Věda není obsažena jen ve vzorcích a rovnicích

Pod záštitou Učené společnosti České republiky se 21. září 2010 v prostorách budovy Akademie věd ČR konal slavnostní křest autobiografické publikace prof. Arnošta Reisera Život s vědou 1939–2009, kterou u příležitosti autorových 90. narozenin vydalo Vydavatelství VŠCHT Praha. Knihu autorovi předala prof. Helena Illnerová, místopředsedkyně Učené společnosti ČR, patronem publikace se stal prof. Rudolf Zahradník, čestný předseda AV ČR. Díky této události se mi naskytla příležitost vyslechnout si strhující a nevšední životní příběh. Pro mnohé čtenáře může být odvážná cesta Arnošta Reisera za poznáním či jeho neutuchající elán vzácnou inspirací. „Ač fyzicky žádný Herkules, jeho duše je nadmíru statečná a houževnatá, a to i ve chvílích nejtěžších. Jeho charakter představuje monokrystal z nejlepšího materiálu,“ uvádí v předmluvě publikace Rudolf Zahradník.


Foto: © Luděk Svoboda, Akademický bulletin

Životní i vědeckou dráhu světově uznávaného chemika a později ředitele Ústavu zobrazovacích věd na Polytechnické univerzitě v New Yorku prof. Arnošta Reisera lze jen obtížně představit v několika řádcích. Co by mohlo být námětem hned pro několik životních scénářů, se v případě prof. Reisera setkalo v jednom jediném. O jeho cestě protkané řadou nečekaných náhod v životně vypjatých situacích vypráví kniha Útěk, kterou v r. 2006 vydalo Nakladatelství Academia. Pročítáním publikace Život s vědou 1939–2009 se čtenář naopak ocitá v prostorách velkých laboratoří, kde se během 20. století postupně rodila jedna z nejdůležitějších technických změn... „Nikdo z nás tehdy netušil, že jsme vkročili do samých začátků polovodičové revoluce, která měla během několika let změnit život na Zemi...“ zmiňuje autor a dodává „Jsem přesvědčen, že ze všech revolucí, které lidstvo zažilo, je významnější jen zrod jazyka před nějakými 30 000 lety a mnohem pozdější vynález písma.“

Pane profesore, již 28 let působíte v Americe, předtím jste strávil 22 let v Anglii a 40 let v Čechách. Kde se za tu celou dobu cítíte nejvíc doma?
Popravdě ani nevím. Je fakt, že jsme si zvykli v Brooklynu, doma se tam však necítíme. V Čechách ano, ale od té doby, co jsme zde žili, se toho tolik změnilo. Nejspíš bych řekl tady, ale s otazníkem.

Trajektorie vašeho života je zcela nevšední a plná zvratů. Přesto lze říci, že téměř každý úsek má něco společného, a sice chemii. Už během pobytu v koncentračním táboře Terezín jste se v roce 1943 dostal do chemické laboratoře. Jak vůbec taková laboratoř fungovala?
Ještě před Terezínem, v roce 1940, přicestovalo z Německa do Prahy mnoho dobrých vědců. Tehdy židovská náboženská obec otevřela cyklus rekvalifikačních kurzů pro vzdělávání mladých židů, aby jim tak nahradila nepřístupná akademická studia. V jednom bytě byl zřízen kurz anorganické a analytické chemie, kam nás chodilo 10 až 12, a zde jsem potkal chemika Jana Ročka, který mě později v Terezíně doporučil vedoucímu laboratoře Adolfu Pollakovi. Tomu se v samém začátku podařilo přesvědčit nacisty o důležitosti provádění rozborů, což se poté stalo náplní laboratoře. To nejzajímavější, co jsme tam dělali, bylo, že jsme připravovali alkohol pro Němce. Přivezli nám např. pytel cukru a nařídili, abychom ho vykvasili a destilovali. Byla zde vysoká koncentrace vynikajících lidí. Dostali se sem i chemici z Německa, kteří byli do Terezína přesunuti z civilu. Ti laboratoř udržovali a vymýšleli, co bychom mohli dělat, za což jsme jim byli vděčni.

