dovoľte mi na úvod takúto otázku: Ako sa chlapec zo židovskej rodiny v Casablance v Maroku stane prominentným členom parížskej skupiny fyzikov, v ktorej sú dvaja nositelia Nobelovej ceny, respektíve v tom čase budúci nositelia?

Keď som sa krátko po druhej svetovej vojne narodil, Maroko bolo francúzskym protektorátom. To okrem iného znamenalo, že tam bol francúzsky školský systém. A máte pravdu, že pochádzam zo židovského prostredia. Môj otec bol marocký právnik, pochádzal z učiteľskej rodiny. Mama pochádzala z Odesy, odkiaľ ešte pred vojnou emigrovalo veľa Židov. Z viacerých dôvodov. Jedným z nich bol antisemitizmus, ktorý tam bol dlhodobo prítomný, druhým bola boľševická revolúcia. Moja stará mama bola lekárka, jedna z úplne prvých v predrevolučnom Rusku, starý otec bol tiež lekár. Prišli do Francúzska, lenže tam nemohli vykonávať lekársku prax. Mohli ju však vykonávať vo francúzskych kolóniách, tak išli do Maroka. V rodine sme rozprávali po francúzsky a po rusky. Mama so mnou hovorila po rusky a čítať som vedel skôr po rusky než po francúzsky.

a ako ste sa dostali do Paríža?

V roku 1956, keď som mal dvanásť rokov, získalo Maroko nezávislosť. Moji rodičia sa museli rozhodnúť, či chcú zostať v Maroku a prispôsobiť sa arabskej kultúre alebo vychovať svoje deti vo francúzskom prostredí. Rozhodli sa pre Paríž. A keďže som bol dobrý študent, dostal som sa na dobrú univerzitu École Normale Supérieure.

kedy ste sa rozhodli pre štúdium fyziky?

Zo začiatku som vedel len to, že chcem určite študovať vedu. Už na strednej škole ma bavili matematika aj fyzika, zaujímala ma astronómia. Fascinovalo ma, že matematika umožňuje vypočítať veci, ktoré sa dejú v reálnom svete. Boli to časy prvých rakiet, vypustenie Sputnika odštartovalo preteky o pristátie na Mesiaci. Prečítal som si knihu o astronómii, ktorú v 19. storočí napísal Camille Flammarion. Bol to najmä opis slnečnej sústavy a jednotlivých planét. Najviac ma fascinoval príbeh o tom, ako Le Verrier objavil Neptún na základe porúch v obežnej dráhe Uránu. A na tomto príbehu najmä to, že veci sa dajú predpovedať pomocou výpočtov, ktoré sú možno ťažké, ale v princípe sa dajú ľahko pochopiť. Vtedy som si myslel, že chcem robiť astronómiu. 

čo rozhodlo pre fyziku?

Asi fantastické prednášky, ktoré mali na École Normale Alfred Kastler a Claude Cohen-Tannoudji, ktorých ste už spomínali. Boli to prednášky z kvantovej fyziky a špeciálnej teórie relativity, ktoré ma úplne nadchli. Ešte viac som si uvedomil, aká dôležitá je matematika pre pochopenie toho, čo sa okolo nás deje. Svet na úrovni atómov sa vôbec nedá pochopiť bez matematiky. Pričom tá matematika je, neviem, či v tomto budete so mnou súhlasiť, v podstate jednoduchšia ako matematika potrebná v klasickej fyzike. Diferenciálne rovnice, ktoré potrebujeme riešiť v klasickej fyzike, sú často zložitejšie ako rovnice kvantovej fyziky. Je to paradox – kvantová fyzika je na jednej strane ťažko uchopiteľná, keďže pre ňu nemáme vyvinutú intuíciu, a na druhej strane ľahko uchopiteľná, ak máte určitú matematickú kultúru. Jej rovnice nie sú až také zložité. 

škola zjavne zohrala vo vašom živote veľmi pozitívnu úlohu. Čo si myslíte vo všeobecnosti o úlohe školy? 

Podľa mňa je škola veľmi dôležitá. École Normale bola založená počas francúzskej revolúcie, pred napoleonskými vojnami. Jej pôvodným cieľom bolo vychovávať budúcich učiteľov. Vzdelávať ľudí v schopnosti vysvetľovať to, čo sa naučili, je veľmi dôležité. Francúzsky spisovateľ Boileau už v 17. storočí napísal, že to, čomu človek rozumie, by mal vedieť vyjadriť jasne a bez dlhého hľadania slov. Z tohto hľadiska som mal veľmi dobrých učiteľov. Claude Cohen-Tannoudji vysvetľoval veci veľmi jasne, v kvantovej mechanike nevenoval veľa času problémom interpretácie, o ktorých sa dalo rozprávať neskôr. 

čo je podľa mňa správna voľba, špeciálne v úvodných kurzoch kvantovej mechaniky.

Presne tak. Jeho prednášky boli naozaj veľmi zrozumiteľné. A nielen jeho. Vo Francúzsku máme celoštátnu výberovú skúšku, volá sa Agrégation, a certifikát z nej preukazuje, že človek bude dobrým učiteľom. Na tú skúšku, respektíve konkurz, je potrebné sa dobre pripraviť. Nie je to len o tom, čo človek vie, ale aj o tom, ako dobre to vie prezentovať. Mnohí vedci z École Normale prešli touto prípravou – voľakedy väčšina, dnes už je to menej –, a to je veľmi užitočné. Tradícia, ktorá považuje odovzdávanie vedomostí za rovnako dôležité ako vedomosti samotné, je podľa mňa naozaj dobrá. 

podľa mojich osobných skúseností je to dokonca tak, že niečomu naozaj rozumiem až vtedy, keď to viem rozumným spôsobom vysvetliť niekomu inému. 

