Student World

Před 200 lety, 29. listopadu 1803, se narodil rakouský fyzik a astronom Christian Doppler, který objevil jev známý dnes jako Dopplerův princip. Vedle toho tento profesor fyziky navrhl optický dálkoměr.

Dopplerův jev (též Dopplerův posun) popisuje změnu vlnové délky akustických nebo elektromagnetických vln v závislosti vzájemného pohybu pozorovatele a zdroje. To, co ve své době bylo považováno za sice zajímavou, ale v podstatě okrajovou záležitost týkající se pouze akustiky, způsobilo ve 20. století revoluci v astrofyzice. Doppler, jenž zemřel v polovině předminulého století v pouhých padesáti letech, by asi sám nevěřil, jaké důsledky bude jednou mít jeho objev na vědecké poznání.

Christian Johann Doppler (1803-1853), jeden z představitelů tzv. „klasického období optiky a akustiky“, se narodil v Salzburgu. Původně se počítalo s tím, že převezme rodinný podnik, kamenictví, ale kvůli jeho tělesné slabosti a pochroumanému zdraví z toho k nelibosti rodičů sešlo. Protože ale mladý Christian vykazoval výtečné studijní výsledky, bylo doporučeno, aby byl poslán na univerzitu do Vídně. Zde studoval matematiku, fyziku a astronomii. Po dokončení studia působil na univerzitě jako asistent profesora matematiky a záhy začal publikovat vědecké práce. Jedna z prvních nesla název Příspěvek k teorii rovnoběžek (Ein Beitrag zur Parallelen-Theorie, 1832). Protože místo asistenta bylo dočasné, začal pátrat po dalším zaměstnání.

Po konkursu získal místo v Praze, kde pracoval nejprve jako profesor na střední Technické škole. To byl ale jenom rozjezd pro jeho další kariéru. V roce 1841 byl totiž jmenován profesorem matematiky a geometrie na pražském Polytechnickém institutu. Ne že by vše proběhlo bez nesnází. Doppler měl přetrvávající zdravotní problémy, vedle toho mu byla záhy po jeho vstupu na akademickou půdu udělena důtka za to, že se ke studentům chová hrubě a přezíravě. Vědec se proti tomu ohradil a podporu mu vyjádřil i Berhard Bolzano (1781-1848), bezesporu nejvýznamnější osobnost, která v 19. století v pražském vědeckém světě působila. Bolzano, jenž v té době působil jako tajemník matematické sekce Královské české společnosti věd, od té doby udržoval kontakt s Dopplerem a vážil si jeho myšlenek a nápadů, jímž se většinou u ostatních matematiků té doby nedostávalo takřka žádného přijetí. Důtka byla nakonec z Dopplerových osobních listin odstraněna.

Krátce po svém vstupu na pražskou polytechniku publikoval Doppler svůj zásadní článek. Nesl název O barevném světle dvojhvězd a určitých jiných hvězdách na nebesích (Ueber das farbige Licht der Doppelsterne und einiger anderer Gestirne des Himmels, 1843). I když obsahuje některé omyly, které byly později vyvráceny, je v něm zároveň první formulace tzv. Dopplerova jevu, popisujícího souvislost frekvence světla s relativní rychlostí jeho zdroje. Doppler zároveň v této studii vyjádřil prozíravou předpověď, že tento fyzikální princip umožní měřit pohyb a vzdálenost těch hvězd, kde není možno využít metodu paralaxy. Co víc, Doppler svůj objev brzy aplikoval i na akustiku, když provedl svůj slavný pokus se zvukem. Využil při něm hudebníky v jedoucím vlaku a jejich kolegy, kteří poslouchali určité tóny. Na základě těchto experimentů publikoval Doppler v roce 1846 vylepšenou verzi svého principu, kdy uvažoval jak pohyb zdroje, tak pohyb pozorovatele. Přesto mu v tomto směru řada fyziků a matematiků nedůvěřovala. Po objevu spektrální analýzy v roce 1859, kdy již byl Doppler šet let po smrti, ovšem již nikdo o Dopplerovu jevu nemohl pochybovat.

Není sporu o tom, že Doppler byl originálním myslitelem. Vedle své nejvýznamnější práce, jejíž dosah byl zhodnocen až ve 20. století (viz článek Edwin Hubble: vesmír se rozpíná! http://www.scienceworld.cz/sw.nsf/ID/76A43CD2C103046DC1256DAC003141C5), publikoval množství podružnějších článků zabývajících se algebrou, elektřinou a magnetismem, astronomií, ale zejména optikou a akustikou. Byl i vynikající praktik a experimentátor, sestavil a zdokonalil řadu optických přístrojů.

Nicméně jeho zdravotní potíže přetrvávaly. V důsledku toho se Doppler rozhodl změnit působiště a přijal místo na Akademii hornictví a lesnictví v Banské Štiavnici. Ale to byla jen krátká, v podstatě bezvýznamná zastávka. V roce 1850 byl totiž díky svým pozoruhodným článkům z oblasti optiky a akustiky jmenován prvním ředitelem Institutu fyziky na univerzitě ve Vídni. Kvůli svému nalomenému zdraví, které se nadto začalo zhoršovat, zde však působil jen velmi krátce. Zemřel v Benátkách v roce 1853.

Zdroje:

Doppler
http://www-gap.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Doppler.html

Christian Doppler
http://www.christian-doppler.com/

Jiří Svršek: MATEMATIKOVÉ V HISTORII: Christian Doppler
http://pes.internet.cz/veda/clanky/14288_0_0_0.html

Dopplerova bibliografie
http://www.math.muni.cz/math/biografie/bib/hlavni/doppler.html

Sympozium k dvoustému výročí narození Ch. Dopplera v Salzburgu
http://www.sbg.ac.at/doppler/agenda_e.html

Literatura (výběr):
H. Grössnig: Christian Doppler (1803-1853), Vol.1, Böhlau Verlag, Vienna, 1992.
P. Schuster: Christian Doppler (1803-1853), Vol.2, Böhlau Verlag, Vienna, 1992
F. Houdek, J. Tůma: Objevy a vynálezy tisíciletí (Kapitola Doutnák k Velkému třesku začal hořet v Praze, s. 294-296), Nakladatelství Lidové noviny, Praha 2002

autor Jan Kapoun