - http://roger.ucsd.edu/search~S9/?searchtype=X&searcharg=szilard+leo&searchscope=9&sortdropdown=-&SORT=DZ&extended=1&SUBMIT=Search&searchlimits=&searchorigarg=Xszilard%26SORT%3DD

LANOUETTE, William a Bela A SILARD. Genius in the shadows: a biography of Leo Szilard : the man behind the bomb. New York: Maxwell Macmillan International, c1992, xix, 587 p., [16] p. of plates. ISBN 0684190117 – psána za asistence Szilárdova bratra Bela.

RHODES, Richard. The making of the atomic bomb. 1st ed. New York: Touchstone Book, 1988, 886 s., [42] s. obr. příloh. ISBN 0684813785. - práce v oblasti fyziky, na kterých Szilárd pracoval během války

SZILARD, Leo. The collected works of Leo Szilard. Cambridge, Mass.: MIT Press, [1972-, v. <1-2 > . ISBN 0262060396. – zahrnují Szilárdovy vlastní autobiografické poznámky, dokumenty spojené s Manhattan Project a patenty. Také je zde obsažen článek “Creative Intelligence and Society: The Case of Atomic Research, the Background in Fundamental Science”, který poskytuje náhled na jeho práci v oblasti atomového výzkumu.

SZILARD, Leo, Spencer R WEART a Gertrud Weiss SZILARD. Leo Szilard, his version of the facts: selected recollections and correspondence. Cambridge, Mass.: MIT Press, c1978, xxii, 244 p. ISBN 0262191687.; a SZILARD, Leo, Helen S HAWKINS, G GREB a Gertrud Weiss SZILARD. Toward a livable world: Leo Szilard and the crusade for nuclear arms control. Cambridge, Mass.: MIT Press, c1987, lxxiv, 499 p. - jsou publikované kolekce Szilárdových poznámek netechnického charakteru.