Další vaší životní etapou bylo působení na Vysoké škole chemicko-technologické v Praze, kde jste se setkal s prof. Eduardem Hálou a stali jste se, dá se říci, průkopníky fyzikální chemie.
Ne, určitě jsme nebyli průkopníky. Fyzikální chemie již existovala, část tady a jinak v celém světě. V Čechách to byl prof. Rudolf Brdička, který napsal velmi hezkou malou učebnici Úvod do fyzikální chemie pro univerzitní posluchače. Postrádala však technickou stránku. Profesor František Daneš, který nám s Eduardem nabídl na VŠCHT asistenci, nás tenkrát pověřil, abychom vytvořili skripta. Dal nám letmo napsané rukopisy svých přednášek, které jsme museli upravit, naklepat na cyklostylové blány a v kanceláři děkana vše rozmnožit na velmi starém rozmnožovacím stroji s ručním ovládáním – kolem 300 až 400 kopií. Pak nám toho profesor dával méně a méně a dostávali jsme od něj už jen odkazy na různé anglické a německé odborné publikace. A jejich podrobné přelouskání nás donutilo naučit se fyzikální chemii od základů. S Eduardem jsme udržovali opravdu velmi blízký vztah. Nejenom, že jsme spolu pracovali, ale hráli jsme také v kvartetu. On byl houslista a já hrál tehdy na violu. Byl kmotrem mých dětí a já kmotrem těch jeho.

Spolupracovali jste i poté, co jste s paní a dětmi emigrovali do zahraničí?
Kdepak, nebyla příležitost se nějak stýkat. Byli jsme v té době v Praze dosti „vykřičení“. Jedině během dvou kongresů v Anglii, kterých se mohl Eduard zúčastnit, jsme měli možnost se vidět. Náš život se emigrací naprosto rozdělil. Eduard pokračoval úspěšně v termodynamice. Ve všech laboratořích v Anglii, kde se dělala destilace, měli na stole otevřenou jeho knížku, protože byla velmi praktická. Já jsem potom pracoval pro firmu Kodak v oboru fotochemie, což je úplně jiná oblast.

Během života v Praze jste se stal pro mnohé studenty legendou. Vaše přednášky byly navštěvovány v hojném počtu a první i druhý díl učebnice fyzikální chemie, kterou jste vydali s prof. Hálou, dodnes všichni chválí. Učení muselo být zajisté vaším posláním. Přesto bych se ráda zeptala, kdo nejvíce ovlivnil vás?
Před válkou působil v Praze mladý fyzik jménem Hans Goldschmidt, který byl pak rovněž deportován do Terezína. Zde jsem zažil jeho tři nebo čtyři přednášky na téma geometrické algebry, během kterých nás (asi 5–6 lidí) přesvědčil, že geometrická algebra je cosi naprosto ohromného. Pak náhle zmizel. Dozvěděli jsme se, že ačkoli byl žid, vyžádali si ho v berlínském Kaiser-Wilhelm-Institutu, kde se snažili zkonstruovat radar. A on byl elektromagnetik. Když se Berlín položil, podařilo se mu utéct a vrátil se do Prahy, kde se stal profesorem na Karlově univerzitě. Já jsem v té době začínal s fyzikální chemií, jejíž součástí byla kvantová mechanika. Potřeboval jsem někoho, kdo by mi ji vysvětlil, a nemohl jsem najít lepšího učitele. Hans Goldschmidt stál totiž u jejího zrodu. Pamatuji si, jak jsem chodíval k němu domů a vedli jsme debaty dlouho do noci. Kvantovou mechaniku mi vysvětloval způsobem vyprávění, jak bouřlivě a vášnivě diskutovali spolu s dánským fyzikem Nielsem Bohrem a ostatními, takže jsem se jako by těchto diskusí zúčastňoval, i když nepřímo.
Bohužel, asi tři měsíce před procesem s Rudolfem Slánským spáchal sebevraždu. Před válkou byl komunistou tělem i duší, podobně jako ostatní mladí lidé tehdy. Zřejmě věděl, co se ve Slánského procesu chystá, a to byl důvod, proč skoncoval se životem. Byla to opravdu hrozná doba.
Na VŠCHT to byl pak prof. František Daneš a také prof. Rudolf Lukeš, který byl organickým chemikem velkého formátu. Rovněž Otto Wichterle měl obrovské nadání – učil organiku, makromolekulární chemii… uměl všechno. Pamatuji si, že nezůstal sedět na místě víc než tři minuty. Podle mého názoru byl jedním z největších talentů v Čechách.

