Alenka se nudila. Všichni kamarádi byli na prázdninách a ještě navíc pršelo, takže jí nezbývalo než sedět doma a koukat na televizi. Tohle odpoledne už viděla pátý díl úvodního kurzu esperanta, pořad pro zahrádkáře a proslov ministra, který hřímal něco o vyšších morálních principech, jimiž se vláda řídí. Beznadějně se nudila.
Zrak jí padl na knížku na podlaze vedle židle. Byla to Alenka v říši divů, kterou tam po dočtení pohodila. „Proč v té bedně nemůžou dávat víc grotesek nebo něčeho jiného, na co se dá dívat,“ bručela si. „Kéž by to se mnou bylo jako s to Alenkou z knížky. Taky se nudila a najednou se ocitla ve světě plném zajímavých stvoření a podivuhodných událostí. Kdybych se tak mohla nějak zmenšit a prolézt televizní obrazovkou, třeba bych i já objevila něco úžasného.“
Frustrovaně zírala na obrazovku, kde právě předseda vlády sděloval, jak venkoncem je vše lepší než před třemi lety, byť to tak vždy nevypadá. K jejímu překvapení se předsedova tvář náhle rozpadla v obláček drobných skvrn, které se všechny pohybovaly ke středu a jakoby dovnitř. Zdálo se, že ji k sobě lákají.
„Snad opravdu chtějí, abych šla s nimi,“ pomyslela si Alenka. Vyskočila a rozběhla se k televizi, zakopla však o knížku, kterou tam tak nedbale nechala válet, a začala padat hlavou rovnou do obrazovky. Ta se k jejímu údivu začala nepochopitelně roztahovat - a Alenka se najednou ocitla uprostřed reje skvrnek a spolu s nimi kamsi letěla, snad dovnitř televize.
„Nic nevidím, když ty puntíky kolem mě rejdí, je to jako v sněhové bouři, nevidím ani svoje nohy,“ myslela si. „Kdybych viděla aspoň něco, takhle vůbec nevím, kde to jsem.“
V tu chvíli ale ucítila, že její nohy narazily na něco pevného, a zjistila, že stojí na něčem tvrdém a hladkém. Rej teček kolem ní mizel a ona začala rozeznávat jakési nejasné postavičky.
Podívala se pozorněji na tu nejbližší - spatřila mužíka, který jí sahal sotva po pás. Dalo se jen těžko rozpoznat, jak vypadá, protože neustále strašně rychle poskakoval sem a tam. Viděla, že drží jakousi hůlku, možná složený deštník, a ukazoval jí někam nahoru.
„Dobrý den, já jsem Alenka,“ slušně se představila, „smím se zeptat, kdo jste vy?“
„Já jsem elektron,“ odpověděl mužík, „jsem elektron se spinem nahoru. Snadno mě rozpoznáte od mé přítelkyně, elektronu se spinem dolů, ta je úplně jiná než já,“ a pod fousy si zabručel něco jako „Vive la différence!“. „To znamená ,Ať žije rozdíl!‘,“ řekla si v duchu pyšně Alenka, z francouzštiny měla jedničku. Ale druhý elektron - či paní elektronová se jí zdála úplně stejná, jenom držela svou hůlku či deštník obráceně, směrem dolů.
Protože i ona rychle kmitala na všechny strany, daly se rozdíly v podivné dvojici jen těžko hledat.
Vlastnosti částic, jež tvoří atomy (a jejich nestabilních příbuzných), se velice liší od vlastností makroskopických objektů. Elektrony jsou neobyčejně malé a navzájem se ani nepatrně neliší, jsou zcela identické.
Nesou jakousi formu rotace, spin, i když se nedá říct, co se vlastně otáčí. Pozoruhodné ale je, že rotace všech elektronů se děje touž rychlostí. Jediným rozdílem je, že některé se otáčejí na jednu, jiné na druhou stranu, tedy u některých směřuje osa rotace jedním, u jiných opačným směrem. Podle směru rotační osy o nich hovoříme jako o elektronech se spinem nahoru a elektronech se spinem dolů.
„Nechtěl byste se na chvilku zastavit, prosím?“ poprosila Alenka svého prvního známého. „Takhle si vás vůbec nemůžu prohlédnout!“
„Já bych chtěl,“ odpověděl elektron. „Moc bych chtěl, ale bohužel zde na to není dost místa. Kvůli vám to ale přece jen zkusím.“
A skutečně začal své poskakování zpomalovat. Jenže čím pomaleji se pohyboval, tím více se začal rozpínat na všechny strany a jeho obrysy se stávaly mlhavějšími a nezřetelnějšími. Sice už tak bláznivě neposkakoval, ale Alenka si ho nemohla prohlédnout o nic lépe než předtím, protože všechno na něm bylo rozmazané. „Lépe to nejde,“ omlouval se její nový přítel. „Čím pomaleji se hýbu, tím více se roztahuji. To je zde, v říši kvant, základní zákon: V čím menší místnosti jsi, tím rychleji se musíš pohybovat. A proti zákonu se nedá nic dělat.“
Pokračování na straně II
Dokončení ze strany I
„Skutečně tu není dost místa na zpomalení,“ pokračoval Alenčin společník a dal se opět do zběsilého poskakování. „Začíná to tu být přeplněné, tak se musím stáhnout.“ Skutečně, plošina, na které Alenka stála, se zatím zaplnila postavičkami, z nichž každá tančila v divokém diskotékovém rytmu.