Súhlasím. Spomeniem svoju vlastnú skúsenosť z Collège de France, kde som sa stal neskôr profesorom. Je to veľmi stará inštitúcia, bola založená v roku 1530, takže o chvíľu budeme oslavovať päťsto rokov. Jej cieľom je sústrediť ľudí vzdelaných v prírodných a humanitných vedách a nechať ich vysvetliť svoju prácu ľuďom, ktorí majú o vedu záujem, ale nie sú vedcami. A na to, aby človek vysvetlil veci na tejto úrovni, im musí naozaj hlboko rozumieť. A mne sa stalo, že nápady na niektoré experimenty som dostal práve vďaka tomu, že som bol schopný vysvetľovať svoju prácu bežným ľuďom. Myslím, že vzťah medzi učením a výskumom je veľmi hlboký.

čím sa dostávame k výskumu a poďme rovno k tomu, za ktorý ste dostali Nobelovu cenu. Tá bola udelená za nájdenie metód manipulácie s individuálnymi atómami či časticami. V zdôvodnení udelenia ceny sa spomínali praktické aplikácie napríklad v oblasti kvantových počítačov a v materiáloch nobelovskej komisie sa uvádzala aj súvislosť s fundamentálnymi otázkami kvantovej fyziky, napríklad s paradoxom Schrödingerovej mačky. Začnime tou manipuláciou. S čím ste manipulovali a aké boli vaše nástroje?

Asi by som mal hneď na začiatku povedať, že myšlienka manipulácie s jednotlivými časticami bola predmetom debát už pri zrode kvantovej mechaniky. Napríklad Bohr a Einstein o nej vášnivo diskutovali na slávnom solvayovskom kongrese v roku 1927 a potom opäť v roku 1931. Predstavovali si experimenty, v ktorých by sa dal dať do krabice jeden jediný atóm alebo elektrón a potom sledovať, čo sa bude diať.Pomocou nedávno objavených princípov kvantovej fyziky boli schopní opísať tieto experimenty a Einstein sa pomocou týchto myšlienkových experimentov snažil nájsť logické chyby v kvantovej mechanike. Lenže Bohr mu bol vždy schopný vysvetliť, že tie experimenty sa dajú logicky vysvetliť v rámci kvantovej mechaniky. Celý čas si však mysleli, že sa tie experimenty nikdy nebudú dať naozaj urobiť. Podľa mňa si to mysleli Bohr aj Einstein, celkom určite si to myslel Schrödinger. Ten neskôr v roku 1952 explicitne povedal, že občas si síce predstavujeme ako manipulujeme s jedným elektrónom alebo jedným atómom, ale vždy to vedie k absurdným záverom. Podľa mňa si Schrödinger myslel, že manipulácie s časticami „in vivo“, čiže bez ich zničenia, nebudú nikdy možné.

a vám sa podarilo urobiť práve takéto experimenty.  

Áno, a jednou z krás fyziky je, že sme to dokázali urobiť na základe technických vynálezov, ktoré boli založené práve na kvantovej fyzike. Lasery hrali absolútne kľúčovú úlohu a laser nedokážete vyrobiť, ak nechápete interakcie medzi atómami a fotónmi na kvantovej úrovni. Pre experimenty na kvantovej úrovni sú okrem toho zásadne dôležité počítače, jednak na riadenie experimentu, jednak na ukladanie a spracovanie dát. No a počítače tiež fungujú na základe kvantového správanie elektrónov v tranzistoroch. Je to taká slučka, v ktorej nám dobré teoretické pochopenie základov kvantovej fyziky umožňuje robiť experimenty na čoraz hlbšej kvantovej úrovni. Som si istý, že Einstein aj Schrödinger by boli nadšení z toho, čo sa dnes v kvantovej fyzike deje. A ja som nadšený z toho, že aj bez možnosti robiť tie experimenty dokázali správne pochopiť kvantovú superpozíciu a entanglement. Všetko to chápali správne, aj keď len na báze myšlienkových experimentov.

BORIS NÉMETH

pričom vy ste boli jeden z tých ľudí, ktorí dokázali ich myšlienkové experimenty realizovať v laboratóriu.

Ale to sa nestalo zo dňa na deň, malo to svoj vývoj. Zo začiatku som na École Normale pracoval na spektroskopii. Keď som robil na svojej PhD. práci, mal som okrem obrovského šťastia na charizmatických učiteľov šťastie aj v tom, že v tých časoch bol objavený laser. To bol fantastický nástroj. Laserové svetlo má vlastnosti, ktoré ho veľmi odlišujú od svetla obyčajnej lampy. A spolu so svojím učiteľom som intuitívne pochopil, aké veľké možnosti otvára laser pre oblasť atómovej fyziky. Lasery umožnili zvýšiť presnosť niektorých meraní o desať rádov. Toto možno ľudia, ktorí nepracujú vo fyzike, nedokážu celkom doceniť, ale znamenalo to obrovské vylepšenia v mnohých oblastiach experimentálnej fyziky. Ja som napríklad prešiel od spektroskopie ku štúdiu takzvaných Rydbergových atómov, čo sú veľmi excitované atómy s elektrónmi ďaleko od jadra. A začal som ich študovať len preto, lebo som si uvedomil, že to lasery umožňujú. Ak vidíte, že môžete urobiť niečo nové, tak to skúsite, aj keď neviete, na čo by to mohlo byť dobré.

„Fotón vo voľnom priestore letí rýchlosťou 300 000 kilometrov za sekundu, takže je to dosť ťažko polapiteľná častica.“

tieto atómy nakoniec hrali kľúčovú úlohu v experimentoch, za ktoré ste získali Nobelovu