Co vás v 60. letech přimělo opustit domov i zdárně se rozvíjející práci a podstoupit velmi riskantní emigraci?
Pohnutka byla následující: uměl jsem dobře francouzsky a v domě, kde jsme tehdy bydleli, se vystřídala řada významných lidí; nejprve ministr Emanuel Šlechta, pak několik velvyslanců a později i francouzský atašé s paní. Jednoho dne k nám přišli příslušníci tajné policie a chtěli, abychom se s těmito lidmi sblížili a každý týden donášeli zprávy o tom, co se ve vedlejším bytě děje. To jsme skutečně nemohli. Vyhýbali jsme se tomu, vymlouvali se na čas... Lidé z tajné policie však začali být čím dál agresivnější, jednou nám například řekli: „Když nemáte čas, nemůžete ani dobře vychovávat socialistické děti, takže vám je budeme muset vzít a dát je do dětského domova.“ Rozhodli jsme se, že jestli to jen trochu půjde, utečeme. Je to dlouhá historie, ale nakonec jsme se dostali na výletní loď, která jela z východního Německa do Dánska. U dánských břehů jsme skočili do moře a plavali k pevnině. V Dánsku jsme získali azyl, ale nebyla tam práce ani pro Dány; chyběl průmysl. Díky jednomu známému jsem se posléze dostal jako chemik do firmy Kodak v Anglii, kde jsem zůstal 22 let.

