ZRYCHLOVÁNÍ TECHNICKÉHO POKROKU
Technický pokrok jeví v dějinách lidstva tendenci k neustálému zrychlování.
Těžko říci, zda se to týká též ostatních oblastí lidského života - např. v
oblasti morálky lze s úspěchem pochybovat o nějakém pokroku vůbec. Jisté je, že
technický pokrok je závislý především na rozvoji přírodních věd, a také na
společenské poptávce, na potřebách společnosti a jejím ekonomickém a politickém
stavu i dalším směřování.
Pro technický pokrok mělo dominantní úlohu mezi přírodními vědami postavení
fyziky. Ve 20. století se fyzika stala jednou z nejčelnějších věd. Nárůst
technických a přírodovědných znalostí se zrychlil tak, že dnes prý vzroste
každých pět let na dvojnásobek. Přesto je technických i přírodovědných znalostí
stále málo a stále nestačí společenské poptávce. Energetika je toho názorným
příkladem, ale spoustu jiných najdete třeba v dopravě, medicíně i jinde. Vzpomeňme
třeba zatím marného boje proti rakovině a nové zhoubné chorobě 2.poloviny
20.století - AIDS.
 |
|
Nejstarší perpetum mobile v Evropě (kolem
roku 1235) pochází z náčrtníku Villarda z Honnecourtu. Na obrázku vidíme Villardovo
kolo z pozdější doby. |
|
Oblíbené omyly v technice: Perpetuum mobile
"Oblíbené" omyly se vyskytují téměř ve všech oblastech lidské
činnosti. Důvody lze jen uhadovat. My si v této kapitole ukážeme, jak se takové
lpění na omylech projevuje v jednom problému technické povahy, který má úzký vztah
k energetice.
Definice perpetua mobile praví, že jde o
stroj, který, byl-li jednou uveden do pohybu, sám od sebe v něm setrvává, případně
je schopen konat ještě užitečnou práci, nebo podle jiné definice stroj, který
pracuje nebo přeměňuje energii beze ztrát.
Idea samohybného stroje - jakkoli se zdála být hříčkou měla velice praktickou
podstatu a její uskutečnění by předčilo všechny dosavadní objevy: zbavilo by
lidstvo jednou provždy strachu z nedostatku energie a usnadnilo práci mnoha lidí.
Pravda, v průběhu nepřestávajících pokusů o vynalezení takového stroje se
vyskytly i problémy:
- stárnutí materiálu a opotřebení součástí stroje,
- nutnost počátečního pohybového impulzu,
- otázka pracovní užitečnosti stroje.
|
 |
|
Spojení Archimédova šroubu s
lopatkovými koly. |
Jenže to vše bylo nepodstatné ve srovnání s tím, že celá myšlenka je v rozporu
s jedním z nejzákladnějších zákonů fyziky. To však zpočátku málokdo tušil.
Nejstarší známou zprávou o perpetuu mobile je jeho popis v jedné básni matematika,
astronoma a básníka indického původu Bháskary, napsané kolem r.1150 po Kr. a
dochované v arabských rukopisech z 16. století. Na prvním samohybu je pozoruhodné
použití kola jako základního prvku. Staroindičtí filozofové učili, že pravidelně
se opakující děje, uzavřené do pomyslného kruhového cyklu, hrají velmi důležitou
úlohu v životě člověka a jsou symbolem věčnosti a dokonalosti. V staroindickém
védském náboženství bylo kolo pokládáno za znak božství a všeobecně se pak
stalo symbolem pohybu.
V Evropě byl původcem myšlenky na sestrojení samohybného stroje středověký
francouzský architekt Villard z Honnecourtu na počátku 13. století. Villard však
dobře věděl, že není první, kdo se pokouší o sestrojení absolutně dokonalého
stroje.