„To jsou mi ale podivné bytosti,“ myslela si Alenka. „Pokud ani na chvilku nepostojí, nepoznám, jak opravdu vypadají. Přitom, zdá se, není naděje, že by se zklidnily.“ Přestala tedy doufat, že s tím hopsáním přestanou, a zkusila jinou otázku: „Co je to za plošinu, na které stojíme?“
„Samozřejmě železniční nástupiště,“ odpověděl vesele jeden z elektronů (Alenka nemohla poznat který, všechny vypadaly stejně a stále si vyměňovaly místa). „Čekáme na vlnový vlak k obrazovce, kterou támhle vidíš. Kdo chce pokračovat dál, musí přesednout do fotonového vlaku.“ „Myslíš televizní obrazovku?“ zeptala se Alenka.
„No ovšem,“ prohlásil jeden z elektronů. Alenka by přísahala, že to byl jiný než ten, co mluvil předtím, ale jistá si nebyla. „Pojď, vlak už je tady, musíme nastoupit.“ Heisenbergův princip neurčitosti říká, že žádná částice nemůže mít zároveň přesně definovanou polohu i rychlost. Z toho plyne, že částice nemůže být na určitém místě v klidu, protože objekt v klidu přesně definovanou rychlost má, totiž nulovou.
Opravdu, k nástupišti se blížila řada vagonů dělených do velmi malých kupé se samostatnými dveřmi na nástupiště. Některá byla prázdná, v některých seděl jeden elektron, v jiných dva. Všechna prázdná kupé se rychle plnila - zdálo se, že žádné nezůstalo prázdné -, ale nikam se nenacpaly více než dva elektrony, které na opozdilce běhající po nástupišti a hledající volná místa volaly: „Obsazeno! Obsazeno!“
„To se nemůžou trochu uskrovnit a vzít k sobě ještě někoho, když je vlak tak plný?“ ptala se rozhořčeně Alenka svého společníka.
„Ne, kdepak, nikdy víc než dva elektrony pohromadě, tak zní další zákon!“ „Takže se tam už nevejdu,“ posteskla si Alenka.
„Pro tebe to neplatí, ty můžeš nastoupit, do kterého kupé chceš,“ uklidňoval ji kamarádský elektron.
„To nechápu. Když se tam nevejdeš ty, jak se tam může najít místo pro mě, vždyť jsem o tolik větší,“ namítala Alenka.
„Vždyť je to zřejmé, kupé nepojme více než dva elektrony, proto je vlak pro elektrony už skoro naplněný. Ve vlaku ale není žádná jiná Alenka, takže se vejdeš kamkoli.“ Alence se takové pravidlo vůbec zřejmé nezdálo, ale protože měla strach, aby vlak neodjel bez nich, hledala kupé, kam by mohla nastoupit spolu se svým kamarádem. „Co takhle sem, je tu jen jeden elektron, tam snad můžeme?“
„Vůbec ne!“ vykřikl kamarád a zatvářil se hrozně pohoršeně. „Vždyť je tam jiný elektron se spinem nahoru! To je ale nápad! Naprosto proti mému vylučovacímu principu!“ „Myslíš jako, že to tvé morální principy vylučují?“ vzpomněla si na politika, co ji tak nudil v televizi. Elektrony jsou zcela identické a řídí se Pauliho vylučovacím principem, který zakazuje, aby v určitém stavu byl více než jeden elektron, respektive dva, vezmeme-li v úvahu dva možné směry spinu.
„Myslím to, co jsem řekl, proti mému vylučovacímu principu - nebo vlastně proti Pauliho vylučovacímu principu. Ten zakazuje dvěma elektronům dělat přesně totéž. Když už se usadí do jednoho kupé, musí se lišit spinem, můžu si tedy přisednout jen k elektronu se spinem dolů,“ odsekl podrážděně elektron.
Alenka opravdu nechápala, čím ho tak rozzlobila, ale rychle se rozhlédla po kupé, které by vyhovovalo lépe. Naštěstí objevila jedno, kde seděl elektron se spinem dolů, a tam její společník ochotně naskočil. K svému překvapení Alenka zjistila, že byť malinké kupé teď vypadalo plné, pohodlně se tam vešla i ona.
Jakmile se oba usadily, vlak se rozjel. Cestou se nic zajímavého nedělo, ani okolní krajina nestála za pozornost, takže Alenka byla ráda, když vlak začal zastavovat. „To už musí být obrazovka, uvidíme, co se tu bude dít,“ pomyslila si. Na obrazovce panoval veliký shon. „Co se to tu děje?“ podivila se Alenka nahlas. „Proč jsou všichni tak vzrušení?“ A jako by to byla odpověď na její otázku, nádražní rozhlas oznamoval: „Upozorňujeme cestující, že fosfor na obrazovce byl excitován elektrony, které přijely vlnovým vlakem. Uvolněte prostor u prvního nástupiště, odkud odjede fotonový expres. Vlak je připraven k odjezdu!“
KNIHOVNIČKA LN Každý den přinášíme ukázky z knih na trhu, které stojí za to v létě číst
Robert Gilmore Alenka v říši kvant Vydalo: Nakladatelství Paseka 184 stran, cena 212 Kč
Zítra: Zrození vagabunda