Ve své knize vzpomínáte, že díky práci v anglické pobočce firmy Kodak jste se skrze fotofyziku a fotochemii tak trochu zúčastnil revoluce, kterou v průběhu 20. století způsobily polovodiče...
Zahájily ji tři důležité události, které se odehrály v americké laboratoři Bell Labs poměrně ve stejné době a na nichž celá polovodičová revoluce stála. Bell Labs patřila bohaté společnosti, jež měla telefonní síť po Americe a zaměstnávala prvotřídní vědce. Mezi nimi také nositele Nobelovy ceny za fyziku pevných látek Williama Shockleyho, který hned po válce v roce 1947 sestavil velmi jednoduchý hrotový tranzistor. První rádia byla založena na germaniovém krystalu. Drátek, jenž se krystalu v některých bodech dotýkal, fungoval jako zesilovač a ten dovoloval slabým elektromagnetickým vlnám přiblížit se ke krystalu a zesílit je natolik, že rádia mohla hrát přes sluchátka. Zhruba ve stejné době, v roce 1948, publikoval irský matematik Claude Shannon, rovněž z laboratoře Bell Labs, článek Matematická teorie komunikace. Objevil, že informace se skládá ze sekvence binárních čísel, jako jsou např. možnosti „ano/ne“, a může být jimi prezentována. Třetí událostí bylo, že v Texasu, ve společnosti Texas Instrument, vědci v roce 1958 sestrojili první ne příliš elegantní obvod, který kombinoval tranzistory a odpory, a mohl tedy elektrony buď propouštět či zadržovat, a ztělesňoval v tomto smyslu rozhodovací element informace. Tyto tři skutečnosti dohromady způsobily polovodičovou revoluci.
William Shockley přišel později s nápadem nahradit původní germanium křemíkovými destičkami, na jejichž povrchu by se střídaly oblasti s příměsí prvků, které jsou donory elektronů, s oblastmi obohacenými naopak akceptory elektronů, vše překryté kovovou elektrodou. Potřebovali však nějaký lak, jenž by bylo možné při výrobě těchto nových zařízení použít. Shockley se proto obrátil na vedoucího laboratoře Kodaku v Rochestru v New Yorku, aby zde pro ně fotocitlivý povlak vyvinuli. Vyrobený lak však fungoval dobře jen v laboratoři, ve velké výrobě pak dělal chyby. Kodak tehdy obdržel zákaznickou stížnost od Bell Labs. A jak to bývá, z Rochestru poslali stížnost do pobočky Kodak v Londýně. Zde se reklamace ujal vedoucí grafického oddělení Martin Hepher, který ihned poznal, že problém působí polyvinylcinamát, který nepřilne dobře ke sklu, natož ke křemíku. Jeho kamarád, německý organický chemik Hans Wagner, přišel na to, jak připravit kaučuk citlivý na ozáření. Doporučil, aby se do něj přimísilo malé množství bisazidů, které přimějí ozářený kaučuk k zastínění, takže se stane nerozpust-ným. Wagner pokus zkusil a zjistil, že nový materiál velmi dobře funguje. Dostal název Kodak Thin Film Resist (tenkostěnný fotorezist) a byl poslán do Bell Labs.
Pro vedení londýnské pobočky však šlo o něco zcela nezajímavého a nedůležitého; co se netýkalo fotografie. Můj vedoucí Martin Hepher hledal někoho, komu by tento projekt a následnou komunikaci s firmou Bell Labs přidělil. Já byl tehdy nováček, a tak skončil u mě. V tu dobu však nikdo netušil, že KTFR k něčemu přece jen bude, a navíc poměrně rychle. V Americe během tří let rostl počet firem, které se věnovaly polovodičům, a jelikož všechny KTFR používaly, náš projekt začal být dokonce výdělečný a naše linka si pak výrobou KTFR vydělala i na svůj provoz. Tím, že jsem v Londýně působil jako poradce přes rezisty (KFTR), jsem byl občas ­vyslán do americké Bell Labs, kde jsem se se všemi lidmi spřátelil, takže jsem se tak trochu cítil součástí oné polovodičové vlny.





Po odchodu z firmy Kodak v roce 1980 si k vám cestu našla nabídka práce v Americe, navíc zcela v jiné oblasti. Přesto lze říci, že jste opět stanul u něčeho, co se ve světě teprve vyvíjelo. Díky letitým zkušenostem s fotochemií vás přijala Polytechnická univerzita v Brooklynu, abyste zde vybudoval Institut zobrazovacích nauk, který by sdružoval různé disciplíny vztahující se ke tvorbě obrazu.
Vlastně jsem měl štěstí, že se jednalo o něco zcela nového a v té době neexistovala žádná konkurence. Bavilo mne vymýšlet, jaké vědy by měly do oboru imaging přejít. Měl jsem také konexe ze starých dob v Kodaku, odkud se ke mě přidalo pět lidí, a společně jsme vymýšleli strukturu základů vznikajícího oboru. Působil jsem tehdy jako vedoucí něčeho, co ještě neexistovalo, a já ani nikdo jiný vlastně nevěděl, jak to má vypadat. Co nám také velmi pomohlo, bylo načasování samo. Vyučoval jsem zde v roce 1982 fotochemii a mikrolitografii, která úzce souvisela s polovodiči a existovala zatím pouze v Americe. V Evropě a Asii se snažili novou vlnu zachytit, a tak se na kurz přihlásilo množství lidí. V důsledku toho jsem byl pozván do Švýcarska, Německa i Číny. Nakladatelství Wiley mne tehdy požádalo, abych napsal i učebnici (pozn. Photoreactive Polymers, the Science and Technology of Resists). Mrzelo mě však, že když jsem ji v roce 1986 psal, ještě jsem nevěděl, jak tehdy používaný německý fotorezist funguje.