Hojné byly pokusy o sestrojení perpetua mobile u renesančních inženýrů a
mechaniků. Patřila k nim i velmi zvučná jména, např. Leonardo da Vinci, který však
vyslovil ohledně samohybných strojů první pochybnosti i zdůvodnění negativních
závěrů svých pokusů.
 |
Hodinový strojek udržovaný v
chodu změnami teploty v místnosti. K natahování hodinového péra stačí kolísání
teploty v rozmezí 1 až 2 °C. Látka citlivá na tyto teplotní změny je etylchlorid;
je jím naplněn plochý válec důmyslně přenášející roztažnost plynu na hodinový
strojek (moderní švýcarská výroba). |
Dobou vrcholného rozkvětu perpetua mobile bylo období pozdní
renesance v Evropě, kdy mechanice stejně jako astrologii, astronomii a alchymii přály
vladařské dvory i filozofové. Kámen mudrců a perpetuum mobile se staly cílem snah
formující se vědy (je známo, že samohybnou "machynku" se snažil
zkonstruovat a zdůvodnit i J. A. Komenský).
 |
|
Parní šicí stroj (1891). |
|
Druhy perpetuí mobile se rozlišují obvykle podle fyzikálního jevu, na kterém jsou
založeny, např. působení zemské tíže, magnetismu, vztlaku těles v kapalinách,
vzlínavosti kapalin, elektromagnetismu atd. Hlavní druhy jsou samohyby mechanické,
hydraulické (kapalinové), magnetické a elektromagnetické, ty se pak všelijak
kombinují.
Fungování perpetuí mobile bylo přirovnáváno k projevům přírody, jako je pohyb
planet a vesmírná mechanika vůbec, koloběh vody v přírodě, fungování tlakoměru
nebo magnetické střelky apod. Můžeme se právem domnívat, že tyto přírodní jevy
mohly být inspirací a rozhodně byly nejdéle odolávajícím "důkazem" jeho
skalních zastánců. Skutečné hledače perpetua mobile je třeba odlišovat od hojných
podvodníků, kteří těžili z důvěry majetných mecenášů a obdivovatelů.
Spor o perpetuum mobile vyvrcholil v 2. pol. 18. století, kdy tlak vyvíjený na
nejvyšší vědecké instituce přinutil v r.1775 Královskou akademii věd v Paříži k
rozhodnutí, aby napříště nepřijímala do vědeckého projednávání žádné
návrhy a žádosti o přiznání patentu tohoto druhu: "Ani kdyby jeho trvání
(pohybu stroje, pozn. autora) nebylo ovlivňováno třením a odporem prostředí, mohla
by sila vyvolat jen takový účinek, jehož velikost odpovídá příčině."
 |
"Jednonohá"
lokomotiva Boyntonova. |
Definitivní jasno do věci měl však vnést až objev zákona o zachování energie
r.1842, kdy si německý fyzik a lékař Julius Robert Mayer (1814 -1887) všiml analogie
mezi kinetickou (pohybovou) energii získanou tělesy padajícími pod vlivem tíže a
teplem uvolněným stlačenými plyny. Prostřednictvím mechanického ekvivalentu tepla
došel k zobecnění, že energie ani nevzniká, ani nezaniká, že se jen
přeměňuje z jedné formy v jinou. Tak byl objeven nejdůležitější zákon
mechaniky. Mechanický ekvivalent tepla vyjádřil číselně vztah mezi jednotkou tepla a
jednotkou mechanické práce. Brzy nato týž objev učinili anglický amatér James Joule
( 1818 -1889) a německý fyziolog a fyzik Hermann von Helmholtz ( 1821-1894).
|
 |
|
Návrh letostroje z roku 1864
(zkouška se nezdařila). |
Jasno ve věci tedy už bylo, ale na nadšence snící o vynálezu věčně se
pohybujícího stroje bez potřeby energie to jaksi nepůsobilo. Nevěříte? Ještě v
letech 1970 -1973 docházelo Úřadu pro objevy a vynálezy v Praze až 50 nových
návrhů na perpetuum mobile ročně. Mezi jejich autory najdeme i jména odborných
pracovníků velkých průmyslových závodů a výzkumných ústavů, často s
akademickými a vědeckými tituly.
|