Čeští matematici a fyzici světového jména
Česká věda dala světu jména, která dnes nesou celé matematické věty, fyzikální veličiny i algoritmy používané v síťovém inženýrství. Od barokního učence, který rozložil světlo dřív než Newton, po logika z Brna, jenž otřásl základy matematiky. Tento přehled propojuje osobnosti, jejichž objevy překročily hranice českých zemí a dodnes se učí na univerzitách po celém světě.
Koho jsme do přehledu zařadili
Do výběru patří matematici a fyzici narození v českých zemích nebo zde působící, jejichž práce má doloženě mezinárodní dosah. Kritériem je konkrétní odkaz, který přežil svého autora: pojmenovaná věta, číslo nesoucí jméno badatele, nebo metoda, na kterou navazuje moderní obor. Nejde o pořadí ani o srovnávání zásluh napříč staletími. Řadíme chronologicky, od baroka k dvacátému století, aby vynikla souvislost mezi jednotlivými generacemi české vědy.
Barokní počátky: světlo a náraz těles
Jan Marek Marci (1595 Lanškroun, 1667 Praha) byl lékař, přírodní filozof a rektor pražské univerzity. Studoval lom světla hranolem a popsal rozklad bílého světla na barvy spektra ještě před Isaacem Newtonem, i když bez jeho matematického aparátu. Zabýval se také zákony nárazu pružných těles a jevem, který dnes řadíme k ohybu světla. Jeho spis o duze a barvách z poloviny sedmnáctého století patří k prvním systematickým pokusům vysvětlit optické úkazy měřením, nikoli spekulací.
Marci pracoval v době, kdy se přírodní věda teprve oddělovala od filozofie. Právě proto je jeho důraz na pozorování a experiment tak pozoruhodný. Udržoval korespondenci s učenci po celé Evropě a jeho jméno se objevuje v dějinách optiky i mechaniky. Barokní Praha tak stála u jednoho z prvních kroků k pochopení, jak se světlo chová.
Matematici, po nichž se jmenují věty a algoritmy
Bernard Bolzano (1781, 1848 Praha) byl matematik, logik, kněz a filozof. Do dějin se zapsal Bolzanovou-Weierstrassovou větou a Bolzanovou-Cauchyovou větou o mezihodnotě, kterou roku 1817 dokázal ryze analyticky, bez odvolání na názor. Sestrojil také příklad spojité funkce, která nemá v žádném bodě derivaci, což tehdejší matematiky zaskočilo. V posmrtně vydaných Paradoxech nekonečna předjímal pozdější teorii množin. Za své názory byl zbaven univerzitní katedry, přesto psal dál.
Otakar Borůvka (1899 Uherský Ostroh, 1995 Brno) formuloval už roku 1926 algoritmus pro nalezení minimální kostry grafu. Byl to vůbec nejstarší postup svého druhu a Borůvku k němu přivedla praktická úloha, jak co nejúsporněji elektrifikovat moravské obce. Dnes se jeho metoda znovu objevuje v návrhu počítačových a energetických sítí, protože se dobře paralelizuje. Borůvka se věnoval i diferenciálním rovnicím a teorii grup a stal se jednou z opor brněnské matematické školy.
Kurt Gödel (1906 Brno, 1978 Princeton) patří k největším logikům historie. Jeho věty o neúplnosti z roku 1931 ukázaly, že v každém dostatečně bohatém formálním systému existují pravdivá tvrzení, která v něm nelze dokázat. Tím zásadně změnil pohled na základy matematiky. Předtím dokázal větu o úplnosti predikátové logiky, později přispěl i k obecné teorii relativity modelem rotujícího vesmíru. V Princetonu patřil k blízkým přátelům Alberta Einsteina.
Fyzici, jejichž jméno nese veličina
Ernst Mach (1838 Chrlice u Brna, 1916 Haar u Mnichova) byl fyzik a filozof. Zkoumal chování těles pohybujících se rychleji než zvuk a jako jeden z prvních vyfotografoval rázovou vlnu za letícím projektilem. Podle něj se dnes pojmenovává Machovo číslo, poměr rychlosti tělesa k rychlosti zvuku, běžné v letectví. Machův princip, podle nějž souvisí setrvačnost tělesa s rozložením hmoty ve vesmíru, inspiroval Einsteina při formulaci obecné relativity.
Čeněk Strouhal (1850 Seč, 1922 Praha) byl zakladatel české experimentální fyziky a první profesor fyziky na české pražské univerzitě. Studoval takzvané eolické tóny, tedy zvuk, který vzniká při obtékání drátů proudícím vzduchem. Z těchto pokusů odvodil bezrozměrné Strouhalovo číslo, které popisuje kmitání odtrhávajících se vírů. Používá se dodnes v aerodynamice, akustice i při návrhu komínů a mostů, kde se počítá s chvěním vyvolaným větrem.
Co tato jména spojuje
Nápadné je, jak často se v příběhu české matematiky a fyziky vrací Brno. Zde se narodil Ernst Mach i Kurt Gödel a právě zde působil Otakar Borůvka. Moravská metropole tak stojí za třemi jmény, která zná odborná literatura po celém světě. Souvislost ovšem není jen zeměpisná: všechny tyto osobnosti spojuje důraz na přesnost, ať už šlo o důkaz věty, měření zvuku, nebo mez formálního systému.
Druhým poutem je mezinárodní působení. Bolzano psal německy v Praze, Mach přednášel ve Vídni, Gödel dokončil své dílo v americkém Princetonu. České země tu vystupují jako kolébka talentů, které pak obohatily vědu daleko za svými hranicemi. Přesto zůstává jejich původ součástí příběhu a připomínkou, že špičkový výzkum tu má hlubokou tradici.
Kde pokračovat
Matematici a fyzici jsou jen jednou z linií, kterými se dá procházet českou vědou a kulturou. Chronologicky navazují na barokní učence i na pozdější generaci vynálezců a chemiků. Souhrnný rozcestník najdete v přehledu českých historických osobností, kde jsou profily řazené podle oborů a epoch, od panovníků přes vědce až po umělce dvacátého století.
Časté otázky
Který český objev v matematice je nejznámější?
K nejcitovanějším patří Bolzanova-Cauchyova věta o mezihodnotě a věty o neúplnosti Kurta Gödela. Oba výsledky se probírají v základních kurzech logiky a matematické analýzy po celém světě.
Co je Machovo a co Strouhalovo číslo?
Machovo číslo udává poměr rychlosti tělesa k rychlosti zvuku a používá se v letectví. Strouhalovo číslo popisuje kmitání vírů při obtékání překážek a uplatní se v aerodynamice i akustice.
Proč se v přehledu tak často objevuje Brno?
V Brně se narodil Ernst Mach i Kurt Gödel a působil zde Otakar Borůvka. Město tak stojí za třemi jmény s mezinárodním dosahem, což z něj dělá výrazný uzel v dějinách české vědy.
K čemu slouží Borůvkův algoritmus dnes?
Hledá minimální kostru grafu, tedy nejúspornější způsob, jak propojit body sítě. Uplatní se při návrhu počítačových a energetických sítí a znovu se využívá díky tomu, že se dobře počítá paralelně.
Byl Jan Marek Marci opravdu před Newtonem?
Marci popsal rozklad bílého světla hranolem na barvy spektra už v polovině sedmnáctého století, tedy před Newtonovými pokusy. Chyběl mu ale Newtonův matematický aparát, takže jeho práce zůstala spíše popisná.