Ohlédnete-li se zpět, kdy vám věda přinesla největší radost?
V Americe jsem ze začátku neměl mnoho času na vedlejší činnosti, které se netýkaly institutu, ale později jsem se opět vrátil ke studiu fotorezistů, kterým jsem se v samých začátcích věnoval ještě v Kodaku. Trh s nimi prošel v 70. letech velkou změnou. Při výrobě většiny polovodičů se nyní používaly novolak-diazochinové rezisty, které byly objeveny v německé firmě Kalle. Nebylo mi jasné, jak tyto fotorezisty fungují, a když jsem se ptal kolegů z laboratoří v Německu, ani oni pořádně nevěděli. Nastala paradoxní situace, kdy se v Americe novolak-diazonaftochinonové rezisty používaly při výrobě 95 % všech integrovaných obvodů (počítačových čipů), ale nikdo nevěděl, jak fungují. Tato základní složka technologie, která měnila naše životy, zůstávala záhadou.
Bylo známo, že rezist obsahuje látku, která je světlo-citlivá, a vědělo se o ní už 50 let. Přesto zde jedna velká otázka zůstala: jakým způsobem diazonaftochinonové deriváty zpomalují proces rozpouštění? Lámal jsem si nad tím pořád hlavu. Pak jsem přišel na to, že diazochinon s lakem vůbec nereaguje. Děje se následující: je-li reakce diazochinonu velice rychlá, vytváří teplo a to účinkuje na lak. Měl jsem opravdu velkou radost – pořád to totiž nedávalo smysl a najednou bum... Proces měl jeden velmi vážný následek, který jsem nebyl schopen dříve pochopit: jestliže diazochinon funguje jako ohřívač, který se dá zapnout světlem, je možné ovládat teplem – infračerveným zářením – i lak.

Vybavíte si ještě dnes chvíli, kdy jste na zásadní spojitost s teplem přišel?
Vzpomínám si úplně přesně. Ležel jsem v posteli, byly tři hodiny ráno. Již mnoho let v noci vstávám a od tří do pěti jsem příjemně vzhůru a přemýšlím nad tím, co zrovna v laboratoři řešíme. A tak to přišlo. Když si události rekapituluji, téměř vše mne napadlo v tuto dobu. Posledních pár let jsem měl hned vedle postele kousek papíru a tužku, a když se vynořilo něco, co už jsem roky hledal, rychle jsem si nápad napsal a šel si opět lehnout. Kdybych to neudělal, ráno bych si nepamatoval vůbec nic.

V roce 1983 jste obdržel titul doktor věd, D.SC., který není zcela běžný, protože místo univerzity jej uděluje princ Charles...
Dostal jsem ho za studii týkající se blednutí barviv, oboru, kterému jsem se věnoval v době, kdy mne v Kodaku nenechali pokračovat v práci s rezisty. Studie, na níž jsem spolupracoval se dvěma kolegyněmi, trvala tři roky a poskytla vůbec první náhled na to, jak lze blednutí barev manipulovat.

Na kterou etapu vědecké kariéry vzpomínáte nejraději a čemu se věnujete v současné době?
Anglie byla ohromná, ale co se týče výzkumu, světu jednoznačně vévodila Amerika. V Praze jsem s velkým zápalem učil fyzikální chemii. Domníval jsem se, že je to mé životní poslání. Nejlepší chemii jsem však dělal v Americe. Byla to má nejproduktivnější doba, a pořád vlastně je. I když už jsem od svých 73 let v penzi, na fakultu pořád docházím. Momentálně se opět vracím k nedokončené práci týkající se blednutí barev ozářením, pro něž zatím neexistuje numerický výraz. Domnívám se, že jsme na podstatu jevu přišli, ale práci jsme nedokončili, protože k tomu je potřeba dostatek času, třeba pět let. Mám domluvenou další spolupráci, nechám se překvapit, zda z ní něco bude.

GABRIELA ADÁMKOVÁ